指纹图谱技术在茶叶研究中的应用

蔡向阳（黄冈职业技术学院电子信息学院，湖北黄冈 438002）

指纹图谱技术在茶叶研究中的应用

蔡向阳
（黄冈职业技术学院电子信息学院，湖北黄冈 438002）

茶叶已经成为现代人所必须的一种饮品，其味甘甜醇厚，延绵悠长，深得很多人的喜爱。而茶叶质量的高低好坏影响着茶的口感和市场。因此，技术性地辨别茶叶质量的高低，是大多数商家所做的必要功课。在如今的茶叶质量检测中，指纹图谱技术被广泛使用。本文介绍了指纹图谱技术的内涵以及其作用方式，其次，本文指出了指纹图谱技术在茶叶中的应用，最后根据分析，本文阐述了这一技术的发展前景。将指纹图谱技术广泛应用于茶叶质量控制中，以保证茶叶的品质。

指纹图谱技术；茶叶；品质研究

茶叶已经成为现代人所必须的一种饮品，其味甘甜醇厚，延绵悠长，深得很多人的喜爱。不同的茶叶来自不同的产地，其气味色泽都明显不一样。而茶的品质和这些气味色泽等息息相关，不同的茶叶品质呈现的茶物质组成部分均不同。不言而喻，茶叶质量的高低好坏影响着茶的口感和市场。因此，技术性地辨别茶叶质量的高低，是大多数商家所做的必要功课。在如今的茶叶质量检测中，指纹图谱技术被广泛使用。本文介绍了指纹图谱技术的内涵及其作用方式，其次，本文指出了指纹图谱技术在茶叶中的应用，最后根据分析，本文阐述了这一技术的发展前景。将指纹图谱技术广泛应用于茶叶质量控制中，以保证茶叶的品质。

1　指纹图谱技术的简介

1.1色谱指纹图谱

色谱指纹图谱在茶叶品质中的检测原理是以品种之间的相似性进行检测，而不是以个体的独特性为特征进行检测。色谱指纹图谱技术在茶叶分析中，利用某一种茶叶的特性与待检测的茶叶进行各种匹配，匹配的是相似性而不是其完整性。色谱指纹图谱的检测是一种模糊匹配而不是精确分析。在这种技术检测中，需要全面完整地匹配样品茶叶与待检测茶叶的各方面品质，然后根据这些检测结果的分析得出待检测茶叶的品种和品质等。色谱指纹图谱技术是一种模糊匹配，而不是非常精准的分析与计算。色谱指纹图谱技术主要分为四大类，一种是液相色谱，一种是气象色谱，一种是薄层色谱，一种是毛细管的色谱。液相色谱的特点是适用性较广，检测速度很快，灵敏度很高，流动相可供选择范围较为广泛，分离性能好等。但是液相色谱的缺点是遇到较为复杂的色谱实验条件比较苛刻，使得实验的重现性难度比较大。薄层色谱的特点是可在一个同板分析很多个样本，且检测灵活，可适应多种成分的分离，有很多的色彩图像，直观性很强。同时还辅之以功能团显色剂来检测更多的成分。薄层色谱的缺点是对环境要求较高，对温度还有湿度要求高。气相色谱的特点是分离效能高、分析速度快，适用于一些植物挥发油成分并且可转化为可挥发的成分测定。毛细管电泳特点也是分析速度快、高分辨率和分离效能高等。

