茶叶不同产地特性的红外光谱分析.pdf

河北大学硕士学位论文茶叶不同产地特性的红外光谱分析姓名：赵艳丽申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：李光20100601摘 要 I摘 要 本文采用傅里叶变换红外光谱仪获得了茶叶的标准红外光谱， 依据相似学中相似度的计算方法和曲线相似法建立了平均偏离分析方法， 并运用平均偏离方法分析了由标准化流程得到的茶叶红外光谱，得到了茶叶不同产地特性与其纬度和海拔高度的关系 实验发现：红外光谱图特征谱带的频率、强度和形状会随着测试条件、制样方法不同而发生基线漂移、 吸收谱带畸变等情况 本文分析了不同测试条件对红外光谱的影响，并以最佳参数采集样品光谱数据， 通过在操作过程中全程利用红外辐射减少和拒绝水分对光谱的影响，通过实验数据分析得到红外光谱测量的最佳配比在K=1:150和样品的颗粒大小在160目，此时的光谱重复性好；并对红外光谱测量的规范化、标准化提出建议，这对红外研究具有一定的参考价值 为了更全面地了解这些茶叶的整体地域特征， 我们建立了红外光谱分析的平均偏离方法，对标准化光谱图进行了直观分析，而且还探讨了平均偏离大小与茶叶产地纬度的关系研究表明，产地纬度相近的茶叶，平均偏离小；产地纬度相差大的茶叶，平均偏离大。

西湖龙井与洞庭碧螺春产地的海拔、纬度均相近，所以平均偏离较小台湾与福建隔海相望，纬度接近，所以台湾乌龙与安溪铁观音的平均偏离小西湖龙井与云南普洱的产地不仅纬度相差大，而且海拔相差巨大，所以造成的平均偏离特别大因此茶区的海拔高度和纬度与茶叶的产地信息有着密切关系 这些实验结果说明：不同产地的茶叶虽然同属于茶叶品种，具有相似的特征，但是由于环境因素的影响会有细微的差别， 我们可以利用这些差别得到茶区海拔高度和纬度与茶叶的产地信息之间的关系， 因此平均偏离有可能成为分析茶叶产地信息的强有力的方法，为茶叶产地的鉴别提供依据 关键词 红外光谱 平均偏离 测试条件 纬度Abstract IIAbstract By standards testing (the sample standardization and the measure standardization), the standard IR spectra of the china famous tea was obtained. In order to investigate the overall characteristics of these tea producing area, a visual, simple method (average deviation) was devised according to the similarity degree calculation method of the similarity science and the analogue method of curves. Using this method, the relation between the average deviation of the tea IR spectra and their latitude was analyzed. The experiment show that: The frequency, intensity and shape of the IR spectrum may appear baseline excursion, aberrance of spectra with the different of testing condition, the sample preparation. In this paper, we analyze the effect of these factors on the quality of the IR spectrum, by using the infrared radiation, the effect of water-vapour may be decreased; by choosing the optimum proportion of sample and KBr and the size of sample at 160 mesh, the IR spectrum has good recurrence. In order to investigate the overall characteristics of tea producing area, we devised a visual, simple method (average deviation) on the Standardized IR spectra to analyze the relation between the average deviation and the latitude of several typical standard teas. The result shows that: The average deviation of the tea with similar latitude and altitude is very small; On the contrary, the average deviation is considerable. The producing area of Xihu-Longjing and tongting-Biluochun have similar latitude and altitude, their average deviation is small. The distance of Taiwan and Fujian is near latitude, so the deviation average of Taiwan-Wulong and Fujian-Tieguanyin is small. The origins of xihu-Longjing and yunnan-Pu'er not only have big difference between latitude but huge altitude difference, so there is a large average deviation. Therefore, there are affinity between the altitude and latitude of the tea producing areas and the average deviation of their IR spectrum. These results show that: although the tea belong to the same variety and have the same characteristics, the tea from different producing areas show delicate difference because of the influence of the environmental factor. We could get the relationships between the producing Abstract IIIareas of tea and the altitude and latitude, so the average deviation method would be a powerful method which could provide theoretical basis for the identification of tea. Key words IR Spectrum Average deviation standards testing latitude analogue method 第 1 章 绪论 1第 1 章 绪论 1.1 研究意义 茶叶为山茶科植物山茶的叶芽，作为饮品在中国已有数千年的历史，是世界三大饮品(茶、咖啡和可可)之首[1]。

