普洱茶7542的GCMS指纹图谱研究毕业设计Word下载.docx

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年级

2010级

论文题目

普洱茶7542的GC/MS指纹图谱研究

教师推荐题目□自拟题目

题目来源

教师科研

题目类别

理论研究

指导教师

刘卫

选题的目的、意义（理论意义、现实意义）:

普洱茶，是以云南特有的大叶茶为原料，经特殊后发酵下艺加工而成的我国特种茶，口感滑嫩，汤色红浓明亮、独特陈香、滋味醇厚、甘滑、具有降血脂、降血压、助消化、解毒、防癌与抗癌、健齿护齿、抗衰老、美容等多种保健功效，深受消费者的青睐，被公认为绿色保健食品饮料[1]。

目前世界上约有30多个国家种植茶叶，但中国是茶的故乡，制茶、饮茶已有几千年历史[2]，是茶文化的发祥地。

普洱茶主产于云南澜沧江流域，在贵州、广西、福建、广东和海南也有分布，是由云南大叶种晒青毛茶经缓慢自然后发酵和人工促成固态发酵制成的发酵茶，包括普洱散茶和以普洱散茶压制成型的各种紧压茶。

“陈香”是普洱茶的主要特点，不同品牌、不同产地的普洱茶其色、香、味有不同特征，相同产地、相同品牌的普洱茶因放置年限的不同，也会呈现出色、香、味的不同变化，普洱茶的这种变化被人们称之为越陈越香。

它的“越陈越香”特点已成为引导普洱茶消费的主要指标；

是普洱茶被品味及感受的主要特征，但是对这些变化的原因并没有深入的系统研究。

目前对普洱茶的研究工作大多是围绕其化学成分的提取分离、微生物学过程，及其对某一药理动物模型的作用等，人们对普洱茶的质量评价一直以外观、口感、视觉等描述性评价为主，由于评审人员的生理条件、工作经验及环境条件等不稳定因素的影响，不可避免地造成了感官审评方式的局限性，缺乏客观、统一、科学的量化依据，不能全面而准确的反应茶叶质量[3]，而且，茶叶成分多而复杂，质量控制单一的选用几种主要成分进行定性和定量分析，建立质量评价体系，难以实现质量控制。

指纹图谱作为区分和鉴别不同研究样本的有效手段，已被广泛应用于中药质量控制、环境保护等方面，气相色谱质谱（GC/MS）法对普洱茶7542指纹图谱的研究少见报道，指纹图谱是指物质经适当处理后，在固定的实验条件和方法下，得到同种物质不同批次样品的能够标示其化学特征的色谱图或光谱图，经对比分析，得到能够确定该物质共有峰的图谱信息，作为同种物质之共性以鉴别该物质的品质[4]。

茶叶指纹图谱是一种可量化的鉴定手段，能反映出茶叶的主要成分的种类和指标；

能特征的区分产品的真伪与优劣，成为茶叶自身的“化学条码”[5]；

是一种茶叶质量控制模式和技术，是一种进行茶叶理论研究和新产品研制的技术方法，不仅可应用于茶叶真伪鉴别及质量评价，还可以应用于功能性成分的测定，茶叶化学指纹图谱的建立，为实现科学、有效、全面、标准的茶叶质量控制、加工技术的创新、新品种的研究与开发奠定良好的基础。

论文以普洱茶7542为原料，采用超声提取方法对不同年限、不同批次的普洱茶7542进行提取，得到的提取液于HS-GC-MS上检测，找出活性成分最多的研究方法，在此研究方法的基础上建立不同年限、不同批次的普洱茶7542系列的挥发性、水溶物挥发性、醇溶物挥发性成分GC-MS指纹图谱，对GC-MS指纹图谱进行相似度计算、系统聚类分析、主成分分析，并比较不同色谱柱对普洱茶7542系列挥发性、醇溶物挥发性、水溶物挥发性成分的影响及不同提取普洱茶7542挥发性成分的比较，通过文献报道确定检测到的挥发性成分中的香气物质，为普洱茶提供鉴别信息丰富的检测方法；

将有利于促进普洱茶产业的提质升级，促进普洱茶的持续健康发展，为普洱茶的质量的客观评价提供参考。

选题的研究现状（理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述）：

现代指纹鉴定始于19世纪末20世纪初的范罪学和法医学，而指纹图谱技术应用于植物质量控制，是从20世纪70年代随着薄层色谱技术的发展开始受到关注。

20世纪70年代及80年代，出现薄层扫描仪，日本和我国部分学者用薄层扫描仪得到复方成药扫描图作为色谱指纹图尝试应用于药材及成药分析。

20世纪80年代及90年代，高效液相技术得到发展，逐渐成为当前研究指纹图谱的主要手段。

发展至今，指纹图谱技术已涉及众多方法，包括薄层扫描（TLCS）、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法（GC）和高效毛细管电泳法（HPCE）等色谱法；