1.2光谱指纹图谱

光谱指纹图谱的原理是利用不同的生物有机官能团在红外光谱中有各自特征的吸收峰，低波数的有机官能团能发出高度特征的指纹区这样的特征来判定物体的物理结构从而推断出其特征。简而言之，就是不同的物体会有不同的物理结构，通过其释放出来的波段长短度来检测其吸收峰的强弱，根据吸收峰的不同判定物质的成分和含量。其作用机理是，通过光谱指纹图谱技术分析，根据不同的红外光谱图谱的分析和解释，可以发现待检测茶叶样品中的官能团，通过对这些官能团的分析与检测，最终可以分析和得出不同的样品的化学和物理结构。由此可见，红外光谱是表征物质化学组成，研究其在分子层次上的结构及分子间相互作用的有力手段。光谱指纹图谱的特征是鉴别能力强，图谱的信息含量也大，定量分析需要与化学成分相结合。简便快捷，对茶叶等物品只需要做简单的压片处理而无需进行大规模的分离，检测的仪器也比较普遍，操作比较简单。可见，光谱指纹图谱技术方便快捷，效果显著。因此，光谱指纹图谱技术广泛应用于中药等药材品质的检测中。

1.3波普指纹图谱

波普的一般概念都被大家普遍理解为电磁波，电磁波是一种磁场的运动形态，其以光速运行。根据电磁波的波长的长短可以划分多个区域。其作用机理是，当用电磁波照射那些物体时，分子便会吸收与分子级差差不多的电磁波，从而引起分子的共振、转动或者运动能级跃迁。波普的分析方法大概有四种，一种是紫外光谱，一种是红外光谱，一种是核磁共振谱，一种是质谱。红外光谱有其自己的特征，它利用自己的红外来判定物体的结构，可用于定量分析。它是判断两个化合物是否相同的一种波普图谱技术。核磁共振谱是由核磁共振产生的。核磁共振现象是由原子核自旋能级跃迁产生的。由于核自旋能级的能差很小，因此它吸收电磁波的频率在无线电波的范围内。核磁共振比红外光谱更准确地判断化合物的类别。紫外线可见光谱又称之为电子光谱，它涉及分子中电子从一个分子轨道向另一个更高级的分子轨道的跃迁。紫外光谱主要应用于有共轭体系的化合物。质谱，就是质量的图谱，或者说是有质量的排列。质谱法的特征是其灵敏度超过其他波普指纹图谱技术，这是一种可以确定分子式的物理方法，分析速度极快，几秒甚至更短时间就可以完成一次分析。由此可见，波普指纹图谱技术有很明显的特征和实验重现性，灵敏度高，信息直观，操作性强。

1.4生物指纹图谱

生物指纹图谱技术是一种利用基因学形成的技术。它的基本原理是利用DNA技术研究茶叶基因的特征从而发现茶叶的基因规律。这种通过研究茶基因特征，根据其作用于特定生物细胞后传达出一定的规律和其反应套件。这个生物指纹图案在一定水平上表现了茶叶的细胞与一定生物反应之后出现的特征。生物指纹图谱解决了化学成分与茶叶细胞的相关性，是生物指纹图谱的更为高级的一种形式，也是研究生物图谱的更高一层的阶段。生物指纹图谱的特点主要是利用不同的基因拥有不同的生物，这样也在一定程度上体现了生物的多样性。在农业上利用生物指纹图谱划分不同的物种，也是因为生物DNA的不同，这才能产生不同的生物品种，从而鉴定不同的生物品质。

2　指纹图谱技术在茶叶中的应用

现阶段，指纹图谱技术已经广泛应用了。很多的药物和植物的相关质量控制都已经采用指纹图谱技术。美国的食品监管局强制规定食品必须要经过指纹图谱技术的认定与监督。世界卫生组织也规定，食品的质量监管必须经过指纹图谱技术的检测，以完成相关的品质检测。

2.1色谱指纹图谱技术在茶叶研究中的应用

色谱指纹图谱技术已经有很长的历史，在二十世纪六十年代开始，色谱指纹图谱技术开始应用于茶叶的品质分析。宋冠群（2003）发现色谱指纹图谱技术可以分析十几种中国的茶叶，对于这些茶叶的分析，已经形成了一定的图谱数据。有学者在二十一世纪初用色谱指纹进行聚类分析，进而检测了茶叶的品质。王丽鸳（2008）根据色谱指纹图谱技术，发现不同的产地生产出来的茶的品质和口感非常不一致。因此，她建议不同产地不同品种的茶叶应当根据不同的口感和品质来划分。进一步地，有学者发现不同的茶叶经过色谱指纹图谱技术的分析，其品种的差别与归类的准确可达到90%。

