李慶運(yùn) 花磊 何夢(mèng)琦 李佳 蔣吉春 侯可勇 田地 李海洋
摘 要 茶香是決定茶葉品質(zhì)的重要因素之一。本研究基于動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣-高氣壓光電離-化學(xué)電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(HPPI-CI-TOFMS),結(jié)合偏最小二乘法判別分析(PLS-DA)和層聚類分析(HCA)等多元統(tǒng)計(jì)分析技術(shù),建立了一種快速鑒別綠茶香型的方法,并通過(guò)受試者工作特征曲線(ROC)以及置換檢驗(yàn)對(duì)分類方法進(jìn)行評(píng)估。采用本方法對(duì)收集自四川、貴州、浙江、安徽等不同產(chǎn)地的4種香型(嫩香型、栗香型、嫩栗香型、熟栗香型),共31個(gè)綠茶樣品進(jìn)行茶香揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)指紋譜分析。在所得茶香VOCs的HPPI/CI質(zhì)譜圖中,不同香型綠茶特征譜峰的種類和相對(duì)強(qiáng)度差異明顯; 多元統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明,同種香型的綠茶樣品揮發(fā)性茶香成分的自身差異較小,但不同香型之間存在較大差異,可實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的分類鑒別,方法模型對(duì)未知樣品的預(yù)測(cè)能力達(dá)到85.1%,并通過(guò)樣本驗(yàn)證組測(cè)試了該模型的準(zhǔn)確度。本方法為綠茶香型的有效鑒別提供了新的思路和途徑,在食品的品質(zhì)評(píng)價(jià)和質(zhì)量安全等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和良好的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞 高氣壓光電離-化學(xué)電離; 飛行時(shí)間質(zhì)譜; 綠茶香型; 多元分析; 揮發(fā)物指紋譜
1 引 言
茶是世界上最受歡迎的飲料之一[1],綠茶是我國(guó)重點(diǎn)出口茶類,占世界綠茶總量的85%以上[2]。茶多酚、茶堿及茶香是評(píng)價(jià)茶葉品質(zhì)的3個(gè)重要指標(biāo)[3]。其中,茶香是茶葉的內(nèi)在核心因子,是決定茶葉品質(zhì)的重要因素。因此,對(duì)茶香的研究意義重大[4]。茶香由具有芳香氣味的揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile organic compounds,VOCs)組成,具有含量低、組成復(fù)雜、易揮發(fā)、不穩(wěn)定等特點(diǎn)[5]。傳統(tǒng)的茶香評(píng)價(jià)主要依靠專業(yè)人員感官評(píng)審?fù)瓿?,需要評(píng)審人員長(zhǎng)期的專業(yè)知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)積累,同時(shí)容易受外部環(huán)境以及主觀因素的影響,一定程度上限制了其評(píng)價(jià)的客觀性[6]。
隨著現(xiàn)代分析技術(shù)的發(fā)展,氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(Gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)[7~9]、近紅外光譜[10~12]、毛細(xì)管電泳[13]、電子鼻[14,15]等技術(shù)逐漸應(yīng)用于茶葉種類、品質(zhì)、產(chǎn)地的鑒別分析。1995年,Togari等[16]基于GC及GC-MS技術(shù),對(duì)不同生產(chǎn)工藝的紅茶、綠茶和烏龍茶的茶香揮發(fā)性組分進(jìn)行了模式識(shí)別分析。Dutta等[17]將電子鼻技術(shù)應(yīng)用于茶葉香氣品質(zhì)的評(píng)價(jià)。李曉麗等[2]提出了一種可見-近紅外光譜技術(shù)快速無(wú)損分類、鑒別茶葉品種的分析方法。黃海濤等[18]利用電子鼻技術(shù),結(jié)合固相微萃取(Solid phase micro-extraction, SPME)和GC-MS技術(shù), 實(shí)現(xiàn)了不同茶葉樣品香味的辨別。