现代科学大量研究证实，茶叶确实含有与人体健康密切相关的生化成份，如咖啡碱、可可碱、胆碱、茶碱、黄嘌呤、黄酮类、儿茶素、醇类、萜烯类、酯类、酚类、酸类、碳水化合物、芳香油化合物、多种蛋白质、维生素和氨基酸等，具有延缓衰老、降脂助消化、预防和抗癌、抑制心血管疾病、美容护肤等多种功效 茶叶在我国分布广泛，品种繁多，具有悠久的传统工艺和深厚的文化底蕴，因此具有显著的地域性优势， 为了有效地保护我国茶叶的正宗、 地道和纯正等经济和文化价值，提高我国名牌茶叶的市场价值和质量水平，发挥我国名牌茶叶的地域优势、产品优势，增强我国茶叶市场的竞争力和市场占有率，保证原产地茶叶的质量和特色，茶叶原产地保护技术的制定就成为当前面临的首要任务 制定茶叶原产地保护技术需要结合地理信息分析重要名品茶叶原产地分布状况，建立产品供给分布信息网国内外成品茶的质量控制仍是以专家的感官审评为主，即通过人的视觉、嗅觉、味觉、触觉对茶叶的形状、色泽、香气和滋味进行鉴定[2]外界的干扰因素会对人的感光灵敏度造成影响，使审评结果不准确而现有的应用电子鼻、电子舌传感技术机器以及视觉技术等仪器辅助感官审评方法，还须解决一些技术难题因而茶叶行业当务之急便是建立一种快速、高效、简便、准确鉴定茶叶质量的方法，以便于区分茶叶产地和鉴定茶叶质量，从而更好的保护我国的茶叶产业。

1.2 国内外研究现状 目前茶叶的品质评定有感官评审和理化评审 茶叶的感官评审是评茶人员依靠自身的专业知识和专业技能，在一定的环境设备条件下，评定茶叶品质的过程[3]感官评审具有快速，简便易行的优点，包括看外形和审评内质两种方法，分为外形、香气、汤色、滋味和叶底五个审评项目，每个审评项目又包含许多的因子[4]感官评审易受自身和外界双重因素的影响一方面由于评茶人员自身感觉存在个体差异会影响评审过程，如不河北大学理学硕士学位论文 2同的评茶人员评审同一样品结果可能存在差异；另一方面外部环境的变化会对人的味觉，视觉等感觉器官产生影响如采光的影响：不均匀的光线会影响评茶人员对茶叶汤色、外形和叶底色泽的评审；噪音的影响，评茶人员会由噪音引起心理压力，造成情绪波动，影响茶叶的评审结果；温度的影响：温度过低过热都会造成评茶人的不适感，影响评茶人对茶叶的评审；异味的影响：由于茶叶的评审过程包括茶叶滋味及香气的评定因此异味对评审结果影响较大 除了上述这些影响因素还有其他方面的因素造成感官评审的不准确 茶叶的理化审评是应用物理、化学的方法对有关因子的测定，来评定茶叶的品质，理化测定主要包括总灰分、水浸出物、水溶性灰分碱度、酸不溶性灰分、粗纤维、咖啡碱、茶多酚、水分等项目的测定。

这个方法,可以准确地反映茶叶的优劣与等级茶叶理化标准有： GB8306－87、GB8305－87、GB8309－87、GB8308－87、GB8312－87、GB8310－87、GB8304－87、 GB8313－87等茶叶理化评审的方法主要有色谱法、质谱法连用、原子吸收分光光度法等分析检测方法 色谱法又称、 “色谱分析” [5]、“层析法” [6] 、“色谱分析法” [7]，是一种分离和分析方法，在分析化学、有机化学、生物化学等领域有着非常广泛的应用色谱法利用不同物质在不同相态的选择性分配，固定相中的混合物通过流动相的洗脱，不同的物质会以不同的速度沿固定相移动，最终达到分离的效果 色谱法常见的检测方法有柱色谱法、 薄层色谱法、 高效液相色谱法、 气相色谱法等目前色谱法被广泛应用于茶叶检测中，主要有：①茶叶残留农药的检测：张雪波和上官良敏胶凝渗透色谱净化， 高效液相色谱梯度洗脱定性定量测定茶叶中多菌灵和甲萘威农药残留量， 回收。