茶制品近红外快速测定方法的研究及指纹图谱的建立

摘要

速溶茶和茶多酚是常见的两种茶制品。速溶茶是一种以成品茶、茶叶副产品或鲜叶为原料，经过一系列加工工序制成的易溶于水的固体饮料。茶多酚制品则是从茶叶中提取的多酚类物质。本文以这两种最常见的茶制品为对象，开展了茶多酚制品多酚及水分含量测定方法研究、茶制品理化成分考察、近红外(NIR)快速测定方法研究和近红外指纹图谱研究。
　　 以茶多酚制品为研究对象，首先考察了水分和多酚含量的测定方法，结果显示水分测定方法以2h，103℃为最佳，多酚含量测定以福林酚方法为好。
　　 从茶制品生产厂家收集不同茶类的速溶茶样品83个和不同纯度的茶多酚样品48个，利用国家标准及自建方法对收集样品的理化成分进行了分析。其中，速溶茶的水分含量变化幅度为2.16％～10.37％，平均含量4.42％;茶多酚含量5.46％～49.45％，平均含量26.94％;没食子酸(GA)含量0％～1.49％，平均含量0.54％;咖啡碱含量0.28％～12.42％，平均含量6.08％; EGCG含量0％～13.99％，平均含量4.47％; EC含量0％～3.32％，平均含量1.26％; ECG含量0.04～6.79％，平均含量1.80％。茶多酚制品中，水分含量变化幅度为1.87％～7.19％，平均含量3.58％;多酚总量30.08％～94.19％，平均68.90％;没食子酸含量0.05％～1.96％，平均含量0.62％;咖啡碱含量0％～24.06％，平均含量5.10％; EGCG含量6.65％～55.15％，平均含量29.19％;EC含量1.45％～10.50％，平均含量5.37％; ECG含量1.36％～17.05％，平均含量7.62％。
　　 利用傅里叶变换近红外光谱仪（Buchi Labortechnik AG公司，型号N-200），采取漫反射的方式，采集209均匀的茶制品样品在4000～10000cm-1范围内的近红外光谱，与利用理化方法测得的茶制品理化成分含量数据结合，开展茶制品的近红外快速测定方法的研究。所得的速溶茶近红外模型中，综合评价指标——Q值分别为:水分0.8838、茶多酚0.7920、GA0.8321、咖啡碱0.8336、EGCG0.7008、EC0.7298、ECG0.6166;通过外部验证，对真实值与模型预测值进行相关性分析，得相关系数分别为:水分0.9848、茶多酚0.9727、GA0.8016、咖啡碱0.9814、EGCG0.9231、EC0.8552、ECG0.8052。茶多酚制品的近红外模型中，Q值分别为:水分0.8428、茶多酚0.5309、GA0.7393、咖啡碱0.7560、EGCG0.5762、EC0.6101、ECG0.7197;通过外部验证，对真实值与模型预测值进行相关性分析，得相关系数分别为:水分0.9804、茶多酚0.9627、GA0.7557、咖啡碱0.9194、EGCG0.9495、EC0.7633、ECG0.9208。
　　 通过对不同类别样品平均光谱的分析，实现速溶茶种类和茶多酚规格的判别。速溶茶和茶多酚的外部验证正判率分别为76.9％和84.6％，对分类进行简化可获得更好的判别效果。利用光谱信息、结合主成分分析和Fisher判别分析，对速溶茶种类判别的回代总正判率为79.4％，交叉验证总正判率为69.1％;对茶多酚制品规格判别的回代总正判率为89.7％，交叉验证总正判率为83.3％。
　　 利用速溶茶理化成分含量进行Fisher判别分析，回代正确率为92.6％，交叉验证正确率为89.7％。经主成分分析后的分类效果不如未经主成分分析的效果。

目录

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摘要

图表索引

第1章 绪论

1．1 荼制品概述

1．1．1 速溶茶

1．1．2 茶多酚

1．1．3 茶黄素

1．2 茶叶无损检测技术

1．2．1 近红外光谱技术(NIR)

1．2．2 机器视觉技术

1．2．3 电子鼻

1．2．4 电子舌

1．2．5 生物传感器

1．2．6 高光谱成像技术

1．3 近红外光谱技术在茶叶品质分析中的应用

1．3．1 茶叶重要理化成分的检测

1．3．2 茶叶种类的识别

1．3．3 真假茶的识别

1．3．4 茶叶的定级定价

1．3．5 原料品种的鉴别

1．4 近红外指纹图谱技术

1．4．1 指纹图谱技术

1．4．2 近红外指纹图谱技术

1．4．3 近红外指纹图谱常用的判别分析方法

1．4．4 近红外指纹图谱的应用

1．5 研究内容及意义

第2章 茶多酚制品水分及多酚含量测定方法研究

2．1 材料与方法

2．1．1 实验材料与试剂

2．1．2 实验仪器设备

2．2 实验方法

2．2．1 水分测定方法

2．2．2 多酚含量测定

2．3 结果计算

2．3．1 水分含量计算

2．3．2 多酚含量计算

2．4 统计方法

2．5 结果与分析

2．5．1 水分测定结果与分析

2．5．2 茶多酚测定结果与分析

2．6 小结

第3章 速溶茶及荼多酚制品理化品质分析与研究

3．1 材料与设备

3．1．1 实验材料与试剂

3．1．2 实验仪器设备

3．2 实验方法

3．2．1 速溶茶理化成分测定方法

3．2．2 茶多酚制品理化成分测定方法

3．3 统计方法

3．4 结果与分析

3．4．1 速溶茶理化成分分析

3．4．2 茶多酚制品理化成分分析

3．5 小结

第4章 速溶茶及茶多酚制品近红外快速测定方法研究

4．1 材料与设备

4．1．1 实验材料与试剂

4．1．2 实验仪器设备

4．2 实验方法

4．2．1 样品理化成分测定

4．2．2 光谱采集

4．3 数据处理方法

4．4 结果分析

4．4．1 速溶茶理化成分快速测定方法的建立

4．4．2 茶多酚理化成分快速测定方法的建立

4．5 小结

第5章 速溶茶及茶多酚制品近红外指纹图谱研究

5．1 速溶茶近红外指纹图谱分析

5．1．1 速溶茶近红外平均光谱建立及相似度分析

5．1．2 基于速溶茶近红外光谱及化学计量学的茶类判别分析

5．1．3 基于速溶茶理化成分的茶类判别分析

5．2 茶多酚制品近红外指纹图谱分析

5．2．1 茶多酚制品近红外平均光谱建立及相似度分析

5．2．2 基于茶多酚制品近红外光谱及化学计量学的等级判别分析

5．3 小结

第6章 总结与展望

参考文献

作者简历