[發明專利]一種基于近紅外檢測普洱熟茶中咖啡因和兒茶素類含量的方法

在審

• 申請號: 202211208258.1
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115541526A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 顧穎;巫忠東;彭海洋;劉宏程;樊雪靜
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563;G01N21/359;G01N30/02;G01N30/72;G06F30/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一種基于近紅外檢測普洱熟茶中咖啡因和兒茶素類含量的方法，屬于光譜檢測分析技術領域。本發明的一種基于近紅外檢測普洱熟茶中咖啡因和兒茶素類含量的方法包括采集普洱熟茶樣品的近紅外光譜吸光度信息與高效液相色譜?質譜聯用儀測定的普洱熟茶中的咖啡因與兒茶素類的含量值，根據普洱熟茶的近紅外光譜吸光度信息以及咖啡因和兒茶素類的含量值分別構建PLSR定量預測模型，并依據PLSR定量預測模型和待測樣品的近紅外光譜信息，快速預測待測樣品普洱熟茶中咖啡因與兒茶素類的含量。該方法能夠用于精確的定量預測普洱熟茶中低含量的兒茶素類物質，可為市場提供一種快速、綠色、無損的實時檢測方法。

技術領域

本發明涉及一種基于近紅外檢測普洱熟茶中咖啡因和兒茶素類含量的方法，屬于光譜分析檢測技術領域。

背景技術

茶葉是世界上最受歡迎的飲料之一。而云南因為其獨特的地理環境與氣候條件，為我國重要的茶葉產區。云南的普洱熟茶因其獨特的風味以及一些保健功效，廣為消費者所喜愛。咖啡因與兒茶素類成分是茶葉中重要的品質成分，對茶葉的質量與風味起到重要作用。而在茶葉的生產與銷售過程中，品質成分的定量檢測一般依靠傳統的濕化學檢測技術。傳統檢測方法操作繁瑣、價格昂貴、耗時長、損害樣品，很難滿足質量監控過程中實時、快速的檢測要求。

近年來，近紅外光譜技術因為其綠色、快速、無損、操作簡單等特點，被普遍用于產品的質量檢測當中。王毅等人采用預處理與區間偏最小二乘法優化偏最小二乘法回歸模型對綠茶的近紅外光譜進行分析，建立了綠茶中茶多酚(9.03～35.07％)的定量模型，模型的預測集相關系數為0.92。盧莉等人建立的偏最小二乘法回歸模型可以實現對小種紅茶中茶多酚(6.51～19.88％)與咖啡堿(3.05～5.43％)含量的預測，模型的預測集決定系數為0.95以上。張裕瑩采非線性模型SVM建模，測定了綠茶中表兒茶素(16.19～34.63mg/g)、表沒食子兒茶素(18.95～60.07mg/g)、表兒茶素沒食子酸酯(13.35～51.00mg/g)、表沒食子兒茶素沒食子酸酯(43.02～138.38mg/g)含量的預測，模型的預測集決定系數為0.97以上。先前的研究表明，將近紅外光譜與化學計量學方法相結合，可以實現對茶葉相關品質成分定量。

但現有技術采用近紅外測定的物質主要側重于咖啡因、茶多酚這些在茶葉中含量較高的物質。兒茶素類物質在綠茶這類未發酵茶中含量較高，也有研究針對綠茶中具體的兒茶素類物質建立定量預測模型。而對紅茶、普洱熟茶這類經發酵生產的茶葉，其兒茶素類物質會在發酵后大幅下降。由于近紅外光譜自身靈敏度較低，含量低的物質其光譜響應值也較低。針對低含量物質建立近紅外預測模型難度較大，所以應用近紅外光譜定量這類發酵茶的研究對象就不會針對具體兒茶素類物質，而是針對兒茶素總量、茶多酚這些在發酵茶中成分含量較高的物質。普洱熟茶屬于發酵茶，在其發酵過程中兒茶素類物質含量普遍降低。

目前的研究沒有針對普洱熟茶中含量較低的兒茶素類物質建立定量預測模型的報導。本方法通過對模型的優化，實現了普洱熟茶中含量較低的兒茶素類物質的定量預測，可為市場提供一種快速、綠色、無損的實時檢測方法，加強茶葉生產、銷售過程中的質量控制。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷與不足，本發明的目的是提供一種基于近紅外檢測普洱熟茶中咖啡因和兒茶素類含量的方法，該方法相對于市面上傳統的檢測分析技術，具有快速、綠色、無損等優點，可以更好的滿足茶葉在生產與銷售過程中的質量檢測要求，為廠家節省時間與成本，經模型的外部驗證結果表明，該方法可以應用于普洱熟茶的成分檢測當中，具有廣泛的應用前景。

本發明在建模過程中，采用預處理方法減少樣品的狀態、雜散光、光的散射、儀器響應及外界環境因素干擾的影響，減小誤差，提高模型的精度。為了剔除無關變量、提高模型運算速度與模型精度，故在預處理優化后模型的基礎上再結合變量篩選方法。