指紋圖譜技術(shù)在茶葉研究中的應(yīng)用

蔡向陽（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息學(xué)院，湖北黃岡 438002）

指紋圖譜技術(shù)在茶葉研究中的應(yīng)用

蔡向陽
（黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息學(xué)院，湖北黃岡 438002）

茶葉已經(jīng)成為現(xiàn)代人所必須的一種飲品，其味甘甜醇厚，延綿悠長，深得很多人的喜愛。而茶葉質(zhì)量的高低好壞影響著茶的口感和市場。因此，技術(shù)性地辨別茶葉質(zhì)量的高低，是大多數(shù)商家所做的必要功課。在如今的茶葉質(zhì)量檢測中，指紋圖譜技術(shù)被廣泛使用。本文介紹了指紋圖譜技術(shù)的內(nèi)涵以及其作用方式，其次，本文指出了指紋圖譜技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用，最后根據(jù)分析，本文闡述了這一技術(shù)的發(fā)展前景。將指紋圖譜技術(shù)廣泛應(yīng)用于茶葉質(zhì)量控制中，以保證茶葉的品質(zhì)。

指紋圖譜技術(shù)；茶葉；品質(zhì)研究

茶葉已經(jīng)成為現(xiàn)代人所必須的一種飲品，其味甘甜醇厚，延綿悠長，深得很多人的喜愛。不同的茶葉來自不同的產(chǎn)地，其氣味色澤都明顯不一樣。而茶的品質(zhì)和這些氣味色澤等息息相關(guān)，不同的茶葉品質(zhì)呈現(xiàn)的茶物質(zhì)組成部分均不同。不言而喻，茶葉質(zhì)量的高低好壞影響著茶的口感和市場。因此，技術(shù)性地辨別茶葉質(zhì)量的高低，是大多數(shù)商家所做的必要功課。在如今的茶葉質(zhì)量檢測中，指紋圖譜技術(shù)被廣泛使用。本文介紹了指紋圖譜技術(shù)的內(nèi)涵及其作用方式，其次，本文指出了指紋圖譜技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用，最后根據(jù)分析，本文闡述了這一技術(shù)的發(fā)展前景。將指紋圖譜技術(shù)廣泛應(yīng)用于茶葉質(zhì)量控制中，以保證茶葉的品質(zhì)。

1　指紋圖譜技術(shù)的簡介

1.1色譜指紋圖譜

色譜指紋圖譜在茶葉品質(zhì)中的檢測原理是以品種之間的相似性進行檢測，而不是以個體的獨特性為特征進行檢測。色譜指紋圖譜技術(shù)在茶葉分析中，利用某一種茶葉的特性與待檢測的茶葉進行各種匹配，匹配的是相似性而不是其完整性。色譜指紋圖譜的檢測是一種模糊匹配而不是精確分析。在這種技術(shù)檢測中，需要全面完整地匹配樣品茶葉與待檢測茶葉的各方面品質(zhì)，然后根據(jù)這些檢測結(jié)果的分析得出待檢測茶葉的品種和品質(zhì)等。色譜指紋圖譜技術(shù)是一種模糊匹配，而不是非常精準的分析與計算。色譜指紋圖譜技術(shù)主要分為四大類，一種是液相色譜，一種是氣象色譜，一種是薄層色譜，一種是毛細管的色譜。液相色譜的特點是適用性較廣，檢測速度很快，靈敏度很高，流動相可供選擇范圍較為廣泛，分離性能好等。但是液相色譜的缺點是遇到較為復(fù)雜的色譜實驗條件比較苛刻，使得實驗的重現(xiàn)性難度比較大。薄層色譜的特點是可在一個同板分析很多個樣本，且檢測靈活，可適應(yīng)多種成分的分離，有很多的色彩圖像，直觀性很強。同時還輔之以功能團顯色劑來檢測更多的成分。薄層色譜的缺點是對環(huán)境要求較高，對溫度還有濕度要求高。氣相色譜的特點是分離效能高、分析速度快，適用于一些植物揮發(fā)油成分并且可轉(zhuǎn)化為可揮發(fā)的成分測定。毛細管電泳特點也是分析速度快、高分辨率和分離效能高等。

1.2光譜指紋圖譜

光譜指紋圖譜的原理是利用不同的生物有機官能團在紅外光譜中有各自特征的吸收峰，低波數(shù)的有機官能團能發(fā)出高度特征的指紋區(qū)這樣的特征來判定物體的物理結(jié)構(gòu)從而推斷出其特征。簡而言之，就是不同的物體會有不同的物理結(jié)構(gòu)，通過其釋放出來的波段長短度來檢測其吸收峰的強弱，根據(jù)吸收峰的不同判定物質(zhì)的成分和含量。其作用機理是，通過光譜指紋圖譜技術(shù)分析，根據(jù)不同的紅外光譜圖譜的分析和解釋，可以發(fā)現(xiàn)待檢測茶葉樣品中的官能團，通過對這些官能團的分析與檢測，最終可以分析和得出不同的樣品的化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)。由此可見，紅外光譜是表征物質(zhì)化學(xué)組成，研究其在分子層次上的結(jié)構(gòu)及分子間相互作用的有力手段。光譜指紋圖譜的特征是鑒別能力強，圖譜的信息含量也大，定量分析需要與化學(xué)成分相結(jié)合。簡便快捷，對茶葉等物品只需要做簡單的壓片處理而無需進行大規(guī)模的分離，檢測的儀器也比較普遍，操作比較簡單。可見，光譜指紋圖譜技術(shù)方便快捷，效果顯著。因此，光譜指紋圖譜技術(shù)廣泛應(yīng)用于中藥等藥材品質(zhì)的檢測中。

