傅里葉變換近紅外光譜分析技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
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(cè)定，測(cè)定時(shí)只要對(duì)樣品進(jìn)行一趺近紅外圖譜掃描。通過(guò)各組分的數(shù)學(xué)模型可以在短時(shí)間內(nèi)一次性同時(shí)測(cè)定束知樣品多種組分的含量。
另外，數(shù)學(xué)模型一經(jīng)建立，可以棱拷貝人任一帶相同分析軟件的傅里葉變換近紅外光譜儀使用(叉稱作模型轉(zhuǎn)移)，無(wú)需任何修正。過(guò)是因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/傅里葉變換">傅里葉變換近紅外光譜儀不同于普通的光柵型近紅外光譜儀， 它是采用儀器內(nèi)部氨氖激光作為波長(zhǎng)校準(zhǔn)．儀器穩(wěn)定性高，模型轉(zhuǎn)移性能好。
傅里葉變換近紅外光譜儀帶有很多的檢測(cè)接口和附件．因此它可用于多種茶及茶制品的常規(guī)和在線檢測(cè)，如積分球可用于掃描干茶以及茶濃縮乳濁藏的漫反射光譜， 變溫池可用于茶水及茶飲料的恒溫檢測(cè)，固體光纖可用于速溶茶、粉茶及活體試驗(yàn)的常規(guī)檢測(cè)和制荼、茶飲料及濃縮茶生產(chǎn)工藝中的在線檢測(cè)等
二、傅里葉變換近紅外光譜分析技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用前景
筆者在傅里葉變換近紅外光譜儀上，分別采用變溫池、灌體光纖、積分球漫反射、固體光纖等作圖譜掃描．對(duì)烏龍茶、紅茶、綠茶、茶橙出液、速溶茶、超微綠茶粉、茶飲料、濃縮茶等茶制品以及茶樹(shù)活體進(jìn)行掃描分析，都得到了清晰的光譜圖?？梢?jiàn)，只要把茶葉領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)學(xué)模型一一建立起來(lái)，近紅外光譜在該領(lǐng)域的應(yīng)用是大有作為的。
1 茶葉化學(xué)成分的多組丹快速測(cè)定
由于傅里葉變換近紅外光譜具有無(wú)需前處理、快速、無(wú)損、多組分同時(shí)測(cè)定等請(qǐng)多優(yōu)點(diǎn)．所以它最適合對(duì)干茶作多組分快速測(cè)定，在茶葉水分、茶多酚、咖啡堿、粗纖維、全氯量等方面的測(cè)定中得到應(yīng)用=就目前筆者利用Bruker公司的IFS 28／N 型FT NIR光譜儀在炒青綠茶漫反射光譜中巳作的初步研究來(lái)看，茶葉的含水率、茶多酚含量、全氮量都可以利用傅里葉變換近紅外光譜儀來(lái)測(cè)定，數(shù)學(xué)模型中的化學(xué)測(cè)定真實(shí)值和近紅外光譜預(yù)測(cè)值的相關(guān)系數(shù)r≥0.90。通過(guò)傅里葉變換近紅外光譜在其他行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，可以預(yù)見(jiàn)傅里葉變換近紅外光譜在茶葉蛋白質(zhì)、氨基酸總量、氨基酸組分、總糖、還原糖、兒茶索包量等諸多項(xiàng)目的測(cè)定中的應(yīng)用將得到進(jìn)一步地拓展。
2． 建立茶葉智能化初審橫型
人工對(duì)茶葉的感官審評(píng)主要通過(guò)人的視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)和味覺(jué)分別對(duì)茶葉外形、湯色、香氣、滋味和葉底進(jìn)行評(píng)審，從而判斷茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣。評(píng)茶人員要經(jīng)過(guò)多年的培訓(xùn)和長(zhǎng)時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累才能擁有高超的評(píng)茶技藝，而且還常常受到情緒、喜好、健康狀況的影響．所以說(shuō)茶葉人工感官審評(píng)有很多偶然因素，另外優(yōu)秀的評(píng)茶員也十分難得 固為茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣與其內(nèi)質(zhì)直接相關(guān)，如茶多酚、咖啡堿的含量及比例，氨基酸及各組分含量．葉綠索、纖維素的含量等等，而這些信息在傅里葉變換近紅外光譜上都有一定程度的反映，這樣只要建立茶葉近紅外光譜與感官審評(píng)各因子得分之間的數(shù)學(xué)模型， 就可以得到茶葉智能他計(jì)算機(jī)審評(píng)模型。當(dāng)然茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣還和制茶技術(shù)相關(guān)，同樣的鮮葉經(jīng)不同的人制作，茶葉品質(zhì)相差懸殊。所以該模型只能作為茶葉的初審，而不可能完全代替人工感官審評(píng)。盡管如此，由于傅里葉變換近紅外光譜儀在快速、無(wú)損等方面的優(yōu)勢(shì)， 它仍可在茶葉等級(jí)的快速評(píng)定和茶葉的一般性審評(píng)中有所應(yīng)用。