紫外光谱法（UV）、红外光谱法（IR）、质谱法（MS）、核磁共振法（NMR）和X—射线衍射法等光谱法以及气质联用、液质联用等联用技术。

其中色谱方法为主流方法，尤其是HPLC、TLCS和GC已成为公认的三种常规分析手段［6］。

指纹图谱研究包括获得图谱信息和处理图谱信息，即通过现代分析技术获得与茶叶品质有关的化学成分的图谱信息，进而通过适当的处理方法对图谱进行“过滤”和“简化”，它要求关键峰和主要峰峰值应相对稳定，峰间相对比例也应相对稳定，“次要峰”是指纹的一部分，其积分值和峰间比值允许有较大浮动，指纹图谱方法的建立包括指纹图谱信息化和知识化。

指纹图谱信息化包括数据的获得和数字化，主要过程为针对某类样品和要求，确定合适的获得指纹图谱的分析方法（如色谱或光谱等），建立整个分析方法的各种操作条件，进行测试，以获得不同样品的指纹图谱，即数据的获取。

对所得指纹图谱进行分析，确定其数字特征。

如对红外指纹图谱、可用峰的波数和强度作为其数字特征来表示某个峰。

指纹图谱知识化包括信息解读、比较和判断，化学信息和药效信息相关性研究和信息的利用，即从大量指纹图谱数据中得到有关规律和知识。

采用的方法有聚类分析、遗传算法、相似性判别、关联度分析、人工神经网络等。

随着指纹图谱技术的日益发展，指纹图谱技术已在环境保护、石油勘测、食品评价、中药质量控制和鉴别、种子检测和鉴定、电子技术和生物化工等许多领域得到广泛的应用［7］。

目前，国内外对茶叶的研究主要是集中在茶叶品种及产地识别、加工过程以及终端产品的香气成分和理化品质鉴定、功能性成分特征和呈味物质的组成、含量、转变规律和协调性、相关性等方面［8］。

自1893年M·

K·

Bamber就开始研究茶叶香气成分；

1896年P·

Van·

Rombargn用蒸馏法提取茶叶中的香精油；

1920年荷兰学者从茶叶中发现青叶醛（反-2-己烯醛）；

1933年日本京都大学和台湾台北大学开始对煎茶和红茶香气进行研究，已做了大量工作，因为技术落后，每次研究必须消耗1t茶叶来抽提香气，且对香气组成的研究还很肤浅。

从此以后，在日本、美国掀起了研究茶叶高潮，特别是日本的山西贞博士和田中协和博士，他们不但研究鲜茶叶中的青叶醛和青叶酮的形成机制，还研究了其他香气物质及其形成机制和综合利用等［9］。

国外将指纹图谱技术运用对普洱茶研究的报道相对较少，主要还是以化学成分鉴定、特征成分及香气成分研究等为主，系统全面地对普洱茶生茶气相色谱质谱指纹图谱研究及建立质量评价体系偶见报道。

在国内，对茶叶方面指纹图谱研究的报道相对很多。

如：

宋冠群等［10］利用胶束电动色谱法建立了茶叶的指纹图谱并用于分析10种中国名茶，实现了图谱的数据化；

成浩等人［11］利用多元化学指纹图谱和逐步判别技术对茶叶进行判别，使不同产地属性的扁形茶得到了有效的分离；

宁井铭等人［12］采用高效液相色谱技术对云南普洱茶晒青毛茶的主要化学成分的指纹图谱进行了研究，为普洱毛茶鉴别和质量控制提供了实验依据；

顾睿等人［13］利用气相色谱-质谱技术对普洱茶香气成分的分析，研究普洱茶香气成分对普洱茶品质的影响。

对普洱茶7542而言在运用HS-GC/MS法对不同年限、不同批次的气相色谱质谱指纹图谱研究方面的报道相对较少。

GC/MS联用充分发挥气相色谱法高分离效率和质谱法定性专属性的能力,气相色谱作为进样系统，将待测样品进行分离后直接导入了质谱进行检测，即满足了质谱分析对样品单一性的要求，还省去了样品制备、转移的繁琐过程，不仅避免了样品受污染，对于质谱进样量还能有效控制，也减少了质谱仪器的污染，极大的提高了对混合物的分离、定性、定量分析效率。