Zhang等[19]利用二維色譜-飛行時(shí)間質(zhì)譜(Two-dimensional gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry, GC×GC-TOFMS)技術(shù)分析了33個(gè)茶葉樣品,并基于多元數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法對(duì)茶葉樣品進(jìn)行歸類分析。Li等[20]首次將離子遷移譜(Ion mobility spectrometry, IMS)技術(shù)應(yīng)用于茶香分析,利用丙酮輔助光電離-正離子模式IMS實(shí)現(xiàn)茶葉樣品無(wú)損、快速、實(shí)時(shí)指紋圖譜分析。但這些方法具有各自的局限性,如GC技術(shù)耗時(shí)長(zhǎng)、預(yù)處理復(fù)雜; 電子鼻技術(shù)穩(wěn)定性較差、靈敏度低; 光譜技術(shù)易受基質(zhì)干擾; 離子遷移譜分辨率不高、定性分析能力不足等。
在線質(zhì)譜檢測(cè)技術(shù)的分辨率高、檢測(cè)速度快且通用性好,特別是得益于近年來(lái)各種軟電離源技術(shù)的快速發(fā)展,使其成為VOCs快速分析領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。軟電離技術(shù)以產(chǎn)生分子離子或準(zhǔn)分子離子為主,碎片化程度低,譜圖簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜混合物的快速定性和定量分析[21]?;谲涬婋x技術(shù)的在線質(zhì)譜分析方法在茶學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。梁華正等[22]采用表面解析常壓化學(xué)電離質(zhì)譜(Surface desorption atmospheric pressure chemical ionization mass spectrometry, SDAPCI-MS)測(cè)定了廬山云霧、鐵觀音、祁門紅茶及普洱茶4種茶葉的化學(xué)指紋圖譜。張佳玲等[23]基于實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜(Direct analysis in real time mass spectrometry, DART-MS)技術(shù)建立了一種原位、簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確鑒別不同種類茶葉的方法,用于8種茶葉的鑒別分析。Yener等[24]采用質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)-飛行時(shí)間質(zhì)譜(Proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometry, PTR-TOFMS)對(duì)收集自不同國(guó)家的上百個(gè)黑茶與綠茶樣品進(jìn)行指紋圖譜分析。張丹丹等[25]同樣采用PTR-TOFMS構(gòu)建了3個(gè)產(chǎn)地的茶香指紋圖譜,結(jié)合主成分分析(Principal component analysis, PCA)方法成功實(shí)現(xiàn)不同產(chǎn)地閩北水仙茶的快速鑒別。單光子電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜(Single photon ionization time-of-flight mass spectrometry, SPI-TOFMS)采用基于真空紫外(Vacuum ultraviolet,VUV)光的閾值光電離技術(shù),其分子離子產(chǎn)率高,具有靈敏度高、分析速度快、分辨能力強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì),已廣泛應(yīng)用于工業(yè)過(guò)程[26,27]、生態(tài)環(huán)境[28,29]、公共安全[30]、醫(yī)療診斷[31]、食品安全[32]等領(lǐng)域痕量有機(jī)物的快速、在線分析。為了進(jìn)一步提高SPI-TOFMS的電離效率并拓寬待測(cè)物的檢測(cè)范圍,Hua等[33]基于發(fā)射光子能量為10.0 eV/10.6 eV的小型氪氣(Kr)放電VUV燈,發(fā)展了單光子電離-化學(xué)電離(Single photon ionization-chemical ionization, SPI-CI)復(fù)合電離源,不僅有效提高了儀器檢測(cè)靈敏度,而且實(shí)現(xiàn)了電離能(Ionization energy,IE)高于光子能量的氯代烴,如三氯甲烷(CHCl3,IE=11.37 eV)、一溴二氯甲烷(CHBrCl2,IE=10.96 eV)的有效電離和檢測(cè)[34]。