FluorCam多光譜熒光成像技術應用案例——茶葉品種品質檢測

茶葉起源于中國，時至今日依然是中國重要的經濟作物之一。使用FluorCam多光譜熒光成像系統對茶葉植株的光合特性與抗逆機制進行深入研究是非常有必要的。中國農科院茶葉研究所、青島農業大學等單位都已經開展了相應的研究工作。詳細內容可參見葉綠素熒光成像應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，茶多酚屬于多酚類物質，也是茶葉中主要的次生代謝產物。因此，FluorCam多光譜熒光成像技術非常適用于茶葉品種品質檢測。

易科泰生態技術公司EcoLab生態實驗室使用FluorCam開放式多光譜熒光成像系統對綠茶、花茶、黑茶、烏龍茶、紅茶共5種茶葉樣品進行了多光譜熒光成像和葉綠素熒光成像分析。其中綠茶屬于不發酵茶，烏龍茶屬于半發酵茶，紅茶、黑茶屬于全發酵茶。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

從測試結果可見，F440和F520尤其是F520隨著樣品發酵程度提高而逐漸降低。這是由于茶多酚會在發酵過程中逐漸氧化。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，猜測可能原因為：1.黑茶生產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.測試樣品選用的安化黑茶生產過程中會產生一種益生菌——冠突散囊菌，可能是菌本身含有較高次生代謝物質。

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，從而區分不同茶葉類型。通過色彩分組顯示可以直觀發現綠茶和花茶為一組、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葉綠素熒光成像圖

綠茶和花茶的F690、F740熒光遠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含量的葉綠素。而通過葉綠素熒光成像分析發現5種樣品大光化學效率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。

從實驗結果來看，同時具備多光譜熒光成像和葉綠素熒光成像功能的FluorCam多光譜熒光成像技術非常適用于茶葉的相關研究。對于茶樹活體植株來說，主要用于光合特性、抗逆生理、優良品種選育、表型分析等研究和茶多酚含量快速檢測。加工處理后的茶葉樣品則可以進行茶多酚含量快速檢測、品質鑒定、品種篩選、工藝優化等檢測與研究工作。

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