绿茶主要成分近红外光谱分析方法研究

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绿茶是我国产量最高和出口量最大的一种茶类，不仅具有生津解渴之功效，还具有多种医疗保健功能，是国内外人们所喜爱三大无酒精饮品之一。水分、茶多酚、咖啡碱和游离氨基酸是绿茶中主要的4种品质成分，其含量的多少直接影响绿茶的色、香、味。传统的化学分析方法存在费用高、时间长、易产生污染、具破坏性和重复性差等缺陷，因此探索新的绿茶品质成分快速和无损分析方法非常必要。本文应用现代近红外光谱分析技术，分别利用两种型号近红外光谱分析仪(NI-RSystems6500型和InfraXactLab型)对158份绿茶粉碎样品和未粉碎样品进行光谱扫描，运用现代化学计量学方法，分别建立了绿茶中4种主要成分含量的主成份回归(PCR)、偏最小二乘(PLS)和改进偏最小二乘(MPLS)定量分析模型，利用目标函数法对定标模型进行评价，并用独立验证集对定标模型的预测性能进行了检验。研究结果如下： (1)通过比较分析，研究结果表明，除未粉碎样品在NIRSystems6500型近红外仪上水分含量最优定标模型是在PLS定标方法下得到之外，其它条件下建立的最优模型均是采用MPLS定标方法。 (2)粉碎样品在NIRSystems6500型近红外仪上水分、茶多酚、咖啡碱和游离氨基酸含量最优定标模型采用的光谱预处理方法分别为MSC，2，4，1，1、MSC，2，4，4，1、MSC，1，4，1，1、SNV+D，1，8，8，1，定标模型综合评价指标f值分别为99.05％、96.07％、95.52％、93.42％，定标标准差(SEC)分别为0.1591％、0.9314％、0.1626％、0.0993％，定标决定系数(R2c)分别为0.9856、0.9473、0.9167、0.8751。用独立验证集对最优定标模型进行验证结果为：相对标准差(RSD)分别为5.083％、3.092％、5.509％、5.181％，相对分析误差(RPD)分别为3.580、3.684、2.521、2.093，预测标准差(SEP)分别为0.338％、0.999％、0.238％、0.129％，预测决定系数(R2p)分别为0.9261、0.9219、0.8116、0.7773。粉碎样品在InfraXactLab型近红外仪上4种成分含量最优定标模型采用的光谱预处理方法分别为SNV+D，2，4，4，1、MSC，2，4，1，1、SNV+D，2，4，1，1、SNV+D，2，8，8，1，f值分别为99.03％、95.96％、87.83％、92.17％，SEC分别为0.1648％、0.9214％、0.2525％、0.1020％，R2c分别为0.9849、0.9410、0.7762、0.8521。验证结果为：RSD分别为3.598％、3.835％、7.355％、6.040％，RPD分别为5.042、2.904、1.861、1.854，SEP分别为0.236％、1.243％、0.317％、0.151％，R2p分别为0.9605、0.8159、0.6434、0.7416。 (3)未粉碎样品在NIRSystems6500型近红外仪上4种成分含量最优定标模型采用的光谱预处理方法分别为MSC，2，4，4，1、MSC，2，8，4，1、SNV+D，1，8，1，1、MSC，1，8，4，1，f值分别为97.84％、94.86％、96.35％、90.20％，SEC分别为0.2505％、1.0068％、0.1500％、0.1148％，R2c分别为0.9638、0.9224、0.9320、0.8160。验证结果为：RSD分别为4.199％、4.138％、6.814％、5.737％，RPD分别为4.353、2.733、1.980、1.857，SEP分别为0.278％、1.339％、0.293％、0.144％，R2p分别为0.9508、0.8830、0.7340、0.7174。未粉碎样品在InfraXactLab型近红外仪上4种成分含量最优定标模型采用的光谱预处理方法分别为MSC，1，4，4，1、SNV+D，1，4，1，1、MSC，2，8，1，1、SNV+D，2，8，4，1，f值分别为96.60％、93.39％、94.69％、88.65％，SEC分别为0.3238％、1.2122％、0.1962％、0.1250％，R2c分别为0.9400、0.8969、0.9030、0.7882。验证结果为：RSD分别为6.248％、5.657％、10.562％、6.320％，RPD分别为2.954、1.930、1.197、1.646，SEP分别为0.413％、1.829％、0.451％、0.158％，R2p分别为0.8912、0.8146、0.6780、0.6243。研究结果表明，在本文试验条件下，利用近红外光谱(NIRS)分析技术能够定量检测绿茶中水分、茶多酚、咖啡碱和游离氨基酸总量的含量。对绿茶粉碎样品中水分、茶多酚和咖啡碱含量可以实现预测精度高的近红外光谱快速分析，对游离氨基酸总量只能进行粗略估测；对绿茶未粉碎样品中水分、茶多酚含量可以实现预测精度较高的近红外光谱快速无损分析，对咖啡碱含量和游离氨基酸总量只能进行较粗略的无损估测。

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作者
林新;
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作者单位

华中农业大学;

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授予单位华中农业大学;
学科农业机械化工程
授予学位硕士
导师姓名牛智有;
年度 2008
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类红外光谱分析法;
关键词
绿茶成分; 红外光谱分析; 保健功能; 茶多酚; 咖啡碱; 游离氨基酸; 绿茶品质; 无损分析;

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