在此基礎(chǔ)上, Wang等[35]采用了將電離源氣壓提高到kPa量級(jí)的方法,分別開發(fā)出高氣壓光電離(High-pressure photoionization,HPPI)源和高氣壓光電子誘導(dǎo)的O2+陽(yáng)離子化學(xué)電離(High-pressure photoelectron-induced O2+ cation chemical ionization, HPPI-OCI)源,在保證較寬檢測(cè)范圍的同時(shí),有效改善了儀器靈敏度,對(duì)甲苯的檢出限低至0.05 μg/m3。
本研究采用高氣壓光電離-化學(xué)電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜(High-pressure photoionization-chemical ionization time-of-flight mass spectrometry,HPPI-CI-TOFMS)分析了4種香型(嫩香型、栗香型、嫩栗香型和熟栗香型)、共31個(gè)綠茶樣品。采用動(dòng)態(tài)頂空采樣法進(jìn)行香氣提取,HPPI-CI-TOFMS采集茶香VOCs組分的指紋圖譜,結(jié)合PLS-DA及層聚類分析(Hierarchical cluster analysis, HCA)的數(shù)據(jù)處理方式,建立了客觀、精確、快速的分析方法,可對(duì)綠茶香型進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠鑒別。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 試劑與樣品
茶葉樣品包括西湖龍井、謝裕大、蒙頂山等不同產(chǎn)地和品牌,共計(jì)4種香型、31個(gè)綠茶樣品,有嫩香型6個(gè)、栗香型10個(gè)、嫩栗香型9個(gè)及熟栗香型6個(gè),詳細(xì)信息見表1。綠茶樣品均取自中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所綠茶庫(kù),所屬香型由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所6位認(rèn)證專家根據(jù)《茶葉感官審評(píng)方法(GB/T 23776-2009)》對(duì)茶葉樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)所得。綠茶樣品在分析前在10℃環(huán)境中密封存儲(chǔ),載氣所用潔凈空氣由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所提供。
2.2 分析儀器
HPPI-CI-TOFMS由中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所快速分離與檢測(cè)課題組自行研制[35]。圖1為動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣系統(tǒng)及飛行時(shí)間質(zhì)譜儀整體結(jié)構(gòu)示意圖。動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣系統(tǒng)由載氣、質(zhì)量流量計(jì)、頂空采樣瓶及恒溫水浴鍋組成。取適量綠茶樣品置于頂空采樣瓶底部,并將頂空采樣瓶置于恒溫水浴鍋內(nèi),利用恒溫水浴鍋加熱促進(jìn)茶香成分揮發(fā)。經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)控制一定流速的潔凈空氣作為載氣,載帶綠茶樣品茶香VOCs成分流出頂空采樣瓶。于頂空采樣瓶出口處設(shè)置有一個(gè)三通連接器,一端通過(guò)一段長(zhǎng)40 cm、內(nèi)徑250 μm的PEEK毛細(xì)管直接通入HPPI-CI電離源內(nèi)部,另一端注入尾氣吸收處理系統(tǒng)。香VOCs成分冷凝或吸附,質(zhì)譜進(jìn)樣流速約為30 mL/min。所采用的電離源為HPPI-CI復(fù)合離子源,可以通過(guò)快速切換,分別在HPPI和HPPI/CI兩種電離模式下工作。