1.3波普指紋圖譜

波普的一般概念都被大家普遍理解為電磁波，電磁波是一種磁場的運動形態(tài)，其以光速運行。根據(jù)電磁波的波長的長短可以劃分多個區(qū)域。其作用機理是，當用電磁波照射那些物體時，分子便會吸收與分子級差差不多的電磁波，從而引起分子的共振、轉(zhuǎn)動或者運動能級躍遷。波普的分析方法大概有四種，一種是紫外光譜，一種是紅外光譜，一種是核磁共振譜，一種是質(zhì)譜。紅外光譜有其自己的特征，它利用自己的紅外來判定物體的結(jié)構(gòu)，可用于定量分析。它是判斷兩個化合物是否相同的一種波普圖譜技術(shù)。核磁共振譜是由核磁共振產(chǎn)生的。核磁共振現(xiàn)象是由原子核自旋能級躍遷產(chǎn)生的。由于核自旋能級的能差很小，因此它吸收電磁波的頻率在無線電波的范圍內(nèi)。核磁共振比紅外光譜更準確地判斷化合物的類別。紫外線可見光譜又稱之為電子光譜，它涉及分子中電子從一個分子軌道向另一個更高級的分子軌道的躍遷。紫外光譜主要應(yīng)用于有共軛體系的化合物。質(zhì)譜，就是質(zhì)量的圖譜，或者說是有質(zhì)量的排列。質(zhì)譜法的特征是其靈敏度超過其他波普指紋圖譜技術(shù)，這是一種可以確定分子式的物理方法，分析速度極快，幾秒甚至更短時間就可以完成一次分析。由此可見，波普指紋圖譜技術(shù)有很明顯的特征和實驗重現(xiàn)性，靈敏度高，信息直觀，操作性強。

1.4生物指紋圖譜

生物指紋圖譜技術(shù)是一種利用基因?qū)W形成的技術(shù)。它的基本原理是利用DNA技術(shù)研究茶葉基因的特征從而發(fā)現(xiàn)茶葉的基因規(guī)律。這種通過研究茶基因特征，根據(jù)其作用于特定生物細胞后傳達出一定的規(guī)律和其反應(yīng)套件。這個生物指紋圖案在一定水平上表現(xiàn)了茶葉的細胞與一定生物反應(yīng)之后出現(xiàn)的特征。生物指紋圖譜解決了化學(xué)成分與茶葉細胞的相關(guān)性，是生物指紋圖譜的更為高級的一種形式，也是研究生物圖譜的更高一層的階段。生物指紋圖譜的特點主要是利用不同的基因擁有不同的生物，這樣也在一定程度上體現(xiàn)了生物的多樣性。在農(nóng)業(yè)上利用生物指紋圖譜劃分不同的物種，也是因為生物DNA的不同，這才能產(chǎn)生不同的生物品種，從而鑒定不同的生物品質(zhì)。

2　指紋圖譜技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用

現(xiàn)階段，指紋圖譜技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用了。很多的藥物和植物的相關(guān)質(zhì)量控制都已經(jīng)采用指紋圖譜技術(shù)。美國的食品監(jiān)管局強制規(guī)定食品必須要經(jīng)過指紋圖譜技術(shù)的認定與監(jiān)督。世界衛(wèi)生組織也規(guī)定，食品的質(zhì)量監(jiān)管必須經(jīng)過指紋圖譜技術(shù)的檢測，以完成相關(guān)的品質(zhì)檢測。

2.1色譜指紋圖譜技術(shù)在茶葉研究中的應(yīng)用

色譜指紋圖譜技術(shù)已經(jīng)有很長的歷史，在二十世紀六十年代開始，色譜指紋圖譜技術(shù)開始應(yīng)用于茶葉的品質(zhì)分析。宋冠群（2003）發(fā)現(xiàn)色譜指紋圖譜技術(shù)可以分析十幾種中國的茶葉，對于這些茶葉的分析，已經(jīng)形成了一定的圖譜數(shù)據(jù)。有學(xué)者在二十一世紀初用色譜指紋進行聚類分析，進而檢測了茶葉的品質(zhì)。王麗鴛（2008）根據(jù)色譜指紋圖譜技術(shù)，發(fā)現(xiàn)不同的產(chǎn)地生產(chǎn)出來的茶的品質(zhì)和口感非常不一致。因此，她建議不同產(chǎn)地不同品種的茶葉應(yīng)當根據(jù)不同的口感和品質(zhì)來劃分。進一步地，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)不同的茶葉經(jīng)過色譜指紋圖譜技術(shù)的分析，其品種的差別與歸類的準確可達到90%。

