廬山云霧茶紅外光譜研究

陳劍 占小翠

摘要[目的]建立可用于鑒別廬山云霧茶的紅外指紋圖譜。[方法] 分析8種不同海拔高度廬山云霧茶的紅外圖譜。[結果]廬山云霧茶具有獨特而穩(wěn)定的紅外指紋圖譜。[結論]建立的廬山云霧茶紅外指紋圖譜可為其科學評價與品質鑒定提供新技術，可用于質量控制。

關鍵詞廬山云霧茶；紅外光譜；指紋圖譜

中圖分類號S571文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）36-13031-02

Abstract[Objective] To establish the infrared fingerprints to identify Lushan mist tea. [Method] IR fingerprints of Lushan mist tea from 8 different altitudes were analyzed. [Result] Lushan mist tea showed unique and stable characteristics of IR fingerprints. [Conclusion] The IR fingerprints of Lushan mist tea can provide a new technology for scientific evaluation and quality identification， which can be used for quality control.

Key wordsLushan mist tea； Infrared spectroscopy； Fingerprint

茶葉為山茶科植物山茶的葉芽，作為飲品在我國已有數(shù)千年的歷史，為世界三大飲品（茶、咖啡和可可）之首[1]。廬山云霧茶在我國十大名茶之列，具有悠久的傳統(tǒng)工藝和深厚的文化底蘊，以“味醇、色秀、香馨、液清”而久負盛名。長久以來，國內外成品茶的質量控制仍是以專家的感官審評為主，即通過人的視覺、嗅覺、味覺、觸覺對茶葉的形狀、色澤、香氣和滋味進行鑒定[2]。外界的干擾因素會對人的感光靈敏度造成影響，使審評結果不準確。

紅外光譜分析方法是鑒定化合物及其結構的重要方法之一，應用廣泛，對樣品要求低（固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)，純物質還是混合物，有機物還是無機物）而且基本無需預處理，較之色譜技術便于在線分析，對樣品無損傷。紅外光譜特征的差異在一定程度上反映了中藥化學成分的差異，可用來評價中藥的真實性及產品質量的一致性[3]。紅外指紋圖譜一是系統(tǒng)性，即圖譜所反映的化學成分應包括中藥有效部位所含大部分或指標成分的全部；二是特征性，即指紋圖譜中反映的化學成分信息具有高度選擇性，這些信息的綜合結果，將能特征地區(qū)分中藥的真?zhèn)闻c優(yōu)劣，成為中藥自身的“化學條碼”；三是重現(xiàn)性，指所建立的指紋圖譜在規(guī)定的方法與條件下，不同的操作者和不同的實驗室應能得到相同的指紋圖譜，其誤差應在允許范圍內，也是作為標準方法所必備的特征之一[4]。目前，國際上采用指紋圖譜對植物藥進行質量控制，效果顯著。華中地區(qū)的廬山云霧茶用紅外指紋圖譜對其主成分的分析未見相關報道。筆者對不同海拔高度的廬山云霧茶進行比較研究，建立廬山云霧茶紅外指紋圖譜，旨在對實際生產中的栽培及加工選擇最佳的方式提供理論基礎，并為保證廬山云霧茶的優(yōu)良品質，提高其在市場上的競爭力提供參考。

1材料與方法

1.1材料

主要儀器：電熱鼓風干燥箱，上海電子儀器廠；電子天平，賽多利斯科學儀器北京有限公司；傅立葉變換外光分光光度計（Bruker TENSOR27），德國布魯克；手提式高速中藥粉碎機（DFT50），溫嶺市大德中藥機械有限公司。

原料與試劑：收集8種不同海拔高度廬山云霧茶，購自廬山鑫柏茶莊，見表1；無水乙醇（AR），江西洪都生物化學有限公司；溴化鉀，光譜純。

1.2樣品制備及紅外光譜分析

1.2.1樣品制備方法。

將20 g待測標準茶葉樣品放置在電熱恒溫鼓風干燥箱內40 ℃下干燥至恒重。將干燥處理后的待測茶葉放入粉碎機內粉碎90 s，過160目篩（孔徑0.084 mm），干燥密閉容器內保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2樣品紅外圖譜測定。

將傅立葉紅外光譜儀開機后預熱30 min，取樣品粉末：溴化鉀按照1∶150 g/ml充分混合并放置于瑪瑙研缽內，在紅外燈輻射條件下充分研磨1～2 min，將研磨好的混合物進行壓片，置于紅外光譜儀中進行測試。光譜采集使用的儀器為MATRIXI型傅立葉變換近紅外光譜儀，測量附件為漫反射積分球和樣品旋轉器采樣附件。光譜范圍分辨率4 cm-1，波數(shù)范圍：4 000～400 cm-1，掃描次數(shù)32次，掃描時扣除H2O和CO2的干擾。測量環(huán)境條件為溫度24～27 ℃，濕度40%～50%，掃描測定紅外光譜。

1.3方法學考察

1.3.1精密度試驗[5]。

取同一海拔高度廬山云霧茶樣品，按“1.2.2”項下方法壓片后連續(xù)掃描測定5次，重復測定5次。采用OPUS Version 4.2軟件比較5張廬山云霧茶紅外光譜圖。

1.3.2穩(wěn)定性試驗[6]。

取同一海拔高度廬山云霧茶樣品，按“1.2.2”項下方法壓片后每隔1 h測定1次，共測定6次，5 h內紅外光譜圖非常相似。采用OPUS Version 4.2軟件比較廬山云霧茶6張紅外圖譜。

