基于光谱技术绿茶脂溶性色素检测及铅铬绿添加的鉴别研究

摘要

茶叶色泽在茶叶审评中起着举足轻重的作用，但茶叶中非法添加的铅铬绿，严重影响了茶叶的品质和安全。本文针对绿茶色泽这一指标，运用光谱技术研究绿茶色泽形成的内部化学机理，建立绿茶中铅铬绿的有效鉴别方法。主要成果包括:
　　(1)分析比较了绿茶色泽随品种、等级的变化，对绿茶中脂溶性色素含量和茶叶颜色进行了相关性分析。发现不同品种绿茶色泽值随等级的变化而变化，而茶叶的颜色与各色素的含量均存在一定的相关性，其中叶绿素的含量对茶叶“色绿”的影响最为显著。
　　(2)基于可见近红外光谱分别对茶粉和整茶中脂溶性色素建立了定量检测方法。茶粉状态下9种脂溶性色素基于全波段建立检测模型的RP2均在0.935以上，连续投影算法(SPA)为这9种色素挑选出了6-9个特征波长，简化模型的同时使得模型RP2有了提升。整茶状态下，SPA为这9种色素挑选出了6-10个特征波长，最小二乘支持向量机(LS-SVM)的结合使得检测模型的效果有了明显的提升，RP2提高至0.960以上。与前人研究相比，无论是模型的预测能力还是模型的简化程度都有了明显的提升，做到了真正的无损检测。
　　(3)利用红外光谱对茶叶中非法添加的铅铬绿进行了检测。红外光谱对茶叶中是否添加铅铬绿的判别准确率高达100％;间隔偏最小二乘法(iPLS)和SPA的结合，为铅铬绿挑选出了19个红外特征波数，基于特征波数建立的LS-SVM模型取得了优良的结果，RP2和RMSEP分别达到0.913和0.227。
　　(4)利用拉曼光谱对茶汤中非法添加的铅铬绿进行了检测。通过拉曼谱图的分析，找到了铅铬绿的特征指纹峰;基于2804-230 cm-1积分强度的校正，使得模型取得的效果最优;小波变换和SPA的结合，为铅铬绿挑选出了8个拉曼特征波数并一一找到了对应的拉曼归属。

目录

声明

论文说明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 前人研究进展

1．2．1 绿茶脂溶性色素的研究进展

1．2．2 铅铬绿的研究进展

1．3 研究目标及内容

1．3．1 研究目标

1．3．2 研究内容

第二章 光谱数据分析方法

2．1 光谱数据的预处理

2．1．1 平滑去噪

2．1．2 归一化

2．1．3 多元散射校正

2．1．4 导数

2．1．5 去趋势

2．1．6 标准正态变量变换

2．2 光谱数据的特征提取

2．2．1 主成分分析

2．2．2 间隔偏最小二乘算法

2．2．3 连续投影算法

2．2．4 小波变换

2．3 光谱数据的建模方法

2．3．1 偏最小二乘法

2．3．2 最小二秉支持向量机

2．4 模型的评价指标

第三章 绿茶中脂溶性色素的光谱检测

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．2．1 试剂与色素标准品的购进

3．2．2 茶叶样本的制备

3．2．3 色谱条件

3．2．4 标准曲线的绘制

3．2．5 茶叶色素的浸提

3．2．6 茶叶色泽的检测

3．2．7 茶粉及整茶可见近红外光谱实验

3．3 结果与分析

3．3．1 不同品种、等级茶叶颜色的比较

3．3．2 茶叶脂溶性色素含量与茶叶颜色的相关性分析

3．3．3 茶叶可见近红外光谱的分析

3．3．4 基于可见近红外茶叶品种等级的聚类分析

3．3．5 样品集的划分

3．3．6 茶粉中脂溶性色素的定量检测模型

3．3．7 整茶中脂溶性色素的定量检测模型

3．5 本章小结

第四章 绿茶中非法添加铅铬绿的红外光谱检测

4．1 前言

4．2 材料与方法

4．2．1 样本的准备

4．2．2 红外光谱实验

4．3 结果与分析

4．3．1 铅铬绿的红外光谱定性分析

4．3．2 异常样本的剔除

4．3．3 样本的划分

4．3．4 绿茶中铅铬绿的定性分析

4．3．5 绿茶中铅铬绿的定量分析

4．4 本章小结

第五章 茶汤中非法添加铅铬绿的拉曼光谱检测

5．1 前言

5．2 材料与方法

5．2．1 样品的制备与划分

5．2．2 颜色的测量

5．2．3 拉曼光谱的采集

5．3 结果与分析

5．3．1 不同浓度铅铬绿茶汤颜色的比较

5．3．2 铅铬绿的拉曼光谱定性分析

5．3．3 铅铬绿的拉曼光谱定量检测

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简介

攻读硕士期间主要研究成果

攻读硕士期间获得主要奖励