2.2光谱指纹技术在茶叶研究中的应用

光谱指纹技术也是历史悠久。日本在二十世纪末开始使用光谱指纹技术分析多种茶叶的组成成分。有学者在二十世纪应用过光谱指纹技术分析过黑茶的成分从而辨别出黑茶的品质。SCHUL（1999）发现利用光谱指纹技术分析出绿茶的品质，从而建立可以用来测量茶多酚等的模型。我国引入光谱指纹技术比较晚，在二十世纪的八十年代才开始应用光谱指纹技术检测茶的品质。在这一技术引进后，大批学者用来检测茶叶的质量和种类，有学者通过检测不同的红茶绿茶黑茶等发现光谱指纹技术相当的准确且快捷。在二十世纪末和二十一世纪初，光谱指纹技术广泛应用于茶叶的品质检测中，也通过核共振等技术发现不同茶叶的原产地的区别。

3　指纹图谱技术在茶叶质量检测中的未来发展前景

不言而喻，随着茶叶市场的拓展和进一步开发，茶叶的品质和质量会更加受到人们的关注。因为人们生活质量的提高，我国经济的进一步发展，人们对生活品质的要求也随之提高。品茶成为生活的一部分，一方面可以提高自身的品味，陶冶自身的情操，另一方面还可以满足人们对交际需求，因此茶叶的市场会更加的宽广。指纹图谱技术作为一种非常科学的分析技术，有利于对茶叶品质的鉴定，更加有利于对新产品的开发。利用化学和生物科技，指纹图谱技术的利用范围将变得更广，除了检测茶叶的品质，发现茶叶的原产地，还能将茶叶的种类分析得更加细致且有条理。进一步地，根据相关的数据可以建立相关的茶叶种类信息库，针对客户的需求，寻找与其需求相对应的品种。因此，指纹图谱技术不仅可以满足客户的需求，同时还能将茶叶市场进一步地划分，让更多的茶叶品种占领不一样的市场。同时还可以利用生物指纹图谱去开发新的品种，让我们的茶叶市场更加的丰富，满足更多的客户需求。由此可见，指纹图谱技术在茶叶质量检测中的未来一片光明，我们应该进一步地去分析和了解指纹图谱技术。

4　结语

综上所述，茶叶已经成为现代人所必须的一种饮品，其味甘甜醇厚，延绵悠长，深得很多人的喜爱。不同的茶叶来自不同的产地，其气味色泽都明显不一样。而茶的品质和这些气味色泽等息息相关，不同的茶叶品质呈现的茶物质组成部分均不同。不言而喻，茶叶质量的高低好坏影响着茶的口感和市场。因此，技术性地辨别茶叶质量的高低，是大多数商家所做的必要功课。在如今的茶叶质量检测中，指纹图谱技术被广泛使用。本文介绍了指纹图谱技术的内涵以及其作用方式，其次，本文指出了指纹图谱技术在茶叶中的应用，最后根据分析，本文阐述了这一技术的发展前景。将指纹图谱技术广泛应用于茶叶质量控制中，以保证茶叶的品质。

［1］郝志龙，金心怡江丽萍等.化学指纹图谱在茶叶品质鉴定与控制上的应用［J］.亚热带农业研究.2009（1）：60-63.

［2］何晓叶，李建科赵伟等.化学指纹图谱技术在茶叶质量控制上的应用［J］.食品科学技术学报.2015（1）：49-54.

［3］宁井铭，张正竹方世辉等.指纹图谱技术及其在茶叶品质控制中的应用［J］.中国茶叶加工.2009（3）：39-41.

［4］张正竹，廖步岩，阎守和等.近红外光谱（NIRS）技术在茶叶品质保真中的应用前景［J］.食品工业科技.2009（9）：349-352.

蔡向阳（1974-），女，湖北蕲春人，副教授，研究方向：计算机网络及相关专业教学与科研工作。