【doc】普洱熟茶和普洱生茶的FTIR研究

【doc】普洱熟茶和普洱生茶的FTIR研究 普洱熟茶和普洱生茶的FTIR研究 第21卷第1期 2009年3月 光散射 THEJOURNALOFLIGHTSCATTERING Vo1.21NO.1 Mar.2009 文章编号:1004—5929(2O09)01—0077—05 普洱熟茶和普洱生茶的FTIR研究 王怡林,杨群 (楚雄师范学院物理与电子科学系,云南楚雄675000) 摘要:文章利用傅里叶变换红外光谱法,对云南省普洱地区不同厂家所生产的不同贮存年限的熟茶和生 茶样品进行鉴别研究.实验结果明,普洱熟茶和生茶的红外光谱十分相似,但由于加工工艺不同,贮存 年限不同,其主要化学成分的组成比例不同,因而熟茶和生茶,自然发酵和人工发酵的熟茶等均具有各自 的特征谱.根据红外光谱的特征吸收,不仅可以区别熟茶和生茶,还可以区别自然发酵和人工发酵的熟 茶,区别贮存时间的长短.用傅里叶变换红外光谱法鉴别茶叶,有快速,简便和直观的特点. 关键词:傅里叶变换红外光谱;普洱熟茶和普洱生茶;不同发酵方式 中图法分类号:0657.3文献标识码:A Identificati0nofZymic TeabyFourierTransform andUnzymicPu—er InfraredSpectroscopy WANGYi一1in.YANGQun (DepartmentofPhysicsandElectronicScience,Chuxiong NormalUniversity,Chuxiong675000,China) Abstract:Inthepresentpaper,Fouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)wasused toidentifyunzymicandzymicPu'erteafromdifferentfactoriesanddifferentyears,Yun— nanProvince.Becauseofdifferentprocessingtechnologyanddifferentyears,different proportionofchemicalconstituentsexistsintheunzymicandzymicPu—ertea.Andal— thoughthereisagreatmassofsimilarityininfra—redspectrum,theresultsstillshow differencesinthecharacteristicpeaksofinfraredspectrumbetweenunzymicandzymicPu— ertea,self—actingzymotechnicszymicPu—erteaandartificialmotchnics.Accordingtothe studiesofthespectralpeaksandabsorbanceratios,unzymicandzymicPu—erteacaneasily beidentified;differentzymotechnicsanddifferentyearsmaybeidentifiedalso.FTIRis provedtobearapid,simple,veliableandnon—destructivequalification;itissuitablefor differentzymotechnicsofzymicPu—ertea. Keywords:FTIR;unzymicandzymicPu—ertea;differentzymotechnics 芸 普洱茶是近些年来享誉海内外的功能性饮茶树叶为原料加工而成的,因加工方式 的不同制 收稿日期:2008,09—03:收修改稿日期:2008—09—26 基金项目:云南省自然科学基金(05YJDTR04) 作者简介:王怡林(1947一),男,云南省楚雄师范学院物电系教授,主要研究方向为 分子光谱的应用 78光散射第21卷 成二类茶:熟茶(红茶)和生茶(绿茶).鲜茶叶经 晒青(杀青的一种方式),揉捻和干燥加工而成的 为生茶,晒青毛茶再经发酵和干燥加工而成的茶 则为熟茶,生茶和熟茶具有完全不同的功效]. 周湘萍等曾对同一厂家生产的三种生茶和三种 熟茶的红外光谱进行了比较[3],本文则主要 对普洱市1O个厂家生产的,不同加工方式的15 种普洱生茶和熟茶的红外特征谱进行了分析研 究. 2实验部分 实验仪器及测试条件:使用Perkin—Elmer 公司的Spectrum100型傅里叶变换红外光谱 仪,光谱范围4000400cm,,扫描次数16次, 分辨率4cm一.用KBr压片法测定. 2.2样品情况 实验所用茶叶样品均由普洱地区各厂家直 接提供. 3结果与讨论 普洱茶光谱特征从图1,图2可以看出, 15种普洱熟茶和生茶的主要吸收峰的峰位都基 本相近,在2000cm,500cm区域的主要吸 收峰有1653cm,,l518cm,,1450cm,1389 cm一,1324cm,1238cm一,1147cm,1037 cm_.,825cm,784cm附近吸收峰.