傅里葉變換近紅外光譜分析技術在茶葉中的應用

傅里葉變換近紅外光譜分析技術在茶葉中的應用70年月就已將近紅外光譜分析技術應用于茶葉多種組分的定量分析，如茶多酚、咖啡堿、全氮量、粗纖維等的定方程的爭論階段。目前，隨著化學計量學和計算機技術的快速進展，近紅外光譜分析已轉向以分析弱信號和多組分多元信息處理為根底80年月傅里葉變換在近紅外光譜儀中的應用，增加光通量，提高了信噪比，使所得譜線平滑，從而使近紅外技術有效地應用于大量樣品的高精度快速分析。本文通過運用德國Bruker公司的FT—NIR光譜儀(IFS28/N型)和隨機配送的OPUSQUANT—2定量和IDENT定性分析軟件對茶樹活體(葉片)、茶葉及茶制品的近多行業(yè)中的應用現(xiàn)狀，探討它在茶葉領域內(nèi)應用的特點及前景。一、應用原理及特點應用原理近紅外光譜區(qū)介于可見光區(qū)與中紅外光區(qū)之間，波長范圍為0.75～2.5μm4000～13330cm-1。由于近紅外光譜區(qū)與有機分子中含氫基團(CHOHNH)振動的合頻與各級倍頻的吸取一蛋白質、咖啡堿、復原糖、多糖(纖維素、半纖維素、淀粉、果膠)等相關，如纖維素、半纖維素的含量打算了茶葉的老嫩度，氨基酸、茶多酚、咖啡堿含量及比例打算了茶沖泡后的口感。由此看出，通過分為依據(jù)，進一步建立關于茶葉優(yōu)劣、級別、真假識別以及品種鑒定等瑣和人工審評中因個人好惡帶來的誤差。傅里葉變換近紅外光譜儀所運用的傅里葉變換技術是通過機內(nèi)的邁克爾遜干預儀動鏡的勻速運動把待分析光變成干預光(干預圖)，(屢次的數(shù)值積分)，把干預圖變換成光譜圖。由于干預光供給了很高波的近似，從而使所得譜線平滑，消退了局部噪音。因此傅里葉變換技術能使近紅外光譜儀有效地應用于大量樣品的高精度快速分析。應用的方法和特點(1)茶葉近紅外光譜法測定步驟立光譜特征與該成分含量之間的數(shù)字模型。具體過程如下：1選擇肯定數(shù)量(60份以上)具有代表性的茶葉樣品(又稱標準樣品集)；2用其真實值；3用傅里葉變換近紅外光譜儀掃描標準樣品，集中各份茶葉的近紅外光譜圖；4運用隨機軟件(OPUSQUANT—2定量分析軟件)中的化學計量學方法、偏最小二乘法(PLS)在計算機內(nèi)建立茶葉近紅外光譜圖和化學成分真實值之間的對應模型；5在以后運用該模型進展譜圖對應的模型即可。為“再生”的測定方法。(2)特點準樣品集并進展大量的化學測定，是一項耗時長且相當繁瑣的工作。而且模型將來對未知樣品推測的準確度完全取決于模型初建時化學性就會降低。但只要模型準確建立，在進展茶葉樣品組分測定時，樣品無需進展任何前處理(如提取、消化等)就可以直接進展近紅外圖譜掃描，做到無損檢測，并快速而準確地測得組分含量，掃描后的樣品還可以挪作他用。傅里葉變換近紅外光譜法還特別適合茶葉樣品的多組分快速測模型可以在短時間內(nèi)一次性同時測定未知樣品多種組分的含量。傅里葉變換近紅外光譜儀使用(又稱作模型轉移)，無需任何修正。這是由于傅里葉變換近紅外光譜儀不同于一般的光柵型近紅外光譜儀，性能好。測，固體光纖可用于速溶茶、粉茶及活體試驗的常規(guī)檢測和制茶、茶飲料及濃縮茶生產(chǎn)工藝中的在線檢測等。二、傅里葉變換近紅外光譜分析技術在茶葉中的應用前景積分球漫反射、固體光纖等作圖譜掃描，對烏龍茶、紅茶、綠茶、茶浸出液、速溶茶、超微綠茶粉、茶飲料、濃縮茶等茶制品以及茶樹活體進展掃描分析，都得到了清楚的光譜圖(見圖1)?？梢姡灰巡栌凶鳛榈摹２枞~化學成分的多組分快速測定由于傅里葉變換近紅外光譜具有無需前處理、快速、無損、多組茶葉水分、茶多酚、咖啡堿、粗纖維、全氮量等方面的測定中得到應BrukerIFS28/NFT—NIR光譜儀在炒r≥0.90紅外光譜在茶葉蛋白質、氨基酸總量、氨基酸組分、總糖、復原糖、兒茶素總量等諸多工程的測定中的應用將得到進一步地拓展。建立茶葉智能化初審模型人工對茶葉的感官審評主要通過人的視覺、嗅覺、觸覺和味覺分別對茶葉外形、湯色、香氣、味道和葉底進展評審，從而推斷茶葉品超群的評茶技藝，而且還常常受到心情、喜好、安康狀況的影響，所難得。由于茶葉品質的優(yōu)劣與其內(nèi)質直接相關，如茶多酚、咖啡堿的含量及比例，氨基酸及各組分含量，葉綠素、纖維素的含量等等。而相關，同樣的鮮葉經(jīng)不同的人制作，茶葉品質相差懸殊。所以該模型只能作為茶葉的初審，而不行能完全代替人工感官審評。盡管如此，茶葉等級的快速評定和茶葉的一般性審評中有所應用。茶樹育種傅里葉變換近紅外光譜儀在諸多領域的應用中，育種應是應用的優(yōu)勢方面，在茶葉上也是如此。例如在選育低咖啡堿、高咖啡堿及高茶多酚等特別茶株時，建立的茶樹活體(鮮葉)傅里葉變換近紅外光檢測的問題。IDENT變換近紅外光譜的相像性比例對樣品進展逐步歸類，并給出譜系圖，由此來判別樣品親緣關系的遠近，這可用于茶樹品種的識別和鑒定。4.茶樹栽培在茶樹栽培中，常常要檢驗不同的施肥方式、比例對茶樹的施肥樹活體和土壤所含有效成分(如氮、磷、鉀等)進展快速檢測，特別是對同一活體組織(葉片)的跟蹤連續(xù)檢測，從而可以對施肥效果進展評價，也可以通過對茶樹活體所含成分(如全氮量)多少的檢測，確定在土壤中的施肥方式和比例。茶制品大生產(chǎn)中的在線分析與掌握目前，茶制品大生產(chǎn)中主要通過化學檢測實現(xiàn)品質掌握，費時長、步驟繁，難以適應工廠化生產(chǎn)的需要。而應用傅里葉變換近紅外過儀器中的固體光纖和液體光纖就可以實現(xiàn)對生產(chǎn)的在線檢測和遠光譜掌握茶多酚總量來實現(xiàn)對茶濃縮終點的遠程監(jiān)控。茶葉真假、偽劣識別通過傅里葉變換近