近紅外光譜分析技術在茶葉中的應用遠景分析

近紅外光譜分析技術在茶葉中的應用遠景分析
日本早在70年代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、粗纖維等的定量分析，并取得了良好的效果。國內(nèi)應用近紅外光譜測定茶葉中的成分也有報道，但局限在傳統(tǒng)的運用特定波長確定某種成分的多元回回方程的研究階段。 

    近紅外光譜分析技術近年來巳成功應用于食品、煙草、藥品及化工等諸多行業(yè)產(chǎn)品的分析測定，特別在農(nóng)副產(chǎn)品的品性分析上，因其快速、無需前灶理、非破壞性及多組分同時定量分析等上風而得到更為廣泛的應用。

    目前，隨著化學計量學和計算機技術的快速發(fā)展，近紅外光譜分析已轉(zhuǎn)向以分析弱信號和多組分多元信息處理為基礎的階段。特別是隨著80年代傅里葉變換在近紅外光譜儀中的應用，增加光通量，進步了信噪比，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。

    運用近紅外光譜鍘定茶葉樣品中所含的某種化學成分， 首先要建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 選擇一定數(shù)目(60份以上)具有代表性的茶葉樣品(又稱標準樣品集) 2.用其他測試儀器或化學方法正確測定各份茶葉中要猜測成分的含量，作為真實值；3.用傅里葉變換蚯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(0PUS QUANT-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行性速測定時還可以不斷地進行檢驗和校準。多組分測定時，只須對標準樣品集中各份茶葉進行多組分測定， 建立各組分和茶葉蚯紅外光譜圖對應的模型即可。 

測定時只需掃描待測茶葉樣品的近紅外光譜，通過欲測成分的對應模型就可以得到樣品中該成分的含量。所以說傅里葉變換近紅外光譜儀不同于液相色譜、氣相色譜等大型測試儀器，它測定樣品成分含量的方法是建立在化學測定法或其他儀器測定基礎之上的，可以稱之為“再生”的測定方法。 
  
    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活體進行掃描分析，都得到了清楚的光譜圖。可見，只要把茶葉領域應用數(shù)學模型逐一建立起來，近紅外光譜在該領域的應用是大有作為的。 
  
    結論：傅里葉變換近紅外光譜分析技術在茶葉中的應用遠景
1.建立茶葉智能化初審橫型
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、滋味和葉底進行評審，從而判定茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣。評茶職員要經(jīng)過多年的培訓和長時間的經(jīng)驗積累才能擁有高超的評茶技藝，而且還經(jīng)常受到情緒、喜好、健康狀況的影響．所以說茶葉人工感官審評有很多偶然因素，另外優(yōu)秀的評茶員也十分難得 固為茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣與其內(nèi)質(zhì)直接相關，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各因子得分之間的數(shù)學模型， 就可以得到茶葉智能他計算機審評模型。當然茶葉品質(zhì)的優(yōu)劣還和制茶技術相關，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。盡管如此，由于傅里葉變換近紅外光譜儀在快速、無損等方面的上風， 它仍可在茶葉等級的快速評定和茶葉的一般性審評中有所應用。
2.茶樹栽培
在茶樹栽培中，經(jīng)常要檢驗不同的施肥方式、比例和茶樹的施肥效果，或者是通過茶樹缺某種肥料時的表征來決定施什么肥等。這些方面電可以利用傅里葉變換近紅外光譜儀做些工作。由于傅里葉變換近紅外光譜儀不但可以建立茶樹活體和化學成分之間的數(shù)學模型，還可以建立土壤近紅外光譜和化學成分之間的數(shù)學模型，通過模型對茶村活體和土壤所含有效成分(如氨、磷、鉀等)進行快速檢測，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行評價，也可以通過對茶樹活體所含成分(如全氮量)多少的檢測，確定在土壤中的旄肥方式和比例。分析儀| 溶氧計| 電導度計| PH計| 酸堿計| 糖度計| 鹽度計| 酸堿度計| 電導計| 水分測定儀| 濁度計| 色度計|  
    3.茶葉化學成分的多組丹快速測定
由于傅里葉變換近紅外光譜具有無需前處理、快速、無損、多組分同時測定等請多優(yōu)點．所以它最適合對干茶作多組分快速測定，在茶葉水分、茶多酚、咖啡堿、粗纖維、全氯量等方面的測定中得到應用=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測定，數(shù)學模型中的化學測定真實值和近紅外光譜猜測值的相關系數(shù)r≥0.90。通過傅里葉變換近紅外光譜在其他行業(yè)中的廣泛應用，可以預見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目的測定中的應用將得到進一步地拓展。 
    4.茶葉真假、偽劣識別
通過傅里葉變換近紅外光譜儀和定量、聚類分析，軟件還可對茶葉進行真假、偽劣的快速識別。茶葉中茶
多酚和咖啡堿的高含量廈比例關系是茶葉所特有的，此為根據(jù)，通過茶葉榮多酚和咖啡堿的近紅外光譜
數(shù)學模型就可以央速識別茶葉真假．通過對不同種別、級別茶葉樣品傅里葉變換近紅外光譜的掃描， 再掃描猜測樣品的光譜，通過聚類分析軟件得出譜系圖，就可快速得出猜測樣品的級別和優(yōu)劣。 
  
    傅里葉變換近紅外光譜儀在茶葉中的應用極為廣泛，目前某些方面已經(jīng)得到應用，特別是樣品的成分測定方面，但仍限于單組分的涮定，多組分同時測定模型和很多其他方面的應用模型還亟待建立。固然傅里葉變換近紅外光譜的模型建立需要 大量的化學測定為基礎，是一項費時、費力的工作，但由于它具有很多化學及其他儀器測定無法替換的優(yōu)點。所以隨著茶葉及茶制品領域應用數(shù)學模型的不斷開發(fā)，傅里葉變換近紅外光譜儀在茶葉及茶制品領域中的諸多應用必將得實現(xiàn)和拓展。