它们的 峰形也相似,但仍有明显的差异. 3.1不同加工方式的普洱熟茶的红外光谱特征 比较 普洱熟茶的加工方式有两种:自然发酵和人 工发酵.自然发酵方式生产的普洱熟茶样品a, b,C的红外光谱见图1—1所示,它们的贮存时间 分别为:9年,7年,4年.人工发酵方式生产的 普洱熟茶样品d,e,f和g的红外图谱见图1-2, 它们的贮存时间分别为:7年,5年,4年和4年. 两种不同加工方式生产的普洱熟茶红外特 征谱图的比较. 1,图1—1,图1—2所示两组图谱最明显的区 别有三点: ?1147m-1附近吸收峰的峰强不同,自然 发酵样品的该峰均较强(图1—1),人工发酵样品 的该峰均较弱(图l一2). ?825cm,,784cm附近两吸收峰峰强不 C b a Wavenumber(era) Fig.1-1FTIRspectraofself-zymicPn-erteafrom differentyears a.TongqingTeafactoryfromPu—erArea:storage9yeas, WuyiGancangTea;b.TongqingTeafactoryfromPu—er Area:storage7yeas,WuyiGancangTea;c.RuifengTea factoryfromPu—erArea:storage4yeas,GusuTea. U d 一 0 ? 0 4 Wavenumber(em.) g e d Fig.1-2FTIRspectraofartificialzymiePu-er teafromdifferentyears d.ChangtaiGroup:storage7yeas,LaochatouTea;e.Pu— erShengshiTeafactory:storage5yeas,Pu-erGushuTea; f.ChangtaiGroup:storgae4yeas,03Tea;g.Jingupre— paredTeafactory:storage4yeas,Chagao. 同,自然发酵样品的峰强均较人工发酵样品的强 (图1—1,图1—2). ?1324cm附近吸收峰的峰形有显着差 别. —1自然发酵样品图谱中,贮存时间最少 图1 的(4年)的样品C,在1324cm附近的吸收峰 第1期王怡林:普洱熟茶和普洱生茶的FTIR研究79 为一宽肩峰(位于1389cm峰右侧);而贮存时 间最长的(9年)样品a,在1324am处则表现 为一强尖峰(1389cm峰右侧);贮存时间较长 (7年)的样品b,在1324cm处则表现为一小 峰(1389cm峰右侧),其形状为前面两种情形 之间的过渡.即自然发酵茶叶贮存时间的长短, 可以由1324cm附近吸收峰的峰形做出大致 的判断,1324cm附近的吸收峰为一尖峰的普 洱熟茶样品,其贮存时间比较长,贮存时间越 长,该吸收峰越强.由于普洱茶在贮存过程中, 具有"后发酵"作用,贮存时间越长的普洱茶,其 "后发酵"效果越强.因此我们认为,可以将普洱 茶叶样品特征谱在1324cm处的吸收峰峰形 是尖峰还是为宽肩峰,作为判断茶叶发酵程度大 小的一个依据. 在图1—2的人工发酵茶叶样品图谱中,全部 图谱的1324cm附近吸收峰(1389cm峰右 侧),均为一尖峰.据前面判断普洱茶发酵程度 的依据,那么可以得出结论:人工发酵的普洱茶 其发酵作用强于自然发酵的普洱茶.也就是说, 就普洱茶的发酵的程度而言,人工发酵普洱茶的 发酵程度强于自然发酵普洱茶. 3.2不同厂家生产的普洱生茶红外谱的比较分 析 图2—1所示的是普洱地区不同厂家于当年 生产的晒青生茶的红外光图谱,图2—2所示的则 是不同贮存时间的晒青生茶的红外光谱. 比较图2—1所示的不同厂家于当年生产的4 种晒青生茶的红外谱图,显然4个图谱非常相 似,表明普洱生茶的主要成分和含量相同,与生 产厂家的关系不大. 图2-2所示的则是不同贮存时间生茶的红 外图谱.e,f样品是不同厂家生产的样品,贮存 时问相差2年;g,h样品是由同一厂家生产的同 一 品牌茶叶,贮存时间相差2年.可以看出,贮 存时间较长(2年)的e,g两个样品较贮存时间 较短(当年)的晒青的生茶f,h样品,其1518 cm一 ,1147cm-1或1238cm附近的峰强均有 所减弱. 3.3普洱生茶和熟茶的红外光谱区别研究 比较普洱熟茶的红外图谱(图1—1,图1—2) 和普洱生茶的红外图谱(图2—1,图2-2)可以看 出,普洱生茶和普洱熟茶红外图谱的最显着差别 Wavenumber(em) Fig.2-1FTIRspectraofunzymicPu-ertea fromdifferentfactoriesin2007year a.WuyiPu—erTeafactory:WuyiQizicakyTea;b.Zheny— uanWuyiTeafactory:WuyiQizicakyTea;c.Zhenyuan WuyiTeafactory:WuyiShengtaiTea;d.JinhongTeafac— tory:KunlvshanSpringTea. 