质谱作为检测器，检测的是离子质量，获得化合物的质谱图，解决了气相色谱定性的局限性，质谱法的多种电离方式可使各种样品分子得到有效的电离，所有离子经质量分析器分离后均可以被检测，有广泛适用性。

而且质谱的多种扫描方式和质量分析技术，可以有选择的只检测所需要的目标化合物的特征离子，不仅能排除基质和杂质峰的干扰，还极大地提高了检测灵敏度。

自动化静态顶空方法是指在已达平衡的密闭容器中液体或固体的顶部空间取气态（或蒸气）样品，并与气相色谱质谱结合对气态（或蒸气）样品进行分析的一种特殊的分析技术，针对挥发性成分，直接采集样品上方气体，可以避免基体成分对样品分析的影响[14]，样品消耗量少、操作简单，条件温和，能杜绝溶剂带来的污染，并且所得到的香气成分与人体嗅觉所感觉到的气味最接近，能够最大程度的表达出茶叶的香气特征，已成为指纹图谱技术不可缺少的重要部分，本实验采用自动化静态顶空（HS）与气质联用仪（GC/MS）相结合的方法对不同年限、不同批次的7542普洱茶的提取液的挥发性成分进行检测，建立普洱茶7542挥发性成分、水溶物挥发性成分、醇溶物挥发性成分GC/MS指纹图谱。

论文（设计）主要内容（提纲）：

1.样品的来源：

从勐海茶厂购买的实验所需的不同年限、不同批次的普洱茶7542。

2.样品预处理：

将普洱茶7542研磨粉碎备用。

3.普洱茶7542提取液制备：

采用超声波提取制备普洱茶7542的水溶物挥发性成分和醇溶物挥发性成分。

4.提取液的净化：

将超声波提取得到的普洱茶7542提取液过中速滤纸过滤处理。

5.GC/MS条件选择：

通过普洱茶7542提取液多次进样找出GC/MS检测条件。

6.顶空（HS）进样条件的选择：

通过多次动态顶空进样，找到不同挥发性成分进样的最佳条件。

振荡箱温度、振荡时间、进样量等。

7.检测：

采用HS-GC-MS检测各个提取液得出相应的GC-MS图谱。

8.结果：

找出检测分析普洱茶7542挥发性成分、水溶物挥发性成分、醇溶物挥发性成分的HS条件、不同色谱柱对普洱茶7542的挥发性成分的影响，研究不同年限、不同批次的普洱茶7542的之间的差异性和主要成分的变化规律，建立不同年限、不同批次的普洱茶7542的GC/MS指纹图谱，对指纹图谱进行相似度分析、系统聚类分析、主成分分析。

9.聚类分析：

结合样品数据采用聚类的方法分析不同年限、不同批次的普洱茶7542，建立GC/MS结合聚类分析方法对不同年限、不同批次的普洱茶7542进行快速、准确的鉴别。

10.主成分分析：

结合样品数据对不同年限、不同批次的普洱茶7542指纹图谱特征参数进行主成分分析，为用计算机解析与评价图谱、建立标准的指纹图谱提供理论参考和实践探索。

11.相似度计算：

结合样品数据对不同年限、不同批次的普洱茶7542指纹图谱进行相似度计算，从整体上表征其所含化学成分的变化情况。

拟研究的主要问题、重点和难点:

研究主要问题：

1.不同年限、不同批次的普洱茶7542的提取液的制备。

2.多次进样找出GC/MS检测普洱茶7542挥发性，水溶性挥发性、醇溶性挥发性成分的仪器条件。

3.通过动态分析找出GC/MS连接的静态顶空（HS）的最佳条件，如：

4.建立普洱茶7542的挥发性、水溶性挥发性、醇溶性挥发性成分的气相色谱质谱指纹图谱。

5.结合相关软件研究不同年限、不同批次的普洱茶7542之间的差异和主要成分的变化规律。

重点：

1.GC/MS的检测条件及GC/MS连接的静态顶空（HS）的最佳条件的选择；

2.找出不同年限、不同批次的普洱茶7542的挥发性、水溶性挥发性、醇溶性挥发性成分的GC/MS指纹图谱的差异和主要成分的变化规律。

3.建立普洱茶7542的挥发性、水溶性挥发性、醇溶性挥发性成分的GC/MS指纹图谱。

难点：

1.GC/MS检测条件及GC/MS连接的静态顶空最佳条件的选择：

2.不同年限、不同批次的普洱茶7542GC/MS指纹图谱的建立，研究主要成分变化规律及相似性和差异性；

进行相似度计算、聚类分析和主成分分析，对普洱茶的“越陈越香”变化原因及变化规律进行初步探究。

研究目标：

本实验采用HS-GC-MS法对普洱茶7542的挥发性、水溶性挥发性、醇溶性挥发性成分进行检测，对所得的气相色谱质谱指纹图谱进行信息化和知识化处理并进行比较，找出不同提取的不同年限、不同批次的普洱茶7542之间的差异研究其主要成分的变化规律，建立普洱茶7542气相色谱质谱指纹图谱，比较不同提取的不同年限、不同批次的普洱茶7542的香气物质，最终完成毕业论文。

研究方法、技术路线、实验方案、可行性分析：

（一）采用的研究方法：

（1）提取方法：

超声波提取法；

（2）提取溶剂：

沸水、乙醇；

（3）检测方法：

静态顶空-气相色谱质谱法；

（4）数据处理方法：

相似度计算、主成分分析、聚类分析。

（2）技术路线和实验方案

（三）可行性分析：

（1）实验室中已具备超声波提取器、气相色谱质谱联用仪等与本实验所需相关仪器和试剂；

（2）论文内容开展来源于教师科研内容，能保证实验的正常进行。

（3）通过查阅大量相关文献，对实验所研究的内容有所了解。

研究的特色与创新之处：

（1）采用动态分析方法寻找GC/MS连接的静态顶空的最佳条件；

（2）不同年限、不同批次的普洱茶7542的挥发性成分的GC/MS指纹图谱的建立；

（3）结合应用相关软件对其GC/MS指纹图谱进行相似度计算、系统聚类分析、主成分分析。

进度安排及预期结果：

2013年9月—2013年10月，选题，查阅相关资料；

2013年10月—2013年11月，确定论文的研究内容及题目，并完成开题报告；

2013年11月—2014年1月，结合资料进行实验；

2014年1月—2014年4月，撰写论文；

2014年5月，修改论文；

2014年6月，论文答辩。

参考文献：

[1]金裕范.不同产地、加工工艺及存储年限普洱茶化学成分和药理活性的比较研究[J].北京中医药大学.2012,4:

1.

[2]赵玥，肖成杰，蔡宝国，李琼，崔俭杰.气相色谱-质谱法4种不同捕集方式对茶叶香气成分测定的影响[J].食品科学.2011,32（16）:

283-289.

[3]赫志龙，金心怡，江丽萍，黄毅彪，张艳丽，林燕萍.化学指纹图谱在茶叶品质鉴定与控制上的应用[J].福建农林大学茶叶研究所.2009,5:

60-61.

[4]陆松侯，施兆鹏.茶叶审评与检验（第三版）[M].中国农业出版社，2001.5.

[5]刘继平.指纹图谱质控技术对实现中药现代化的作用和意义[J].陕西中医院学报.2006,29（3）：

61-64.

[6]吴少平.中药指纹图谱模式识别技术的研究[D].西安：

西北大学，2004.

[7]周锐.现代中药质量标准体系与中药指纹图谱[J].中医中药.2007,4（7）:

221-222.

[8]袁海波，尹军峰，叶国注等.茶叶香型及特征物质研究进展（续）[J].中国茶叶,2009,9:

11-13.

[9]李艳清付大友王蓉.茶叶香气成分测定方法研究进展[J].茶叶科学技术.2009,1:

8-15.

[10]宋冠群，董文举，林金明等.茶叶指纹图谱的毛细管胶束电动色谱法研究[J].色谱.2003,21（4）:

359-362.

[11]成浩，王丽鸳，周健等.基于化学指纹图谱的扁形茶产地判别分析研究[J].茶叶科学.2008,28

（2）:

83-88.

[12]宁井铭，张正竹，谷勋刚，宛晓春，孙文通.云南晒青毛茶HPLC指纹图谱的研究[J].食品与发酵工业.2009,35（9）:

36-40.

[13]顾睿，张兰兰，周水平，李瑞明，王玉，梁敬钰.利用气相色谱-质谱技术对普洱茶香气成分的分析[J].天津药学.2011,23

（2）:

3-5.

[14]谭和平，李斌，张云嫦等.自动化静态顶空-气质联用法测定茶叶香气[J].中国测试.2009,35（4）:

62-64.