3． 茶樹(shù)育種
傅里葉變換近紅外光譜儀在譜多領(lǐng)域的應(yīng)用中，育種應(yīng)是應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)方面，在茶葉上也是如此。倒如在選育低咖啡堿、高咖啡堿及高茶多酚等特殊茶株時(shí)，建立的茶樹(shù)活體(鮮葉)傅里葉變換近紅外光譜和化學(xué)成分之間的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)固體光纖可以做到無(wú)損檢測(cè)，得到欲知成分的含量，防止以往測(cè)定中對(duì)植株的損傷和破壞；特別是在茶樹(shù)品種選育時(shí)，解決了既可得知種子的品性又不對(duì)種子進(jìn)行破壞性檢測(cè)的問(wèn)題。
另外，OPUS IDENT 定性分析軟件中還帶有震糞分析軟件，可在茶樹(shù)育種中的親緣關(guān)系鑒別上發(fā)揮作用。它利用不同茶樹(shù)活體傅里葉變換近紅外光譜的相似性比例對(duì)樣品進(jìn)行逐步歸類，并給出譜系圖，由此來(lái)判別樣品親緣關(guān)系的遠(yuǎn)近，這可用于茶樹(shù)品種的識(shí)別和鑒定。
4． 茶樹(shù)栽培
在茶樹(shù)栽培中，經(jīng)常要檢驗(yàn)不同的施肥方式、比例和茶樹(shù)的施肥效果，或者是通過(guò)茶樹(shù)缺某種肥料時(shí)的表征來(lái)決定施什么肥等。這些方面電可以利用傅里葉變換近紅外光譜儀做些工作。因?yàn)楦道锶~變換近紅外光譜儀不但可以建立茶樹(shù)活體和化學(xué)成分之間的數(shù)學(xué)模型，還可以建立土壤近紅外光譜和化學(xué)成分之間的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)模型對(duì)茶村活體和土壤所含有效成分(如氨、磷、鉀等)進(jìn)行快速檢測(cè)，特別是對(duì)同一活體組織(葉片)的跟蹤連續(xù)檢測(cè)，從而可以對(duì)施肥效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，也可以通過(guò)對(duì)茶樹(shù)活體所含成分(如全氮量)多少的檢測(cè)，確定在土壤中的旄肥方式和比例。
5． 茶制品大生產(chǎn)中的在線分析與控制
目前，茶制品大生產(chǎn)中主要通過(guò)化學(xué)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)品質(zhì)控制，費(fèi)時(shí)長(zhǎng)、步驟繁，難以適應(yīng)工廠化生產(chǎn)的需要。而應(yīng)用傅里葉變換近紅外光譜儀，只要建立茶制品近紅外光譜與化學(xué)成分之間的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)儀器中的固體光纖和嬗體光纖就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的在線檢測(cè)和遠(yuǎn)程監(jiān)控，如茶飲料生產(chǎn)中茶湯濃度的調(diào)配可以通過(guò)近紅外光譜來(lái)控制茶敢料中茶多酚的含量，速溶茶或濃縮茶的生產(chǎn)中也可以通過(guò)近紅外光譜控制茶多酚總量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)茶球縮望點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
6． 茶葉真假、偽劣識(shí)別
通過(guò)傅里葉變換近紅外光譜儀和定量、聚類分析，軟件還可對(duì)茶葉進(jìn)行真假、偽劣的快速識(shí)別。茶葉中茶多酚和咖啡堿的高含量廈比例關(guān)系是茶葉所特有的，此為根據(jù)，通過(guò)茶葉榮多酚和咖啡堿的近紅外光譜數(shù)學(xué)模型就可以央速識(shí)別茶葉真假．通過(guò)對(duì)不同類別、級(jí)別茶葉樣品傅里葉變換近紅外光譜的掃描， 再掃描預(yù)測(cè)樣品的光譜，通過(guò)聚類分析軟件得出譜系圖，就可快速得出預(yù)測(cè)樣品的級(jí)別和優(yōu)劣。
傅里葉變換近紅外光譜儀在茶葉中的應(yīng)用極為廣泛，目前某些方面已經(jīng)得到應(yīng)用，特別是樣品的成分測(cè)定方面，但仍限于單組分的涮定，多組分同時(shí)測(cè)定模型和許多其他方面的應(yīng)用模型還亟待建立。雖然傅里葉變換近紅外光譜的模型建立需要 大量的化學(xué)測(cè)定為基礎(chǔ)，是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力的工作，但由于它具有許多化學(xué)及其他儀器測(cè)定無(wú)法替代的優(yōu)點(diǎn)。所以隨著茶葉及茶制品領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的不斷開(kāi)發(fā)，傅里葉變換近紅外光譜儀在茶葉及茶制品領(lǐng)域中的諸多應(yīng)用必將得實(shí)現(xiàn)和拓展。(end)
干涉儀相關(guān)文章:干涉儀原理
評(píng)論