茶叶检测中近远红外分析技术研究进展

程 敏

（潜山县市场监督检验所，安徽 潜山 246300）

茶叶检测中近远红外分析技术研究进展

程 敏

（潜山县市场监督检验所，安徽 潜山 246300）

我国茶叶种类繁琐，且茶叶市场混乱，为了保证消费者的合法权益，避免其购买到以次充好的茶叶，就需要对其茶叶进行有效的检测。其中，远近红外技术是最常用的技术，但其应用效果仍需要不断进行优化。基于此，就茶叶检测中近远红外分析技术研究进展展开分析，以期对我国茶叶品质评价水平的提升起到促进作用。

茶叶检测；近远红外分析技术；研究进展

1 远近红外技术概述

1.1 远红外技术

对于远近红外线的界定如图1所示。

图1 远近红外线的界定图

由图1可知，远红外线就是界定于5.6～1 000 μm间电磁波的远红外线。而远红外技术，就是一种通过辐射热对原料进行检测的方式。其具备热辐射效率高、热损失小、容易控制、传热效率高、热吸收效率高以及辐射受热均匀等特征，可以说是一种无损食品本质的检测技术。在食品中的应用，主要体现在以下几方面。一是食品催熟。在茶叶生产中，利用该种技术照射茶叶，可将茶叶温度达到35 ℃左右出现凋萎，继而增加茶叶的品质及香气。二是食品防腐杀菌及脱水干燥等方面的应用。

1.2 近红外技术

自身具备一定的无损、高效的分析特征，分析过程包括样品光谱数据采集、样品组成基础数据测定、转换光谱数据，并与化学测定值实现数学模型的建立、验证模型的评定、未知样品组成性质的扫描测定。

常见的几种近红外光谱分析法，其计量方法包括多元线性回归法（MLR）、主成分分析法（PCA）、偏最小二乘法（PLS）、人工神经网络法（ANN）和极限学习法(ELM）。其中，MLR法主要对其一个随机变量，与多个变量之间线性关系的分析，当变量Y的影响因素较多时，其多元线性回归模型为Y=β0+β1X1+β2X2+...+βKXK+ε；根据Y与X的多种样本数据，可求出估值b0、b1、b2...bk；其样本回归模型为Y=b0+b1X1+b2X2+...+bKXK+ε。

其中偏最小二乘法（PLS）的数学模型为X=TP’+E、Y=UQ’+F；其中T、U的矩阵元分别为X、Y的得分，而P、Q的矩阵元分别为X、Y的装载，E、F分别为运用偏最小二乘模型法去拟合X、Y所引进的误差。

2 近红外光谱分析技术在茶叶检测中的应用

2.1 茶叶水分含量的测定

茶叶水分含量的检测效果直接影响着茶叶的品质，当其低于5%时，茶叶香气变化不大；而当其超过6.5%时，茶叶品质变化较大。刘辉军等通过绿茶水分检测模型，其预测系数为0.933。王胜鹏等通过茶鲜叶的含水量近红外光谱模型，确定了主成分数为7情况下的系数为0.92。其中，茶叶水分质量表示，公式为：水分（%）=（M1-M2）/M0×100，其中M1、M2、M0分别表示试样和烘皿烘前、烘后的质量、试样的质量。

茶叶中水浸出物以干态质量分数表示，公式为：水浸出物（%）=[1-（m1/M0×m）]×100，其中m1、m、M0分别表示干燥后茶渣质量、试样干物质质量以及试样的质量。

2.2 茶多酚和儿茶素含量的测定

徐立恒等通过茶多酚模型预测的系数为0.989。陈华才等利用儿茶素类物质的预测模型，测出的系数为0.997。而且通过径向基函数神经网络法，对其模型进行一系列的优化最后测定的系数为0.992。

2.3 咖啡碱含量的测定

孙耀国等通过偏最小二乘法，建立了茶叶咖啡碱含量建模，测定系数为0.92。罗一帆等通过此种方法测定系数为0.96。

2.4 氨基酸含量的测定

徐立恒等通过偏最小二乘法等方法，构建了炒青绿茶的氨基酸模型，测定相关系数为0.99。孙耀国等通过二阶导数预处理建立了氨基酸模型，测定系数为0.99。

2.5 种类鉴定

LAIRS的定性分析，可以实现茶叶的种类鉴别以及质量的检测，赵杰文等利用多元散射校正预处理、定标波长、马氏距离识别模式，对龙井、铁观音等名茶进行了种类鉴别，结果校正、预测集样本分别为98.75%、95%。同时，采用该技术对于不同区域烘青绿茶的产地鉴别，利用支持向量机模型，保证了预测率为100%。

3 远红外技术在茶叶加工及制品中的应用

针对远红外技杀青技术的应用，主要体现在对于杀青工艺的优化，对于单机节能与改造。红外干燥技术可以使茶叶内内外均匀受热，像以往的炭火烘焙，同时结合该项技术能够实施单机的节能和改造。最近的一项研究为同步灭酶脱水技术。同时，远红外技术在加工工艺上、设计节能和单机改造、连续化生产线以及远红外耦合微波等加热方法方面还需要不断完善，从而更好地为茶叶加工工艺的优化起到一定的基础作用。

4 结语

通过对于茶叶检测中近远红外分析技术研究进展的分析，发现近远红外技术在茶叶的加工、品质检测、产地鉴别及真假质量检测方面有着很好的效果。但是，随着计算机等先进技术的不断发展，茶叶中的远近红外检测技术也会更加完善。

[1]聂钰洪，周晓微，张 蓓.近红外分析技术在茶叶检测方面的研究进展[J].现代农业科技，2016，45（4）：289-290，294.

[2]李小娟.新型绿茶加工关键工艺技术的研究[D].杭州：浙江大学，2012.

[3]云春艳.远红外和微波复火对绿茶品质及其饮料风味稳定性的影响[D].北京：中国农业科学院，2013.

[4]吴全金，孙威江，吴占富.远红外加热技术在茶叶加工及制品中的研究进展[J].农机化研究，2014，36（4）：220-224，228.

Research Progress of Near Infrared Spectroscopy in Tea Detection

Cheng Min
（Qianshan Market Supervision and Inspection Institute, Qianshan 246300, China）

In order to ensure the consumers' legal rights and interests, and to avoid the purchase of shoddy tea, the tea should be tested effectively. Among them, the far-infrared technology is the most commonly used technology. Based on this, the progress of near infrared analysis technology in tea detection was analyzed,in order to play a positive role in promoting the evaluation of tea quality in China.

Tea detection; Near infrared analysis technology; Research progress

TS272.7；O657.33

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.22.018