利用红外光谱分析茶叶产地

2022-05-01 10:40:02 | 浏览次数：

摘要：基于主成分分析的特征提取思想，提出了特征提取方法，简要分析了特征提取方法对波段的选取要求，以及不同预处理方法对二次特征提取的影响，然后将特征提取应用在不同茶叶产地的识别上，结果很好的把不同产地区域的茶叶区分开。此方法对于鉴别茶叶等其他复杂体系的特征有重要的价值。

关键词：特征提取红外光谱茶叶识别产地

中图分类号：TN93 文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）03（a）-00-02

茶叶是世界三大饮料作物之一，营养、保健和食用价值丰富，深受人们的喜爱。我国茶树种类繁多、茶叶产地分布广，给茶叶产地等的鉴别工作带来很大的困难。目前，色谱一质谱联用技术、毛细管电泳一质谱联用技术以及多维色谱技术等新兴分析技术在茶叶原产地鉴别领域的广泛应用，以及各种计量学手段的不断完善将会极大丰富茶叶指纹图谱研究的技术与数据处理方法，使茶叶的信息更加全面、更具科学性。红外光谱分析技术是综合分析茶叶品质，而且分析速度快、效率高、无污染、重现性较好[1-4]。红外光谱技术显示不同品质的同种茶叶在谱图上的特征谱带会出现了细微差异，该发现证明了傅里叶变换红外光谱法用于鉴别茶叶品质的可行性。该文利用红外光谱技术讨论了茶叶产地分布特征。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 仪器设备与参数设置

TENSOR27型傅立叶红外光谱仪（BRUKER公司），波数范围：400～4000 cm-1，扫描次数：16次，分辨率：4 cm-1。

1.3 实验过程

样品的制备大致分为5个过程：烘干、粉碎、研磨、压片和光谱采集。首先，标准茶叶样品将在40 ℃恒温箱中烘12 h，然后经粉碎机粉碎，过200目筛子后收集。茶叶样品粉末要与KBr按1∶120比例进行研磨、压片，最后即可对压片进行光谱采集。

2 结果与分析

2.1 特征基理论

主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是以样品数据统计特征为基础的正交变换，是最小均方误差意义上的最优变换。

这种方法的优点是可以用数量很少的几条本征谱，在不丢失主要光谱信息的前提下，取代原来复杂的原始光谱，解决了由于谱带的重叠而无法分析的困难。

特征基理论是基于主成分分析法提出的一种降低茶叶红外光谱图原始数据的维数、提取反映茶叶信息的主要因素的多元统计分析方法。

每进行一次特征提取就好比是一次主成分分析过程。特征提取是为了建立茶叶的光谱特征基，在主成分分析的最后就是选取变量建立特征基的过程，建立特征基后即可对所要分析指标进行投影分析。