HPPI模式下,電離區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度低,待測(cè)樣品分子主要通過(guò)吸收光子電離; HPPI/CI模式下,電離區(qū)電場(chǎng)強(qiáng)度高,光電子加速后會(huì)與試劑氣體分子之間碰撞電離產(chǎn)生大量試劑離子,待測(cè)樣品分子受到HPPI和CI的共同作用,其中電離能低且光吸收截面大的分子以光電離為主,而電離能高或者吸收截面相對(duì)低的分子則以電荷轉(zhuǎn)移或者質(zhì)子轉(zhuǎn)移等方式為主。因此,HPPI/CI可電離的物質(zhì)種類更多,且電離效率更高。本研究中,為了提高茶香VOCs分子的電離效率,獲得足夠多的組分信息以實(shí)現(xiàn)綠茶香型的鑒別,均采用HPPI/CI電離模式。茶香VOCs成分通過(guò)PEEK毛細(xì)管進(jìn)入電離區(qū)后,由高氣壓光電離及化學(xué)電離產(chǎn)生待測(cè)樣品的特征離子,離子在電場(chǎng)的作用下到達(dá)檢測(cè)器, 實(shí)現(xiàn)檢測(cè)分析。
2.3 實(shí)驗(yàn)方法
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,設(shè)置恒溫水浴溫度為70℃,頂空采樣瓶在樣品測(cè)試前預(yù)熱3 min。設(shè)置載氣流速500 mL/min, 采集空氣背景質(zhì)譜圖,每張質(zhì)譜圖3 min,連續(xù)采集3張,取平均值作為空白對(duì)照譜圖。準(zhǔn)確稱取200 mg綠茶樣品放置于頂空采樣瓶中,密封后接入載氣吹掃進(jìn)樣,采集綠茶樣品頂空氣質(zhì)譜圖,每張質(zhì)譜圖采集3 min,連續(xù)采集3張,取平均值得到樣品測(cè)試譜圖,樣品測(cè)試順序隨機(jī)。
2.4 數(shù)據(jù)分析
首先,將綠茶樣品頂空氣測(cè)試譜圖數(shù)據(jù)扣除空白對(duì)照譜圖數(shù)據(jù),得到茶香VOCs組分的目標(biāo)譜圖數(shù)據(jù)。通過(guò)自行編寫的峰面積積分軟件對(duì)目標(biāo)譜圖進(jìn)行處理,得到峰面積-質(zhì)荷比數(shù)據(jù)。將各樣品數(shù)據(jù)整合,通過(guò)SPSS 22.0(IBM SPSS statistics)軟件對(duì)所有檢出峰進(jìn)行顯著性篩選,再將具有顯著性的質(zhì)譜峰選出,通過(guò)SIMCA-P 14.1(Umea, Sweden)進(jìn)行PLS-DA、HCA分析以及ROC曲線的繪制與置換檢驗(yàn)。
3 結(jié)果與討論
3.1 參數(shù)優(yōu)化與設(shè)定
在動(dòng)態(tài)頂空采樣策略中,吹掃載氣的流速是一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。選取4種香型等比例混合茶葉樣品進(jìn)行載氣流速的優(yōu)化,以除試劑離子外茶葉樣品頂空氣香味組分的總離子流信號(hào)強(qiáng)度作為參考。如圖2所示,當(dāng)載氣流速為500 mL/min時(shí)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最大值。這是兩種因素共同作用的結(jié)果:一方面,吹掃載氣流速的增加,可以載帶出更多的茶香VOCs組分; 另一方面,過(guò)高的載氣流速會(huì)對(duì)氣體樣品產(chǎn)生較大的稀釋作用。因此,后續(xù)實(shí)驗(yàn)中均采用500 mL/min的吹掃載氣流速。
此外,樣品預(yù)處理方式考慮了茶葉樣品的形態(tài)對(duì)茶香VOCs成分釋放的影響,對(duì)茶葉樣品研磨及未研磨兩種方式進(jìn)行對(duì)比,考察茶香的揮發(fā)性成分譜圖差異。結(jié)果表明,進(jìn)樣研磨與未研磨綠茶樣品,所得茶香VOCs成分譜圖基本一致。考慮到對(duì)樣品進(jìn)行研磨破壞了茶葉樣品的原始形態(tài),同時(shí)增加了茶葉樣品預(yù)處理的復(fù)雜程度,因此采用未研磨樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中的具體參數(shù)設(shè)定見表2。
3.2 4種香型綠茶指紋特征譜圖對(duì)比