3 目 一 言 宝 4000300020001000 Wavenumber(cm) Fig.2-2FTIRspectraofunzymicPu.eu teafromdifferentyear e.ZhenyuanWuyiTeafactory:storage2yeas,Qizicaky Tea;f.ZhenyuanWuyiTeafactory:0.5year,Qizicaky Tea;g.ChangtaiGroup:storage2yeas,GushuTea;h. Pu—erTeaGroup:0.5year,Pu—erGushuTea. 存在于三个吸收峰位处. ?1037cm附近强吸收峰的吸收强度不 同,生茶的吸收度均较强,而熟茶的则较弱. 1037cm附近峰的吸收度与1652cm附近峰 吸收度的比值详见下表. 8O光散射第21卷 从表1可以得到下面几个结论: A1o37/A1652: 熟茶:0.78,0.85 生茶:0.87,O.97 自然发酵熟茶:0.82,O.84 人工发酵熟茶:0.78,O.85 当年晒青生茶:0.89,O.97 贮存二年的晒青生茶:0.87,O.89 A../A的规律:生茶>熟茶;自然发酵 熟茶>人工发酵熟茶;晒青生茶贮存时间越 长,该比值越低. ?在1147cm峰位附近:生茶的吸收峰最 强,自然发酵茶次之,人工发酵茶最弱.结论:生 茶的1147cm吸收峰强于熟茶. ?在1518cm附近吸收峰:生茶吸收峰强 于熟茶. 普洱熟茶和生茶生产工艺的主要区别在于, 熟茶要经晒青毛茶渥堆发酵的过程,而生茶只是 晒青干燥即可.据有关文献l4],多酚类物质是茶 叶中的重要活性物质,也是茶鲜叶的主要成分, 多酚类物质含量与普洱茶品质正相关.发酵过 程主要是以多酚类物质氧化,生成各种氧化物, 从而形成熟茶的色香味品质的.熟茶发酵,是形 成熟茶的关键.生茶经过杀青后,破坏了酶的活 性,多酚类的氧化最少.相反,熟茶经过渥堆发 酵,增强了酶的活性,可使多酚类充分氧化. 从上面的分析可知,在茶叶的发酵过程中, 茶多酚类物质是减少的,显然生茶中的茶多酚多 于熟茶. 茶多酚类物质中含有醇,酚和酮类等成分, 醇和酚除了羟基吸收峰(3229cm)外,u一.在 1260,1000cm内为强吸收『5].也即1200 cm,i000cm-1范围内的吸收峰有醇和酚等 的贡献. 因于生茶和熟茶光谱图中区别最大的二个 峰1147cm_.,1037cm均落在醇和酚的吸收 带内,而熟茶中的1147cm吸收峰和1037 cm吸收峰均较生茶弱,故可以认为熟茶中的 多酚类物质比生茶中的多酚类物质少. 熟茶和生茶图谱差别较大的1518cm附 近的吸收峰,为酰胺II带的吸收峰.熟茶的 1518cm吸收峰强均弱于生茶的;贮存年代越 长的熟茶(1号1998年生产)1518cm一1吸收峰 强度越弱,表明在发酵过程中其氨基酸是减少 的,氨基酸含量生茶中最高,熟茶中最低[6]. 由A/A?吸收度的也比较可知,人工发 酵茶叶中1037cm吸收峰相对强度小于自然 发酵样品.由前面的分析可知,在普洱茶的生产 中,人工发酵方式对茶叶的发酵程度强于自然发 酵方式,即发酵方式的不同,普洱熟茶的品质和 功能有略有不同. 4结论 ?不同生产厂家对普洱茶的红外光谱影响 不大. ?人工发酵的普洱熟茶较自然发酵的普洱 茶发酵作用强. ?普洱熟茶与生茶红外光谱的最大区别有 三点:a,熟茶的A/A.较生茶的低得多;b, 熟茶在1147cm处吸收峰明显弱于生茶;c,熟 茶在1518cm处吸收峰较生茶弱. ?普洱茶叶特征谱的1324cm附近的吸 收峰是否为尖峰,可以作为判断其发酵强弱的依 据. ?普洱茶,不论是熟茶还是生茶,随着贮存 时间的增加,红外特征谱的1147cm和1518 cm附近吸收峰将减弱.表明在后发酵过程 中,普洱茶的多酚类物和氨基酸都在减少. 运用傅里变换红外光谱,可对普洱熟茶,生 茶进行分析鉴定;可以清楚地看到不同发酵加工 方式对普洱熟茶光谱的影响;可以很容易看到贮 存时间对普洱茶红外谱图的影响,对普洱茶叶贮 第1期王怡林:普洱熟茶和普洱生茶的FTIR研究81 存时间的鉴别提供重要的参考依据. 参考文献: [1]杨红杰.云南普洱茶EM].昆明:云南科技出版 社,2004. [2]海鹏,谷纪平,林智,等.普洱茶的化学成分及生 物活性进展研究EJ].茶叶科学,2007,27(1):8— 18. [3]周湘萍,刘刚,时有明,等.普洱茶的傅里叶变换 [4] E57 [6] 红外光谱鉴别研究[J].光谱学与光谱分析,2008, 28,(3):594—596. 李大祥.茶叶生物化学EM].8版.2005. 常建华,董绮功.波谱原理及解折[M].北京:科 技出版社,2001. 陈小强,叶阳,成浩,等.三类茶中茶氨酸,咖啡碱 及多酚类的比较分析[J].食品研究与开发,2007, 28,(12):141—144.