1.3.3重復性試驗。

取同一海拔高度廬山云霧茶樣品5份，按“1.2.2”項下方法壓片后連續(xù)掃描測定，采用OPUS Version 4.2軟件比較所得5張紅外光譜圖。

2結果與分析

2.1方法學考察

2.1.1精密度試驗[5]。

采用OPUS Version 4.2軟件比較5張廬山云霧茶紅外光譜圖，顯示所得紅外圖譜基本重合，譜圖間相關系數(shù)分別為0.999 7、0.995 8、0.996 5、0.998 0、0998 7，RSD為1.59%，表明該試驗儀器精密度良好。

2.1.2穩(wěn)定性試驗[6]。

5 h內紅外光譜圖非常相似。采用OPUS Version 4.2軟件比較廬山云霧茶6張紅外圖譜。顯示在5 h內所得紅外圖譜相關系數(shù)為1.000 0、0.999 7、0.999 8、0.998 8、0.998 7和0.997 2，RSD為1.05%。由此表明，該試驗樣品在5 h內穩(wěn)定。

2.1.3重復性試驗。

采用OPUS Version 4.2軟件比較所得5張紅外光譜圖，紅外光譜圖間相關系數(shù)為1.000 0、0.988 0、1.015 2、0.986 8和0.975 1，RSD為1.52%。由此表明，該試驗所用方法重復性良好。

2.2廬山云霧茶紅外指紋圖譜分析所有樣品紅外圖譜經(jīng)德國布魯克公司提供的OPUS Version 4.2軟件標準化處理后存入計算機圖譜庫。由于各樣品紅外圖譜相似程度高，特征明顯，用計算機對8種不同海拔高度廬山云霧茶紅外圖譜（圖1）進行平均化處理后，作為指紋圖譜存入數(shù)據(jù)庫，以此建立快速比較方法，所有樣品經(jīng)過快速比較，與標準圖譜進行比照，計算相似度。通過計算機對8批廬山云霧茶樣品的紅外光譜圖譜進行數(shù)據(jù)平均后所得到的紅外指紋圖譜（圖2）。

廬山云霧茶紅外指紋圖譜顯示：3 375.3 cm-1處的強且寬的吸收帶是羥基的特征峰，說明茶葉中存在羥基，該伸縮振動是由于茶葉的醇羥基、其他羥基和吸收水分中游離和締合的羥基振動引起的；2 923.4 cm-1附近的吸收峰通過歸屬，判斷應為CH3的碳氫不對稱伸縮振動，峰形較窄，說明茶葉中有與苯環(huán)相連的甲氧基和甲基；2 360.9 cm-1處的吸收峰通過歸屬為水和二氧化碳吸收峰；1 643.5 cm-1附近的吸收峰通過歸屬，判斷為酰胺的伸縮振動吸收峰；1 452.2 cm-1處的吸收峰通過歸屬為C=C芳環(huán)的伸縮振動吸收峰；1 368.9 cm-1附近的吸收峰通過歸屬，判斷應為脂肪族在CH3和酚羥基上的C-H彎曲振動；1 239.0 cm-1處的吸收峰通過歸屬，判斷為苯羥基和羥酸類中C=O鍵的伸縮振動和OH面內變形振動；1 146.9 cm-1和1 036.9 cm-1的吸收峰通過歸屬，判斷為醚的特征吸收為C-O-C的伸縮振動；610.5 cm-1附近的吸收峰通過歸屬，判斷為C-H面外彎曲振動。其中波數(shù)3 375.3 cm-1的吸收峰為水分子吸收峰，可以忽略。在紅外測定過程中，樣品的水分含量顯著地影響粉碎后顆粒度的大小、形狀及其分布，導致樣品光譜發(fā)生變化，從而影響其預測結果。并通過與其他成分的水合作用，導致某成分最佳波長點發(fā)生變化，水分影響壓片的透明度。此外，樣品粒度的差異直接影響樣品對紅外光的吸收和散射，從而導致光譜的變異。綜上推測，紅外圖譜說明，廬山云霧茶含有茶多酚、咖啡因、揮發(fā)油、蛋白質、氨基酸、茶多糖、類脂、色素類等物質，與文獻報道一致[6]。

3結論

傅立葉紅外光譜法在廬山云霧茶的鑒定應用中具有明顯的專屬性和特征性。通過對8種不同海拔高度廬山云霧茶紅外圖譜進行研究，紅外指紋圖譜顯示，在波數(shù)3 375.3、2 923.4、2 360.9、1 643.5、1 452.2、1 368.9、1 239.0、1 146.9、1 036.9、610.5 cm-1均有吸收，其中波數(shù)3 375.3 cm-1的吸收峰為水分子吸收峰，可以忽略。所有樣品相似度均在95%以上，紅外圖譜特征明顯，反映出該品種質量較為穩(wěn)定。該研究初步建立了廬山云霧茶紅外指紋圖譜，可以作為其鑒別和質量控制的依據(jù)。

參考文獻

[1] 李愛國，胡子祥.茶葉甄選與鑒別[M].成都：四川科學技術出版社，2003：53-54.

[2] 王秀萍，洪秀云.試論成茶身份特征“指紋”鑒定的緊迫性[J].茶葉科學技術，2005（2）：20.

[3] 冀憲領，蓋英萍，牟志美，等.白僵蠶的紅外指紋圖譜鑒別研究[J].光譜學與光譜分析，2007，27（1）：66-69.

[4] 周玉新.中藥指紋圖譜研究技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002：8.

[5] 李洪宇，張麗華，苑廣信，等.牛黃解毒丸紅外指紋圖譜的研究[J].成都醫(yī)學院學報，2010，5（1）：36-38.

[6] 蘇燕評，劉小芬.醉魚草紅外指紋圖譜的研究[J].海峽藥學，2011，23（4）：34-35.