茶叶品质鉴定计算系统的开发

2016-03-31陈丽广安职业技术学院四川广安638000

福建茶叶 2016年7期

陈丽（广安职业技术学院，四川广安 638000）

茶叶品质鉴定计算系统的开发

陈丽
（广安职业技术学院，四川广安 638000）

茶叶作为富有营养价值与药效价值的日常主要饮品之一，合理地品茶有利于身体健康和身心舒悦，而茶叶的品质高低则决定了茶叶的营养特性。因此，在茶叶生产以及包装的过程中，往往会依据茶叶的感官特质、香气、营养成分含量进行等级的划分，并以此衡量茶叶的价值和价格。本文通过阐述鉴定茶叶香气、化学成分、感官等方面品质的方法，总结出现阶段我国在茶叶品质检测、鉴定方法上的缺陷。根据计算机相关联技术在茶叶生产的应用成果，优化和整合目前应用广泛的指纹图谱、计量模型、成像技术。这对建立合理、可靠的茶叶品质鉴定方法有一定的借鉴意义。

茶叶品质；鉴定方法；计算机技术

由于茶叶种类的不同、加工方法的差异（红、绿、黄、青、白、黑茶）、生长环境和产地上的差异，使得茶叶的内在组成成分与口味发生十分明显的差异。每一种茶叶代表着各个茶叶种植地和厂商的独特工艺和理念精神，反映各个地方的环境气候条件。根据品质的高低给琳琅满目的茶叶进行分级，一方面是为了有效的区分茶叶的优劣，而进行合理的定价，方便消费大众购买。另一方面是对仿冒和滥竽充数等恶劣商业行为起到防范的作用。

1　茶叶品质的鉴定

传统的茶叶品质鉴定，一般靠人的感觉器官（视觉、嗅觉、触觉、味觉等）进行分析茶叶品质的好坏，但是人的感觉器官非常容易受到来自外界的干扰而出现判断偏差。如何快速、准确鉴定茶叶的品质，是推广茶叶分级科学化的重要内容。所以，深入研究茶叶的品质鉴定，提出鉴定方法和构成途径是非常有意义的。随着对茶叶品质的要求越来越苛刻，其要求辨别的标准也越来越趋向细致化、精确化，人的感官已无法满足现代化茶叶的生产、加工过程的客观需求，运用科学的计量方法是必然的、也是必要的。

1.1茶叶香气的鉴定

茶香是茶叶最具代表性的特征之一。“未见其茶，先闻其香”指的就是茶叶固有的茶香独特风味。假如茶叶失去了其独特的香气，这些茶叶将失去饮用的价值，所以茶叶香气的浓郁程度关系到茶叶的品级高低。消费大众往往根据自己的心理接受限度，而挑选不同香气和香气浓的茶叶。例如:普洱茶由特级到九级茶叶的香气，就由陈香浓郁型逐渐转变为平和型。如果将不同香气或者斑杂的茶叶混合在一起销售，就会降低其茶叶的独特性和多元性，使得茶叶难以被大众喜爱。茶叶中含有的芳香物质，在制茶工艺中使茶叶的香味多元多彩。比如：清香、果香、花香、焦糖香等类型。鉴定茶叶的香气并建立快速的检测方法，可以有效的区别茶叶的类型和品质，提供科学的数据支持和方法。

1.2茶叶化学成分鉴定

茶叶中化学成分具有种类多、含量不均的特点，而茶叶所具有的药理作用和营养效益，多是取决于茶叶中固有的茶多酚、咖啡碱以及茶多糖等。特别是茶多酚拥有消除人体中自由基，降低心脑血管疾病，防辐射等功能。茶叶中化学指标同茶叶的外在特征存在着非常重要的关联。然而，茶叶的制茶方法和加工工艺，使得茶叶中各类化学成分发生翻天覆地的变化。茶叶在发酵前后因为生物转化和化学反应造成茶叶中的成分不断变化。发酵程度的不同，茶叶中的儿茶素、茶黄素等含量也不同。而茶叶中的各种成分直接或者间接地影响茶叶的品质，通过系统化的测量分析，划分不同等级的茶叶。了解影响茶叶品质的各个化学成分的含量的因素，可以有效开发为生产各类茶的生产方法。

1.3茶叶感官的鉴定

辨别茶叶的品质高低的另外一种非常重要的特性是茶叶的感官效果。无论是茶叶的外形、色泽、滋味，还是不易辨别的茶叶干湿度、氧化程度、微生物富集情况等，都是我们所要关注的茶叶感官。茶叶形状上的圆、扁、尖，色泽上的绿、红、褐、黑，茶叶汤底的甘冽、醇和、浓烈等。这些都和茶叶在栽培、炒茶的技术有关。不同的茶叶感官的详细记录，给茶叶的种植、制茶提供方法指导，为辨别茶叶的不同等级的品质和影响因素起到关键的作用。

2　计算机系统鉴定茶叶品质的设计

为改变传统的茶叶辨别方式，计算机系统在茶叶品质的鉴别中应运而生。特别是从本世纪七十年代初期，生物医学技术、化学仪器、网络技术都得到非常迅速的发展，毫不例外地影响到茶叶市场的发展。在茶叶品质的鉴定方面，计算机系统的运用使得整个鉴定过程体现了省时、高效、精确等特点。

