太赫兹光谱技术在茶叶品质检测中的研究
研究的目的及意义
茶叶作为一种经济作物，起源于中国，传播于世界，在我国茶作为保健饮品已有四五千年的历史，中国被称为茶叶 的故乡，盛产多种多样品种的茶叶。按制作工艺，茶可分为 绿、红、青(乌龙)、白、黄、黑和花茶等，其中绿茶是我国优势茶叶产品，占世界绿茶总量的70％以上。[1]随着茶叶质量安全准人制度的实施，对茶叶的品质质量要求越来越高，这对我国茶叶品质鉴定和检测提出更高的要求，因此应用快 速、简便、准确的现代分析方法定性和定量分析茶叶的种类和品质是目前一项重要的研究课题。中国是茶叶的故乡，盛产多种多样的茶叶。但茶叶品质良莠不齐，目前普遍采用的是感官识别法，该方法主要是通过感官识别茶叶的色、香、味、形四个方面。[2-6]感官识别是依据人的经验积累，偶然因素势必会影响评判的结果。所以，科学的识别方法成为茶工作者和化学家追求的热点。在众多的分析方法中，光谱技术由于具有速度快、成本低、不损伤样品以及重现性好等特点，越来越为大家所重视。太赫兹光谱技术是近年来发展起来的新兴光谱检测技术，可以用来检测食品安全，也在茶叶安全检测方面做出贡献。太赫兹脉冲段位于微波和红外波段之间，具有微波和红外波所没有的特性。太赫兹波段两端的这两种波段已广泛的应用于食品、医疗、交通等多个领域，而太赫兹波段仅出于起步阶段，具有很大的发展潜力。太赫兹光谱透视性强、安全性高和高波谱分辨能力强，适合对食品、茶叶以及及其进行无损检测，已经在安检和机器检测得到了一定的应用。与传统技术相比的另一个优点是检测过程向对方便，在常温下就可对样本进行检测，而且检测速度快，检测速度快，检测精度高，属于不需要对样品进行破坏和引起样品的消耗的无损检测。无损检测在茶叶品质检测上的应用对茶叶的生产、储藏、出售具有重要的意义。因此，利用太赫兹技术对茶叶质量安全的检测具有很大的意义和潜力。
国内外同类研究概况
近年来，国内外学者对茶叶品种的鉴别仍然以传统的茶叶鉴定方法以感官评价法和化学分析法居多。感官评价方法容易受到人为因素(性别、嗅觉、味觉、触觉、情绪等)和外部干扰(天气湿度、温度等)的影响[7]，因此，该方法影响结果的客观性。化学分析方法可以准确地鉴别茶叶品种，但复杂的工艺流程和昂贵的成本使得茶叶的快速鉴定难以实现[8]。而要鉴别茶叶的品种，使名优茶叶的生产和销售有严格一致的可以评定的标准[9]，利用先进的仪器对茶叶品种进行有效科学地鉴别是时代发展的必然要求。
杨新河等人[10]采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了典型的黑茶样品，并对其光谱特征进行了比较。其技术路线图如图 1.3 所示。结果表明，不同的原料经不同工艺处理后的茶叶样品具有独特的红外光谱，具有不同的化学成分和相对含量。在峰数、峰形、波数、红外一阶谱和二阶导数光谱相似度等方面的差异，使得对这些茶样品的鉴别存在差异。
蔡健雄等人[11]采用 FTIR 方法对茶叶多糖进行了准确、经济的分析。由于茶的多样性和杂合性，其技术路线图如图 1.4 所示。采用了部分最小二乘(PLS)建模方法和自组织 map (SOM)聚类网络方法。利用光谱预处理后的茶提取液的 FTIR 光谱，分别作为 PLS 和 SOM 多元统计分析的输入数据。与 PLS 线性技术的 67%的识别率相比，PLS-SOM 的正确识别率作为一种非线性分类算法来区分茶叶的种类达到了 100%。该模型具有很好的实用性，为合理的聚类提供了理论依据。
冯宇等人[12]采用 FTIR 光谱法结合主成分分析对 4 种茶叶进行了聚类分析。聚类结果显示，该方法对上述 4 种茶叶可快速、准确地分类，为客观评价茶叶品种提供了一种新的方法，茶叶分类技术路线图如图 1.5 所示。
张荣香等人[13]使用红外光谱技术，研究了茶叶的特征基理论，成功鉴别了重度发酵茶和普洱熟茶，研究的理论为后人研究茶叶品种鉴别的方法提供了参考依据。
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