按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方法,分別采集4種不同香型綠茶揮發(fā)性茶香成分的HPPI/CI特征指紋譜圖,如圖3所示。對(duì)比特征譜圖可知,在m/z 0~100范圍內(nèi),4種不同香型綠茶的主要揮發(fā)性成分所得質(zhì)譜峰的種類差別不大,主要包括m/z 33、47、51、65、73及79等信號(hào)峰,但各質(zhì)譜峰所占的比例分布差別較為明顯。4種香型綠茶的揮發(fā)性成分質(zhì)譜(圖3)中,均以m/z 51及65質(zhì)譜峰的信號(hào)強(qiáng)度為最高。在嫩栗香型的特征譜圖中,m/z 51與65質(zhì)譜峰的信號(hào)強(qiáng)度基本一致,分別占總質(zhì)譜峰信號(hào)強(qiáng)度的28%及27%(圖3A); 在嫩香型的特征譜圖中,m/z 51的信號(hào)強(qiáng)度略高于m/z 65,二者占總質(zhì)譜峰信號(hào)強(qiáng)度的比例為34%和23%(圖3B); 在栗香型的特征譜圖中,m/z 51的信號(hào)強(qiáng)度僅占16%,m/z 65的信號(hào)占比高達(dá)51%成為主要檢出峰(圖3C); 在熟栗香型的特征譜圖中,則以m/z 51的信號(hào)為主,占比達(dá)到45%,而m/z 65的信號(hào)強(qiáng)度僅占12%(圖3D)。在m/z 100~200范圍內(nèi),不同香型之間揮發(fā)性成分的質(zhì)譜峰強(qiáng)度雖然不高,但種類差異較為明顯,嫩栗香型的譜圖中主要包含m/z 139、141、153和157的質(zhì)譜信號(hào); 嫩香型的譜圖中質(zhì)譜信號(hào)明顯增多且強(qiáng)度比例升高,包含m/z 105、119、140、153和157的質(zhì)譜信號(hào); 栗香型與熟栗香型較為類似,以m/z 105、119、149的質(zhì)譜信號(hào)為主,其中栗香型譜圖中m/z 141等的質(zhì)譜信號(hào)更為顯著。參考文獻(xiàn)[24, 36],部分檢出物定性分析結(jié)果見表3,更多質(zhì)譜峰的定性歸屬有待進(jìn)一步研究。
3.3 多元統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析
多元統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別的方法能夠從復(fù)雜的數(shù)據(jù)中最大限度地提取簡(jiǎn)化后的信息以供分析。本研究選用了模式識(shí)別中的PLS-DA及HCA兩種處理方式,從不同角度進(jìn)行分析,以相互驗(yàn)證儀器及分析方法的可靠性,并通過(guò)受試者工作特征曲線(Receiver operating characteristic curve, ROC)以及曲線下面積(Area under the cure , AUC)對(duì)分類方法進(jìn)行考察。
在模型建立過(guò)程中,首先構(gòu)建了PCA模型觀察得出4種香型具有較理想的聚類效果,但考慮到PCA雖然能夠反映數(shù)據(jù)的原始形態(tài),但不能忽略與研究目的無(wú)關(guān)的組內(nèi)誤差及隨機(jī)誤差,因而不利于準(zhǔn)確確定組間差異。為了進(jìn)一步確定組間差異,提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確度,本研究進(jìn)行了PLS-DA模型建立及分析。PLS-DA是一種有監(jiān)督的模式識(shí)別方法,集主成分分析、典型相關(guān)分析和多元回歸分析的基本功能于一體,分析過(guò)程中可以消除眾多化學(xué)信息中相互重疊的部分,使得分析數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確可靠。對(duì)嫩香型、栗香型、嫩栗香型和熟栗香型4種香型分別隨機(jī)提取1個(gè)樣本作為模型驗(yàn)證組,其余共27個(gè)綠茶樣本進(jìn)行PLS-DA聚類分析。如圖4A所示,在PLS-DA散點(diǎn)圖中(PC1 = 0.457, PC2 = 0.178),4種香型樣本分析結(jié)果在95%置信區(qū)間內(nèi)存在顯著差異,具有明顯的組間分離以及組內(nèi)聚集趨勢(shì)。結(jié)果表明,4種香型的高度聚合表明同種香型的綠茶樣品揮發(fā)性茶香成分自身差異較小,但不同香型之間差異明顯。其中,R2X(cum)=0.734表明擬合得出的主成分涵蓋了所有觀測(cè)值信息的73.4%,R2Y(cum)=0.888表示模型擬合出的主成分可以解釋樣本所有變量的88.8%,Q2(cum)=0.851表示模型的預(yù)測(cè)能力可以達(dá)到85.1%。4種測(cè)試樣本出現(xiàn)在相應(yīng)的模型聚類區(qū)間內(nèi),表明本模型對(duì)盲樣的預(yù)測(cè)能力較為準(zhǔn)確。
