X荧光光谱指纹识别法快速鉴别茶叶品质的方法

X荧光光谱指纹识别法快速鉴别茶叶品质的方法
□刘江晖覃小燕姚红詹业添谢湘娜广东出入境检验检疫局技术中心食品实验室摘要：本文建立了一种采用能量色散X焚光光谱（EDXRF)指纹识别技术鉴别茶叶品质的方法。

该方法制样简便、快速、环保节能、无损测量，指纹图谱专一、专属等特异性，可用于快速鉴别茶叶真伪以及对产品质量进行控制。

采用茶叶真品作为标准品，利用O m nian无标样定量分析标准品建立特征元素指纹识别方法，通过量的积累并应用统计学分析建立茶叶标准指纹图谱库。

测量样品图谱与标准指纹图谱库进行分析，通过相似度阈值判定获得茶叶的真伪鉴别结果。

关键词：茶叶；指纹识别；能量色散X焚光光谱（EDXRF)
茶叶品种细分有上千种，因产地、制作工艺、品种和个人口味喜好而不 同，茶叶价格高或低不能简单对比优 劣，茶叶真伪的鉴别具有一定的难度。

通常茶叶检验分析，重点在茶叶农药 残留、重金属含量等指标[13]。

茶叶真 伪鉴别的实验室检验手段或方法至今 未见报道，尚欠缺相应的监测规范和 成熟的检验方法。

因此，建立茶叶真 伪鉴别的快速筛查方法十分重要。

本 文建立一种采用能量色散X荧光光谱 指纹识别技术鉴别茶叶品质的方法，该方法制样简便、快速、环保节能，具有无损测量w，指纹图谱专_、专 属等特异性[5]，可用于快速鉴别茶叶 的真伪以及对产品质量进行控制。

1材料与方法
1.1材料
能量散射X荧光光谱仪（ED XR F):帕纳科Epsilon3XLE,X射线管为铑靶,配置Omnian无标样定量分析软件包 和指纹识别分析软件包。

匀样机：IKA公司A-10。

压样机：众合ZHY-401B。

样品：绿茶3个、红茶20个、乌 龙茶8个、普洱茶5个、拼配红茶10 个等国内外原装茶叶为卫监处抽检的样 品，单丛茶11个为从汕头茶商购入不 同海拔地区的茶叶，共计57个茶叶真品。

1.2方法
1.2.1样品制备
采用匀样机将50 g的茶叶搅拌混 匀，取6g的茶叶粉末样品置压片机模 具中，用一洁净的塑料压舌板轻轻按 压样品至杯子底部中心位置，使其排 除空气间隙、均匀分布平铺，以2 t压
148 食品安全导刊2018年3月力压成直径为40 m m紧实的茶叶片。

1.2.2人工自制样品
从57个茶叶真品中取1〜3个混
匀，按照上述方法制备待测样品，最
终取样量为6 g,制作成茶叶自制品。

2结果与分析
2.1无标样定量分析
选择具有代表性的样品置于
EDXRF中，应用Omnian无标样定量
分析法测量，得到茶叶中主量元素为
Mg'P、S、Cl'K'Ca、Mn、Fe、Ag等。

每个样品的测量时间为13 min。

2.2指纹识别方法
利用无标样定量分析的结果建立
茶叶指纹识别方法工作参数（表1)，
并通过条件优化获得适用的指纹识别
测量工作参数（表2)。

2.3标准指纹图谱库
应用建立的指纹识别方法，以铑
靶的康普顿散射线强度为内标，待测
元素特征X射线和康普顿散射线强度
的比值进行基体校正，对57个样品进
行测量，图谱分析采用人工解谱的方
式，包含的元素为Mg、Al、Si、P、S、
Cl、Ar、K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn'
Br、Rb、Sr、Rh、Ag等，通过量的
积累并应用基于统计学[6]的指纹识别
软件建立茶叶标准指纹图谱库（图1)。

每个样品的测量时间为3 min。

2.4指纹识别方法的应用
2.4.1茶叶标准品作为未知样的
测量
取TW1010标准品作未知样测
量，实验结果表明，茶叶标准指纹图
谱库中相似度chi2数值依次为0.04、
1.03、1.32、1.54、1.58、1.61、1.61、
1.62,即指纹识别判定最相似或等同
为TW1010标准品，其相似度依次为
TW1010、T1113、TW1002、T1116、
T1002、TW1001、T1109、T1106 (表
3)。

从表3可见，由于茶叶成分在元
素方面的差异性较小，当chi2 > 1时,
样品不具相似性不等同也是可行的。

2.4.2人工自制样品的测量
取人工自制样品置于EDXRF中测
量，在标准品指纹图谱库中未比对出
相应的标准品，chi2=3.01 >3,样品
不具可比性，即不相似不等同。

3结论
不同产地、不同工艺加工的茶叶，
因X荧光计数强度不同而形成特征性
的元素指纹图谱，该指纹图谱经统计
学分析处理后具有专一、专属性等特
点，利用该特点可对茶叶进行鉴别。

表1指纹识别方法工作参数
测量顺序通道谱线条件单位时间⑸1Rh KAC<Mo-Sb>cps60
2Rhl LA5KVnone%60
3K KA<Cl-V>%60
表2指纹识别测量工作参数
序号条件名称电压（kV)电流（u A)滤光片介质
15KVnone 5.0001020<none>氦气
2<Cl-V>12.000570Al-50空气
3<Mo-Sb>50.00065Ag空气
科技文苑
图1茶叶标准指纹图谱库（57个样品)
表3样品比对结果
序号编号名称产地0<chi2<0.50.5<chi2<l1 <chi2 <2 1TW1010单丛（海拔50m)广东汕头0.04——
2T1113黑姜茶（茶包）斯里兰卡—— 1.03
3TW1002单丛（海拔400m)广东汕头—— 1.32
4T1116思兰尼锡兰红茶250g斯里兰卡—— 1.54
5T1002凤凰单丛（大乌叶）广东汕头—— 1.58
6TW1001单丛（海拔100m)广东汕头—— 1.61
7T1109思兰尼锡兰红茶150g斯里兰卡—— 1.61
8T1106思兰尼锡兰红茶70g斯里兰卡—— 1.62这是一种简单、快速、安全、无损、
低耗能的测量方法，适用于茶叶的真
伪鉴别、产地溯源或产品打假等领域
的快速筛查。

参考文献
[1] 周重林，李乐駿，等.茶叶江山一 我们的味道.家国与生活（精）[M].北
京：北京大学出版社,2014:56-204.
[2] 王碧林.现代茶叶种植与加工 技术(新型职业农民培育系列教材）[M].
北京：中国农大出版社，2017:6-125.
[3] 郑国建.中国茶事（精）[M].北京：中国轻工业出版社，2016:3-298.
[4] 罗立强，詹秀春，李国会.X射 线荧光光谱分析[M].北京：化学工业
出版社，2015:3-266.
[5] 谢培山，颜玉贞.中药色谱指纹 图谱精细分析图集（英文版）（精）[M].
福州：福建科技出版社，2015:306-320.
[6] 贾俊平，何晓群，金勇进.统计 学（第六版）[M].北京：中国人民大学
出版社，2015:124-281.
基金项目：国家质量监督检验
检疫总局科技计划项目（编号：
2016IK052) 〇
作者简介：刘江晖（1966—），
女，广东开平人，本科，高级工程师。

研究方向：光谱、质谱分析应用。

Mar. 2018 CHINA FOOD SAFETY149。