FluorCam多光譜熒光成像技術(shù)應(yīng)用案例——茶葉品種品質(zhì)檢測(cè)

茶葉起源于中國，時(shí)至今日依然是中國重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。使用FluorCam多光譜熒光成像系統(tǒng)對(duì)茶葉植株的光合特性與抗逆機(jī)制進(jìn)行深入研究是非常有必要的。中國農(nóng)科院茶葉研究所、青島農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位都已經(jīng)開展了相應(yīng)的研究工作。詳細(xì)內(nèi)容可參見葉綠素?zé)晒獬上駪?yīng)用于茶樹育種與生理分析。

茶多酚是決定茶葉色、香、味及功效的主要成分，占茶葉干重的20%～30%。同時(shí)，茶多酚屬于多酚類物質(zhì)，也是茶葉中主要的次生代謝產(chǎn)物。因此，F(xiàn)luorCam多光譜熒光成像技術(shù)非常適用于茶葉品種品質(zhì)檢測(cè)。

易科泰生態(tài)技術(shù)公司EcoLab生態(tài)實(shí)驗(yàn)室使用FluorCam開放式多光譜熒光成像系統(tǒng)對(duì)綠茶、花茶、黑茶、烏龍茶、紅茶共5種茶葉樣品進(jìn)行了多光譜熒光成像和葉綠素?zé)晒獬上穹治觥Ｆ渲芯G茶屬于不發(fā)酵茶，烏龍茶屬于半發(fā)酵茶，紅茶、黑茶屬于全發(fā)酵茶。花茶為綠茶中加入茉莉花，可以視為另一種綠茶樣品。

左圖：5種茶葉樣品彩色圖；中圖：F440熒光成像圖；右圖：F520熒光成像圖

從測(cè)試結(jié)果可見，F(xiàn)440和F520尤其是F520隨著樣品發(fā)酵程度提高而逐漸降低。這是由于茶多酚會(huì)在發(fā)酵過程中逐漸氧化。因此茶多酚在綠茶中含量高，紅茶低。由于茶多酚中尤以兒茶素含量高，占茶多酚的60%-80%。因此推斷F520可能是兒茶素的主要特異熒光。黑茶茶多酚含量高于紅茶，猜測(cè)可能原因?yàn)椋?.黑茶生產(chǎn)使用成熟度較高的黑毛茶，原料本身的茶多酚含量可能就較高；2.測(cè)試樣品選用的安化黑茶生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生一種益生菌——冠突散囊菌，可能是菌本身含有較高次生代謝物質(zhì)。

左圖：F440/F520成像圖；右圖：基于F440/F520的色彩分組圖

F440和F520雖然并稱藍(lán)綠熒光，但不同的次生代謝物主要的熒光波峰還是有差異的。因此F440/F520能夠一定程度反映其次生代謝物的組成，從而區(qū)分不同茶葉類型。通過色彩分組顯示可以直觀發(fā)現(xiàn)綠茶和花茶為一組、烏龍茶為一組、紅茶和黑茶為一組，表明其可以用于茶葉類型的高通量快速分類與鑒定。

左圖：F690熒光成像圖；中圖：F740熒光成像圖；右圖：Fv/Fm葉綠素?zé)晒獬上駡D

綠茶和花茶的F690、F740熒光遠(yuǎn)高于其他三種茶葉樣品，說明綠茶和花茶的加工工藝保留了相當(dāng)含量的葉綠素。而通過葉綠素?zé)晒獬上穹治霭l(fā)現(xiàn)5種樣品大光化學(xué)效率Fv/Fm均低于0.1，說明即使是綠茶中保留的葉綠素也是不具備光合活性的，所有茶葉樣品的光合生理功能均處于失活狀態(tài)。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，同時(shí)具備多光譜熒光成像和葉綠素?zé)晒獬上窆δ艿腇luorCam多光譜熒光成像技術(shù)非常適用于茶葉的相關(guān)研究。對(duì)于茶樹活體植株來說，主要用于光合特性、抗逆生理、優(yōu)良品種選育、表型分析等研究和茶多酚含量快速檢測(cè)。加工處理后的茶葉樣品則可以進(jìn)行茶多酚含量快速檢測(cè)、品質(zhì)鑒定、品種篩選、工藝優(yōu)化等檢測(cè)與研究工作。

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