HCA是一種根據(jù)數(shù)據(jù)間的相關(guān)性對(duì)分析對(duì)象進(jìn)行分類分析的方法,屬于模式識(shí)別中的非監(jiān)督算法。為了進(jìn)一步表達(dá)各種不同香型的聚散程度,對(duì)綠茶樣品揮發(fā)性茶香成分質(zhì)譜數(shù)據(jù)的靈敏特征區(qū)間進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析,得到樹狀分類圖(圖4B)。結(jié)果表明,聚類分析不僅能夠?qū)?種不同香型的茶葉樣品各自區(qū)分開來(lái),而且根據(jù)縱坐標(biāo)所代表的距離系數(shù)值可以清晰顯示各香型之間的親疏關(guān)系。進(jìn)一步分析可知,栗香與嫩栗香兩個(gè)香型最為相似,差異最小; 而熟栗香、嫩香和栗香/嫩栗香之間的區(qū)別較為明顯,說(shuō)明熟栗香、嫩香和栗香/嫩栗香之間存在明顯差異。HCA分析所得結(jié)果與PLS-DA結(jié)果相互補(bǔ)充和印證,充分說(shuō)明了使用HPPI-CI-TOFMS用于綠茶香型鑒別的有效性和可靠性。
3.4 模型評(píng)估
ROC常用于反映分類器性能的優(yōu)劣,AUC是其用于度量分類模型好壞的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn),AUC值一般介于0.5~1.0之間,且其值越大,表明模型的分類效果越好。圖5A為經(jīng)計(jì)算繪制所得的ROC曲線,其中AUC(嫩香)=1,AUC(栗香)=0.9760,AUC(嫩栗香)=0.9867,AUC(熟栗香)=1,均等于或者接近1,說(shuō)明模型的分類效果理想,特異性和靈敏度均較高,本方法判別結(jié)果準(zhǔn)確。
置換檢驗(yàn)通常用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)P偷挠行约笆欠翊嬖谒惴ㄟ^(guò)擬合。通過(guò)對(duì)樣本進(jìn)行順序上的置換,重新計(jì)算統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)量,構(gòu)造經(jīng)驗(yàn)分布,得到原始Y、置換Y與累積的R2和Q2之間的相關(guān)系數(shù)及回歸線。其中,Q2為累積交叉有效性,R2為累計(jì)方差值,一般情況下,當(dāng)R2<0.3、Q2<0.05可認(rèn)為模型構(gòu)建較好。如果R2和Q2兩者的截距均小于模型原始值,則可認(rèn)為該模型是一個(gè)優(yōu)秀的模型,可用于進(jìn)一步的分析處理。本研究對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行200次置換檢驗(yàn),結(jié)果如圖5B所示,得到R2截距為0.185,Q2截距為0.457。左側(cè)的R2和Q2值均低于最右側(cè)原始的R2和Q2值,且Q2回歸線的截距為負(fù)值,說(shuō)明所構(gòu)建的PLS-DA判別模型沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)擬合現(xiàn)象,且具有較好的預(yù)測(cè)能力,能夠用于不同類別的判別分析。
4 結(jié) 論
本研究基于動(dòng)態(tài)頂空進(jìn)樣-高氣壓光電離-化學(xué)電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,在線測(cè)量茶葉樣品揮發(fā)性香味組分的指紋特征譜圖,并結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)4種不同香型綠茶樣品進(jìn)行了快速鑒別分析。本方法無(wú)需復(fù)雜的樣品前處理,單樣品分析時(shí)間僅需3 min。結(jié)果表明,高氣壓光電離-化學(xué)電離飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)結(jié)合模式識(shí)別分類方法,可有效區(qū)分不同香型的綠茶樣品,且具有較理想的預(yù)測(cè)能力,為茶葉品類鑒別提供了一種客觀、快速的新方法??陀^的分析能力以及快速的分析速度是方法得以推廣及實(shí)際應(yīng)用的重要優(yōu)勢(shì),本方法能夠用于食品品質(zhì)分析、疾病早期篩查和環(huán)境質(zhì)量分析等領(lǐng)域。
References
1 Baba R, Kumazawa K. J. Agric. Food Chem., 2014, 62(33): 8308-8313
2 LI Xiao-Li, HE Yong, QIU Zheng-Jun. Spectroscopy Spectral Analysis,? 2007,? 27(2): 279-282
