庐山云雾茶红外光谱研究

陈剑 占小翠

摘要[目的]建立可用于鉴别庐山云雾茶的红外指纹图谱。[方法] 分析8种不同海拔高度庐山云雾茶的红外图谱。[结果]庐山云雾茶具有独特而稳定的红外指纹图谱。[结论]建立的庐山云雾茶红外指纹图谱可为其科学评价与品质鉴定提供新技术，可用于质量控制。

关键词庐山云雾茶；红外光谱；指纹图谱

中图分类号S571文献标识码A文章编号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

茶叶为山茶科植物山茶的叶芽，作为饮品在我国已有数千年的历史，为世界三大饮品（茶、咖啡和可可）之首[1]。庐山云雾茶在我国十大名茶之列，具有悠久的传统工艺和深厚的文化底蕴，以“味醇、色秀、香馨、液清”而久负盛名。长久以来，国内外成品茶的质量控制仍是以专家的感官审评为主，即通过人的视觉、嗅觉、味觉、触觉对茶叶的形状、色泽、香气和滋味进行鉴定[2]。外界的干扰因素会对人的感光灵敏度造成影响，使审评结果不准确。

红外光谱分析方法是鉴定化合物及其结构的重要方法之一，应用广泛，对样品要求低（固态、液态和气态，纯物质还是混合物，有机物还是无机物）而且基本无需预处理，较之色谱技术便于在线分析，对样品无损伤。红外光谱特征的差异在一定程度上反映了中药化学成分的差异，可用来评价中药的真实性及产品质量的一致性[3]。红外指纹图谱一是系统性，即图谱所反映的化学成分应包括中药有效部位所含大部分或指标成分的全部；二是特征性，即指纹图谱中反映的化学成分信息具有高度选择性，这些信息的综合结果，将能特征地区分中药的真伪与优劣，成为中药自身的“化学条码”；三是重现性，指所建立的指纹图谱在规定的方法与条件下，不同的操作者和不同的实验室应能得到相同的指纹图谱，其误差应在允许范围内，也是作为标准方法所必备的特征之一[4]。目前，国际上采用指纹图谱对植物药进行质量控制，效果显著。华中地区的庐山云雾茶用红外指纹图谱对其主成分的分析未见相关报道。笔者对不同海拔高度的庐山云雾茶进行比较研究，建立庐山云雾茶红外指纹图谱，旨在对实际生产中的栽培及加工选择最佳的方式提供理论基础，并为保证庐山云雾茶的优良品质，提高其在市场上的竞争力提供参考。

1材料与方法

1.1材料

主要仪器：电热鼓风干燥箱，上海电子仪器厂；电子天平，赛多利斯科学仪器北京有限公司；傅立叶变换外光分光光度计（Bruker TENSOR27），德国布鲁克；手提式高速中药粉碎机（DFT50），温岭市大德中药机械有限公司。

原料与试剂：收集8种不同海拔高度庐山云雾茶，购自庐山鑫柏茶庄，见表1；无水乙醇（AR），江西洪都生物化学有限公司；溴化钾，光谱纯。

1.2样品制备及红外光谱分析

1.2.1样品制备方法。

将20 g待测标准茶叶样品放置在电热恒温鼓风干燥箱内40 ℃下干燥至恒重。将干燥处理后的待測茶叶放入粉碎机内粉碎90 s，过160目筛（孔径0.084 mm），干燥密闭容器内保存备用。

1.2.2样品红外图谱测定。

将傅立叶红外光谱仪开机后预热30 min，取样品粉末：溴化钾按照1∶150 g/ml充分混合并放置于玛瑙研缽内，在红外灯辐射条件下充分研磨1～2 min，将研磨好的混合物进行压片，置于红外光谱仪中进行测试。光谱采集使用的仪器为MATRIXI型傅立叶变换近红外光谱仪，测量附件为漫反射积分球和样品旋转器采样附件。光谱范围分辨率4 cm-1，波数范围：4 000～400 cm-1，扫描次数32次，扫描时扣除H2O和CO2的干扰。测量环境条件为温度24～27 ℃，湿度40%～50%，扫描测定红外光谱。

1.3方法学考察

1.3.1精密度试验[5]。

取同一海拔高度庐山云雾茶样品，按“1.2.2”项下方法压片后连续扫描测定5次，重复测定5次。采用OPUS Version 4.2软件比较5张庐山云雾茶红外光谱图。

1.3.2稳定性试验[6]。

取同一海拔高度庐山云雾茶样品，按“1.2.2”项下方法压片后每隔1 h测定1次，共测定6次，5 h内红外光谱图非常相似。采用OPUS Version 4.2软件比较庐山云雾茶6张红外图谱。