2.2光譜指紋技術(shù)在茶葉研究中的應(yīng)用

光譜指紋技術(shù)也是歷史悠久。日本在二十世紀末開始使用光譜指紋技術(shù)分析多種茶葉的組成成分。有學(xué)者在二十世紀應(yīng)用過光譜指紋技術(shù)分析過黑茶的成分從而辨別出黑茶的品質(zhì)。SCHUL（1999）發(fā)現(xiàn)利用光譜指紋技術(shù)分析出綠茶的品質(zhì)，從而建立可以用來測量茶多酚等的模型。我國引入光譜指紋技術(shù)比較晚，在二十世紀的八十年代才開始應(yīng)用光譜指紋技術(shù)檢測茶的品質(zhì)。在這一技術(shù)引進后，大批學(xué)者用來檢測茶葉的質(zhì)量和種類，有學(xué)者通過檢測不同的紅茶綠茶黑茶等發(fā)現(xiàn)光譜指紋技術(shù)相當?shù)臏蚀_且快捷。在二十世紀末和二十一世紀初，光譜指紋技術(shù)廣泛應(yīng)用于茶葉的品質(zhì)檢測中，也通過核共振等技術(shù)發(fā)現(xiàn)不同茶葉的原產(chǎn)地的區(qū)別。

3　指紋圖譜技術(shù)在茶葉質(zhì)量檢測中的未來發(fā)展前景

不言而喻，隨著茶葉市場的拓展和進一步開發(fā)，茶葉的品質(zhì)和質(zhì)量會更加受到人們的關(guān)注。因為人們生活質(zhì)量的提高，我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展，人們對生活品質(zhì)的要求也隨之提高。品茶成為生活的一部分，一方面可以提高自身的品味，陶冶自身的情操，另一方面還可以滿足人們對交際需求，因此茶葉的市場會更加的寬廣。指紋圖譜技術(shù)作為一種非常科學(xué)的分析技術(shù)，有利于對茶葉品質(zhì)的鑒定，更加有利于對新產(chǎn)品的開發(fā)。利用化學(xué)和生物科技，指紋圖譜技術(shù)的利用范圍將變得更廣，除了檢測茶葉的品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)茶葉的原產(chǎn)地，還能將茶葉的種類分析得更加細致且有條理。進一步地，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)可以建立相關(guān)的茶葉種類信息庫，針對客戶的需求，尋找與其需求相對應(yīng)的品種。因此，指紋圖譜技術(shù)不僅可以滿足客戶的需求，同時還能將茶葉市場進一步地劃分，讓更多的茶葉品種占領(lǐng)不一樣的市場。同時還可以利用生物指紋圖譜去開發(fā)新的品種，讓我們的茶葉市場更加的豐富，滿足更多的客戶需求。由此可見，指紋圖譜技術(shù)在茶葉質(zhì)量檢測中的未來一片光明，我們應(yīng)該進一步地去分析和了解指紋圖譜技術(shù)。

4　結(jié)語

綜上所述，茶葉已經(jīng)成為現(xiàn)代人所必須的一種飲品，其味甘甜醇厚，延綿悠長，深得很多人的喜愛。不同的茶葉來自不同的產(chǎn)地，其氣味色澤都明顯不一樣。而茶的品質(zhì)和這些氣味色澤等息息相關(guān)，不同的茶葉品質(zhì)呈現(xiàn)的茶物質(zhì)組成部分均不同。不言而喻，茶葉質(zhì)量的高低好壞影響著茶的口感和市場。因此，技術(shù)性地辨別茶葉質(zhì)量的高低，是大多數(shù)商家所做的必要功課。在如今的茶葉質(zhì)量檢測中，指紋圖譜技術(shù)被廣泛使用。本文介紹了指紋圖譜技術(shù)的內(nèi)涵以及其作用方式，其次，本文指出了指紋圖譜技術(shù)在茶葉中的應(yīng)用，最后根據(jù)分析，本文闡述了這一技術(shù)的發(fā)展前景。將指紋圖譜技術(shù)廣泛應(yīng)用于茶葉質(zhì)量控制中，以保證茶葉的品質(zhì)。

［1］郝志龍，金心怡江麗萍等.化學(xué)指紋圖譜在茶葉品質(zhì)鑒定與控制上的應(yīng)用［J］.亞熱帶農(nóng)業(yè)研究.2009（1）：60-63.

［2］何曉葉，李建科趙偉等.化學(xué)指紋圖譜技術(shù)在茶葉質(zhì)量控制上的應(yīng)用［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報.2015（1）：49-54.

［3］寧井銘，張正竹方世輝等.指紋圖譜技術(shù)及其在茶葉品質(zhì)控制中的應(yīng)用［J］.中國茶葉加工.2009（3）：39-41.

［4］張正竹，廖步巖，閻守和等.近紅外光譜（NIRS）技術(shù)在茶葉品質(zhì)保真中的應(yīng)用前景［J］.食品工業(yè)科技.2009（9）：349-352.

蔡向陽（1974-），女，湖北蘄春人，副教授，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)與科研工作。