2.1茶叶类别与茶叶分级标准的建立

现代计算机技术对茶叶的品质鉴定都是呈现出智能化、程序化的特征。在检测和验证茶叶品质的时候，我们首先要确立茶叶的种类、产地以及级别的高低准品。这对茶叶的鉴定过程提供了一个可靠的参照，使得茶叶的品质鉴定结果更加准确。例如：茶叶有生茶、熟茶、发酵茶、半发酵茶，或者根据茶的其他品质的高低进行细致的分级。在这个环节中，一般会邀请众多的评茶师观看、品尝茶叶来进行茶叶品质的最初分级，然后再使用成像系统对茶叶分级图像采集与处理。

2.2茶叶“指纹图谱”的建立

茶叶的有效分级使得各等级中的茶叶品质得到标准化，接着我们需要对已分好类的茶叶进行“指纹模式”方式的特征记录，以便随后进行的实际应用或者样品的检测。而“指纹模式”具体是指对各级别茶叶进行理化性质、图像信息方面的图谱采集，针对体现茶叶品质的不同指标。比如：茶叶香气、化学成分、感官等方面，施加不同的图谱模式。一般使用色谱、光谱、成像技术、化学计量模型分析等解决实际生产中茶叶的品质问题。此外，在茶“指纹图谱”的建立的过程中，还要对图谱进行最细微的优化、除噪处理，使得图谱能有效的应用于实际过程中。

2.3识别软件的开发

茶叶的生产、加工过程中，对茶叶进行茶叶品质的鉴定。在进行茶叶的指纹图谱设计之后，应该在计算机系统上加载识别软件，这样能让整个鉴别过程更加智能化。开发一套可以对茶叶参数识别的软件，对茶叶的生产、加工有着重要的意义。在软件开发时，不仅需要设计一套计算机可识别的逻辑语言，而且还需要建立一个庞大的数据库。在茶叶的生产、加工中，识别软件根据检测后提供了有效数据，进行科学的分析和筛选，最终得到满足参数指标的茶叶产品。这体现了计算机时代程序语言和数据库的智能输出。调查表明：使用现在手机系统上常用的二维码查询功能，通过图像的对比分析，简便地得到以六安瓜片为研究对象的显著鉴定结果，初步提出由消费大众自我操作的简便鉴定。

3　计算机系统在茶叶品质鉴定中的应用

随着计算机技术的发展，日常生活与生产工艺中，不断涌现出各种计算机系统对茶叶品质鉴定的一些成果。无论是在初步的检测分析阶段，还是在已深化的生产过程中，都得到了生产商、消费大众以及技术人员的肯定。

3.1常规检测手段与计算机联合应用

3.1.1固相萃取与色谱分析

固相微萃取与色谱（气相色谱法、液相色谱、毛细管色谱等）的结合，集齐前处理的优点和分离检测的优点，使得整个检测分析过程具有稳定性高、重复性好的特点。并且可以运用于各类茶叶的分析，这是茶叶品质的鉴定所需要的重要方法。目前，固相萃取与色谱分析已经成功的用于茶叶的香气审评，欧阳石光等人利用GC-MS对青茶的香气挥发性物质进行指纹图谱分析，得到不同地域包括闽北、闽南、广东等地的青茶的香气总体情况，并有效的进行鉴定。

3.1.2近红外光谱技术分析

近年来，近红外光谱技术越来越受欢迎，被广泛的应用于各种茶叶的化学成分分析上。近红外光谱通过其较为特殊的电磁波普段和较强的特征吸收频率，能够有效的对茶叶中的茶多酚、游离氨基酸、茶色素等化学成分进行辨别。同时，经过化学工作者在近红外的数据分析上钻研，近红外光谱技术结合多元校正的方法，使得茶叶的品质的鉴定过程达到定性、定量的结果。吕海鹏等人利用近红外光谱技术对普洱茶品质的化学成分进行光谱采集，并结合校正模型使得鉴定的结果更为客观有效。

3.2化学计量学与成像技术的结合

除了上述的一些谱图类的技术和计算机系统的结合，对茶叶的品质进行鉴定外，化学计量学模型和成像技术的结合，在茶叶的感官评审中的地位是不可估量的。在理性的数据和感性的辨别相互融合，使得鉴定的结果趋于进一步的完善。一方面，提高我国的茶叶行业的检测技术水平；另一方面，让更多的茶叶厂商和消费大众对计算机系统鉴定的茶叶有所青睐，也让更多的研究人员在茶叶的品质鉴定方面的研究工作产生更大的兴趣。计量模型对检测的数据进行校正和除噪让结果更加准确，而成像技术则在计算机系统的支持下，进行茶叶的感官特征的记录、整理、分析。这两个技术的结合让客观的数据，能够准确地与主观的视觉图像匹配，给整个鉴定过程带来便利性和可靠性。使用计算机视觉技术对茶叶的外貌品质进行系统的表征并转换成像，结合特定变量下的模型十分正确地对碧螺春茶叶的各个级别的茶叶进行有效的鉴定。