[发明专利]一种采用近红外光谱快速检测茶叶中主要成分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种茶叶中主要成分的检测方法，特别涉及一种采用近红外光谱快速检测茶叶中主要成分的方法。 

背景技术

茶叶的化学成分复杂，按照国标规定，在茶叶生产和检验过程中，需要分析茶叶中水份、茶多酚、氨基酸等多项指标成分。测定这些指标，需要涉及到复杂的化学方法，如液相色谱仪、紫外可见分光光度计、天平和烘箱等多种仪器，样品分析必须在实验室条件下进行，检测报告需要几天的时间才能得到，而且待检测的样品需要研磨或者其他前处理后才能进行检测，无形中破坏了样品的内部结构，而且会对内部物质的含量产生影响，对检测带来更大的误差，准确性需要提高。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种采用近红外光谱快速检测茶叶中主要成分的方法，以解决现有技术检测时间长的问题。 

本发明的技术方案是：一种采用近红外光谱快速检测茶叶中主要成分的方法，包含以下步骤： 

（1）茶叶样本的准备：收集茶叶样品,编号后,装在铝箔样品袋中;密封冷藏；

（2）近红外光谱的采集：基于Workflow设定标准工作流程（SOP）和分析方法，采集茶叶样品漫反射光谱图；

（3）漫反射光谱光谱预处理：对光谱图进行“一阶或二阶导数+Norris 滤噪”处理；

数据处理：由TQ Analyst光谱分析化学计量学软件自动进行所有光谱的数据处理；

（4）模型的建立：使用TQ Analyst 光谱分析化学计量学软件，建立起近红外光谱图与标准方法对同一样品测量出了的数据之间的数学模型；

（5）模型的验证：按照与第2步完全相同的方法，在近红外仪器

上测量新的茶叶样品，并用第4步建立好的模型进行测量，与按照国标标准方法测量的结果进行比较。

步骤（2)中茶叶样品的漫反射光谱图在采集时使样品杯旋转，采集参数为：扫描次数64 次，分辨率8cm-1，光谱范围10000-3800cm-1。 

步骤（4）中建数学模型所用算法为偏最小二乘法。 

本发明的有益效果：首先，通过建立茶叶中各个主要成分的模型，利用此模型能快速检测出待测样品中的主要成分，不需要破坏样品，也不需要其它的前处理；其次，本发明中采用的近红外光直接扫描茶叶原样，而不需要将茶叶磨粉后再进行检测，从而使得获得的检测数据更加真实可靠，进而使得建立的模型具备实用性，也为该技术运用在其他领域做出贡献。 

近红外光谱分析与传统分析技术用于茶叶化学成分分析成本比较(以10个样品检测水分、水浸出物、氨基酸、茶多酚为例) 

附图说明

图1为测试样品的近红外光谱图； 

图2为建模样品预测值与水分分析值之间的相关图及残差分布图；

图3为建模样品预测值与水浸出物分析值之间的相关图及残差分布图；

图4为建模样品预测值与茶叶中氨基酸分析值之间的相关图及残差分布图；

图5为建模样品预测值与茶叶中茶多酚分析值之间的相关图及残差分布图。

具体实施方式

实施例1 

（1）茶叶样本的准备：收集了40个茶叶样品,各100克,编号后,装在铝箔样品袋中；密封冷藏。

（2）近红外光谱的采集：基于Workflow设定标准工作流程（SOP）和分析方法，采集茶叶样品漫反射光谱图。具体做法为将茶叶样品放置在仪器专用石英开口样品杯（4.78cm 直径）中，采集时使样品杯旋转，以降低由于样品不均性带来的误差。采集参数为：扫描次数64 次， 分辨率8cm-1， 光谱范围10000-3800cm-1。高灵敏度InGaAs检测器，自动采集背景，见附图1。 

（3）漫反射光谱光谱预处理：为了减小样品，由于物理性质包括样品尺寸、均匀度和颜色等对造成的光谱基线偏移，并提高光谱信息分辨能力，对光谱图进行“一阶或二阶导数+Norris 滤噪”处理。 

数据处理：由TQ Analyst光谱分析化学计量学软件自动进行所有光谱的数据处理。TQ Analyst是一个通用的光谱分析软件，它可以为中红外、近红外、远红外和拉曼光谱分析的应用提供各种定性和定量分析工具。该软件除了包含各种算法工具外，还能够为用户提供直观友好、容易使用的图形界面，以及广泛的在线帮助信息。使用TQ Analyst使得方法的设计和建立更为程序化、更有目的性，而不是依赖于猜测。