李曉麗, 何 勇, 裘正軍. 光譜學(xué)與光譜分析,? 2007,? 27(2): 279-282
3 ZHANG Lai, YU Zheng-Wen, YANG Zhan-Nan, ZHANG Hong-Xia. Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory,? 2012,? 29(2): 672-676
張 來(lái), 余正文, 楊占南, 張紅霞. 光譜實(shí)驗(yàn)室,?? 2012,? 29(2): 672-676
4 Yang Z Y, Baldermann S, Watanabe N. Food Res. Int.,? 2013,? 53(2): 585-599
5 YU Shao-Juan, LI Xin-Lei, WANG Ting-Ting, JIN Xin-Yi. J. Tea Communication,? 2015,? 42(4): 14-18
俞少娟, 李鑫磊, 王婷婷, 金心怡. 茶葉通訊,?? 2015,? 42(4): 14-18
6 Yu H C, Wang J, Zhang H M, Yu Y, Yao C. Sens. Actuators B,? 2008,? 128(2): 455-461
7 Yang Y Q, Zhang M M, Yin H X, Deng Y L, Jiang Y W, Yuan H B, Dong C W, Li J, Hua J J, Wang J J. LWT-Food Sci. Technol.,? 2018,? 96: 42-50
8 Sheibani E, Duncan S E, Kuhn D D, Dietrich A M, O'Keefe S F. J. Food Sci.,? 2016,? 81(2): C348-C358
9 Wu F, Lu W P, Chen J H, Liu W, Zhang L. Talanta,? 2010,? 82(3): 1038-1043
10 LU Yong-Jun, CHEN Hua-Cai, LV Jin, CHEN Xing-Dan. Chinese J. Anal. Chem.,? 2005,? 33(6): 835-837
蘆永軍, 陳華才, 呂 進(jìn), 陳星旦. 分析化學(xué),?? 2005,? 33(6): 835-837
11 Zhang M H, Luypaert J, Fernández Pierna J A, Xu Q S, Massart D L. Talanta,? 2004,? 62(1): 25-35
12 Luypaert J, Zhang M H, Massart D L. Anal. Chim. Acta,? 2003,? 478(2): 303-312
13 CAO Yu-Hua, ZHANG Xin, DING Xiang-Huan, FANG Yu-Zhi, YE Jian-Nong. Chinese J. Anal. Chem.,? 2001,? 29(9): 1072-1075
曹玉華, 張 欣, 丁祥歡, 方禹之, 葉建農(nóng). 分析化學(xué),?? 2001,? 29(9): 1072-1075
14 Yu H C, Wang Y W, Wang J. Sensors,? 2009,? 9(10): 8073-8082
15 Tudu B, Jana A, Metla A, Ghosh D, Bhattacharyya N, Bandyopadhyay R. Sens. Actuators B,? 2009,? 138(1): 90-95
16 Togari N, Kobayashi A, Aishima T. Food Res. Int.,? 1995,? 28(5): 495-502
17 Dutta R, Hines E L, Gardner J W, Kashwan K R, Bhuyan M. Sens. Actuators B,? 2003,? 94(2): 228-237
18 HUANG Hai-Tao, CHEN Zhang-Yu, SHI Hong-Lin, MIAO En-Ming, LIU Wei, YANG Guang-Yu, ZHANG Cheng-Ming, KONG Wei-Song. Chinese J. Anal. Chem.,? 2005,? 33(8): 1185-1188
黃海濤, 陳章玉, 施紅林, 繆恩銘, 劉 巍, 楊光宇, 張承明, 孔維松. 分析化學(xué),?? 2005,? 33(8): 1185-1188