1.3.3重复性试验。

取同一海拔高度庐山云雾茶样品5份，按“1.2.2”项下方法压片后连续扫描测定，采用OPUS Version 4.2软件比较所得5张红外光谱图。

2结果与分析

2.1方法学考察

2.1.1精密度试验[5]。

采用OPUS Version 4.2软件比较5张庐山云雾茶红外光谱图，显示所得红外图谱基本重合，谱图间相关系数分别为0.999 7、0.995 8、0.996 5、0.998 0、0998 7，RSD为1.59%，表明该试验仪器精密度良好。

2.1.2稳定性试验[6]。

5 h内红外光谱图非常相似。采用OPUS Version 4.2软件比较庐山云雾茶6张红外图谱。显示在5 h内所得红外图谱相关系数为1.000 0、0.999 7、0.999 8、0.998 8、0.998 7和0.997 2，RSD为1.05%。由此表明，该试验样品在5 h内稳定。

2.1.3重复性试验。

采用OPUS Version 4.2软件比较所得5张红外光谱图，红外光谱图间相关系数为1.000 0、0.988 0、1.015 2、0.986 8和0.975 1，RSD为1.52%。由此表明，该试验所用方法重复性良好。

2.2庐山云雾茶红外指纹图谱分析所有样品红外图谱经德国布鲁克公司提供的OPUS Version 4.2软件标准化处理后存入计算机图谱库。由于各样品红外图谱相似程度高，特征明显，用计算机对8种不同海拔高度庐山云雾茶红外图谱（图1）进行平均化处理后，作为指纹图谱存入数据库，以此建立快速比较方法，所有样品经过快速比较，与标准图谱进行比照，计算相似度。通过计算机对8批庐山云雾茶样品的红外光谱图谱进行数据平均后所得到的红外指纹图谱（图2）。

庐山云雾茶红外指纹图谱显示：3 375.3 cm-1处的强且宽的吸收带是羟基的特征峰，说明茶叶中存在羟基，该伸缩振动是由于茶叶的醇羟基、其他羟基和吸收水分中游离和缔合的羟基振动引起的；2 923.4 cm-1附近的吸收峰通过归属，判断应为CH3的碳氢不对称伸缩振动，峰形较窄，说明茶叶中有与苯环相连的甲氧基和甲基；2 360.9 cm-1处的吸收峰通过归属为水和二氧化碳吸收峰；1 643.5 cm-1附近的吸收峰通过归属，判断为酰胺的伸缩振动吸收峰；1 452.2 cm-1处的吸收峰通过归属为C=C芳环的伸缩振动吸收峰；1 368.9 cm-1附近的吸收峰通过归属，判断应为脂肪族在CH3和酚羟基上的C-H弯曲振动；1 239.0 cm-1处的吸收峰通过归属，判断为苯羟基和羟酸类中C=O键的伸缩振动和OH面内变形振动；1 146.9 cm-1和1 036.9 cm-1的吸收峰通过归属，判断为醚的特征吸收为C-O-C的伸缩振动；610.5 cm-1附近的吸收峰通过归属，判断为C-H面外弯曲振动。其中波数3 375.3 cm-1的吸收峰为水分子吸收峰，可以忽略。在红外测定过程中，样品的水分含量显著地影响粉碎后颗粒度的大小、形状及其分布，导致样品光谱发生变化，从而影响其预测结果。并通过与其他成分的水合作用，导致某成分最佳波长点发生变化，水分影响压片的透明度。此外，样品粒度的差异直接影响样品对红外光的吸收和散射，从而导致光谱的变异。综上推测，红外图谱说明，庐山云雾茶含有茶多酚、咖啡因、挥发油、蛋白质、氨基酸、茶多糖、类脂、色素类等物质，与文献报道一致[6]。

3结论

傅立叶红外光谱法在庐山云雾茶的鑒定应用中具有明显的专属性和特征性。通过对8种不同海拔高度庐山云雾茶红外图谱进行研究，红外指纹图谱显示，在波数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，其中波数3 375.3 cm-1的吸收峰为水分子吸收峰，可以忽略。所有样品相似度均在95%以上，红外图谱特征明显，反映出该品种质量较为稳定。该研究初步建立了庐山云雾茶红外指纹图谱，可以作为其鉴别和质量控制的依据。

参考文献

[1] 李爱国，胡子祥.茶叶甄选与鉴别[M].成都：四川科学技术出版社，2003：53-54.

[2] 王秀萍，洪秀云.试论成茶身份特征“指纹”鉴定的紧迫性[J].茶叶科学技术，2005（2）：20.

[3] 冀宪领，盖英萍，牟志美，等.白僵蚕的红外指纹图谱鉴别研究[J].光谱学与光谱分析，2007，27（1）：66-69.

[4] 周玉新.中药指纹图谱研究技术[M].北京：化学工业出版社，2002：8.

[5] 李洪宇，张丽华，苑广信，等.牛黄解毒丸红外指纹图谱的研究[J].成都医学院学报，2010，5（1）：36-38.

[6] 苏燕评，刘小芬.醉鱼草红外指纹图谱的研究[J].海峡药学，2011，23（4）：34-35.