指导教师意见：

该生通过与老师充分讨论、阅读大量资料，确定了具有一定实用价值和研究基础的课题。

初步确定的课题技术路线合理，设计思路明确，对于提高学生的基本知识和技能和研究能力有益。

课题的研究方法和研究计划基本合理，难度合适，能达到预期目标。

同意开题。

指导教师签名：

2013年11月7日

答辩小组意见：

该毕业论文选题合理、方案可行，具有一定的研究意义和实用价值，答辩小组一致同意其开题。

组长签名：

黄笃树

2013年11月9日

备注：

1、题目来源栏应填：

教师科研、社会实践、实验教学、教育教学等；

2、题目类别栏应填：

应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。

红河学院本科生毕业论文（设计）开题记录表

王艳昌

职称

教授

学生陈述：

普洱茶“越陈越香”特点已成为引导普洱茶消费的主要指标，是普洱茶被品味及感受的主要特征，深受国内外消费者的推崇。

但采用静态顶空（HS）-GC-MS法研究普洱茶挥发性成分指纹图谱的报道相对较少。

本实验采用（HS）-GC-MS法研究普洱茶7542的挥发性、醇溶物挥发性、水溶物挥发性成分的GC-MS指纹图谱，对指纹图谱进行相似度计算、聚类分析、主成分分析，为普洱茶GC-MS指纹图谱技术的发展提供参考。

教师提问及学生回答：

什么是指纹图谱？

答：

指纹图谱是指物质经适当的处理后，在特定的实验条件和方法下，获得同种物质之间不同批次样品的能够标示其化学特征的色谱图或光谱图，经过对比分析，得到能够确定该物质共有峰的图谱信息，作为同种物质的共性以鉴别该物质。

结论：

通过　　　　　　　□未通过

组员签名：

龙云惠刘卫周波石玲

记录员签名：

张艳梅

学院（公章）

2013年11月10日

红河学院本科生毕业论文（设计）任务书

2010

一．研究的主要内容

1、研究目标

本实验采用HS-GC-MS法对不同年限、不同批次的普洱茶7542系列挥发性、醇溶物挥发性、水溶物挥发性成分进行检测，对所得的GC-MS指纹图谱进行相似度计算、系统聚类分析、主成分分析，为普洱茶7542GC-MS指纹图谱技术的发展提供参考，为普洱茶7542提供鉴别信息丰富的检测方法，将有利于促进普洱茶产业的提质升级，促进普洱茶的持续健康发展。

2、论文（设计）主要内容（提纲）

1.样品的购置：

从勐海茶厂购买的实验所需的不同年限、不同批次的普洱茶7542；

2.样品预处理：

将普洱茶7542研磨粉碎备用；

3.普洱茶7542提取液制备：

采用超声波提取普洱茶7542水溶物挥发性成分和醇溶物挥发性成分；

4.提取液的净化与GC/MS条件选择

5.顶空（HS）进样条件的选择：

6.检测：

采用气相色谱质谱仪和不同的色谱柱对各个提取液进行HS-GC-MS检测。

7.结果：

找出检测分析普洱茶7542挥发性成分、水溶物挥发性成分、醇溶物挥发性成分的HS条件、不同色谱柱对普洱茶7542的挥发性成分的影响，研究不同年限、不同批次的普洱茶7542的之间的差异性和主要成分的变化规律，建立不同年限、不同批次的普洱茶7542的GC/MS指纹图谱。

3、拟研究的主要问题、重点和难点

1.多次进样找出GC/MS检测普洱茶7542挥发性，水溶性挥发性、醇溶性挥发性成分的仪器条件。

2.通过动态分析找出GC/MS连接的静态顶空（HS）的最佳条件。

3.建立普洱茶7542的挥发性、水溶性挥发性、醇溶性挥发性成分的GC-MS指纹图谱；

4.对不同年限、不同批次的普洱茶7542GC-MS指纹图谱进行相似度计算、系统聚类分析、主成分分析，研究主要成分的变化规律。

二．有关要求

1．应收集的资料及主要参考文献

[8]袁海波，尹军峰，叶国注等.茶叶香型及特征物质研究进展（续）[J].茶叶,2009,9:

2．外文翻译要求

翻译论文题目、摘要、关键词，外文翻译内容与中文对应且准确,用字体TimesNewRoman。

3、论文撰写（设计）要求

按照《红河学院本科生毕业论文（设计）撰写规范》规定撰写毕业论文。

三．毕业论文（设计）进度安排

三．任务执行日期

自2013年11月11日