19 Zhang L, Zeng Z D, Zhao C X, Kong H W, Lu X, Xu G W. J. Chromatogr. A,? 2013,? 1313: 245-252
20 Li J, Yuan H B, Yao Y F, Hua J J, Yang Y Q, Dong C W, Deng Y L, Wang J J, Li H Y, Jiang Y W, Zhou Q H. Talanta,? 2019,? 191: 39-45
21 Zhou L J, Jiang J C, Zhao K, Li J X, Wu C X, Li H Y, Tian D, Hou K Y. Chin. Chem. Lett.,? 2018,? 29(5): 707-710
22 LIANG Hua-Zheng, CHEN Huan-Wen. Chinese J. Appl. Chem.,? 2008,? 25(5): 519-523
梁華正, 陳煥文. 應(yīng)用化學(xué),? 2008,? 25(5): 519-523
23 ZHANG Jia-Ling, ZHANG Wei, ZHOU Zhi-Gui, BAI Yu, LIU Hu-Wei. Chinese Journal of Chromatography,? 2011,? 29(7): 681-686
張佳玲, 張 偉, 周志貴, 白 玉, 劉虎威. 色譜,?? 2011,? 29(7): 681-686
24 Yener S, Sanchez-Lopez J A, Granitto P M, Cappellin L, Mark T D, Zimmermann R, Bonn G K, Yeretzian C, Biasioli F. Talanta,? 2016,? 152: 45-53
25 ZHANG Dan-Dan, WEI Hang, QIU Xiao-Hong, ZHENG De-Yong, CAO Jie, YE Nai-Xing. Chinese J. Anal. Chem.,? 2017,? 45(6): 914-921
張丹丹, 韋 航, 邱曉紅, 鄭德勇, 曹 潔, 葉乃興. 分析化學(xué),?? 2017,? 45(6): 914-921
26 Xie Y Y, Hua L, Hou K Y, Chen P, Zhao W D, Chen W D, Ju B Y, Li H Y. Anal. Chem.,? 2014,? 86(15): 7681-7687
27 Cui X J, Li H B, Wang Y, Hu Y L, Hua L, Li H Y, Han X W, Liu Q F, Yang F, He L M, Chen X Q, Li Q Y, Xiao J P, Deng D H, Bao X H. Chem,? 2018,? 4(8): 1902-1910
28 Hou K Y, Wang J D, Li H Y. Rapid Commun. Mass Spectrom.,? 2007,? 21(22): 3554-3560
29 Jiang J C, Wang Y, Hou K Y, Hua L, Chen P, Liu W, Xie Y Y, Li H Y. Anal. Chem.,? 2016,? 88(10): 5028-5032
30 Sun W Q, Liang M, Li Z, Shu J N, Yang B, Xu C, Zou Y. Talanta,? 2016,? 156-157: 191-195
31 Wang Y, Hua L, Jiang J C, Xie Y Y, Hou K Y, Li Q Y, Wu C X, Li H Y. Anal. Chim. Acta,? 2018,? 1008: 74-81
32 Dorfner R, Ferge T, Yeretzian C, Kettrup A, Zimmermann R. Anal. Chem.,? 2004,? 76(5): 1386-1402
33 Hua L, Wu Q H, Hou K Y, Cui H P, Chen P, Wang W G, Li J H, Li H Y. Anal. Chem.,? 2011,? 83(13): 5309-5316
34 NIST National Institute of Standards and Technology (NIST). http://webbook.nist.gov/chemistry/, (accessed Dec 10, 2018)
35 Wang Y, Hua L, Li Q Y, Jiang J C, Hou K Y, Wu C X, Li H Y. Anal. Chem.,? 2018,? 90(8): 5398-5404
36 Flamen I. Food Rev. Inter.,? 1989,? 5(3): 317-414