棉花颜色级的感官检验和仪器化检验分析

2021-11-24杜凯

商品与质量 2021年40期

杜凯

东营市食品药品检验研究院山东东营 257091

颜色级检验分为感官检验、测试仪检验。文章论述内容主要结合GB/T13786的棉花分级室和握持棉样，让样品表面密度和实际标准表面相似，根据颜色级实际标准结合颜色级文字叙述来确定颜色级。另外的手段就是仪器检验，目前市场上常用仪器设备为HVI检测。针对棉花颜色级的分析，在理论上两种检验方式所得结果应该并无差别，相符率标准整体较高，但是部分情况下两者仍旧存在差别，这因素影响因素不同。

1 棉花颜色级的感官检验及影响因素

1.1 棉花颜色级的感官检验概述

感官评价可以被定义为用来唤起、测量、分析、解释所引起的一种人体感官来的反应方式。古文《御题棉花图》的《捡晒图》中对棉花的评价为“棉贵纯白，土黄色者亦可织而直贱，水浥者惟供杂用。”这就是古代感官检验的一种体现。棉花颜色级感官体验原理主要是人眼成像，在自然界各种物体在光纤的折射下产生不同的明暗度，呈现出不同光线，光线通过角膜、晶状体、玻璃折射等在视网膜上呈现出不同景物的影像形成光刺激。棉花颜色级检验手法有：

握持棉样，在试样内挑选出平整平面适当弯曲后手抓住的两端，让样品表面密度与颜色实物表面密度相似，随后进行统一检测比较。

按序判断，首先判断棉花类型为白棉、淡点污、淡黄污，根据棉花黄度在对应颜色内找到最接近的棉块，其次应该和棉块比较看反射率。需要注意试样和比较之间的标准棉块必须接近黄度，否则无可比性。

文字、实物需要精密结合，任何一级黄度都因有共同的描述特征，白棉为六字口诀，按照口诀确定。确定级别之后与实物标准核对，看是否与所选择对应。白棉中超级白的棉花在标准中也许很难找到对应棉块，甚至无对应棉块，这种棉块凭感觉判断该样品达到哪一个等级的共同描述特征就确定哪个等级。

结合文字描述判断临界棉样，在棉样处的等极线和类型附近属于临界棉样，无论是感官还是仪器测试都会存在误差，产生跨级跨类的影响，这个时候要结合文字描述来判断级别。

排除杂质和回潮率的干扰，棉花回潮容易给人阴暗的感觉，严重影响眼睛反射率的判断，对回潮率大的样品应在晾干之后再检验，而且要注意表面杂质多的样品很容易给人反射率低的错觉，因此需要对样品进行适当整理之后再检验。

特殊棉花就低不就高，如白、黄、灰相间的棉花应根据比例，以低比例来确定类型级别。

正确存储、使用，棉花会自然变异，而且温度、湿度也会影响棉花导致变异。高温高湿变异大、低温低湿变异小。因此根据实际情况来看棉花应尽量存储在干燥的低温环境当中，避免太阳直射。使用标准是防止灰尘大量落到表面影响反射率[1]。

1.2 棉花颜色级的感官检验的影响因素

这里简单分析影响因素：①自然界光线，在GB/T13786中规定了棉花分级室照明器的光照度、色温、显示指数要求与室内环境灰度、布局各方面。标准照明是人工模拟自然界内中等阴天北向轴光来进行观察。国内有学者针对这一方面进行了研究；②视网膜的感光细胞与大脑皮层的综合分析，一张图在众人眼中颜色可能存在很大差异，主要原因是人作为个体，对颜色敏感度感受不同。视网膜上感光细胞由视锥、视杆细胞组成，两种细胞在接收到光线和颜色之后在视网膜上呈现出不同的颜色，在视网膜上成像，视觉神经将影像传入到大脑皮层，大脑皮层解读影像，这个环节倘若因为偏差等原因均会造成同样事物的不同结果。在相同条件环境下因为个体差异和实践经验的不同而得到相关差异。通过反复实验在有效期内对棉花颜色级食物标准、检验棉样进行对比缩短个体差异对颜色级造成的影响，通过多总结、多提炼来提高大脑皮层的综合分析，最终提升检验水平。在实际过程中也会其他因素也会影响颜色级感官检验，比如品级检验思维、检验员手法、实物标准的使用。

针对棉花颜色级感官检验的影响因素体现在：①棉花本身特性，如产地影响。因为物体本身颜色取决于物体本身、光源、周围环境、观察者视觉系统等相联系。如新疆棉、内地棉，如为当年新棉花还是存储几年的储备棉花；为早期棉花或者的霜后化花等；②光源，室内光源、工作区光照也会对棉花颜色级产生影响；③检验周围环境，如室内墙壁、设备颜色、天花板颜色。④人员影响，检验过程中检验人员本身起到非常重要的作用，因为视觉差异而导致视觉检验也存在差异，这要求检验过程中应遵守个体差异和棉花本身颜色的规律，进行科学的感官分析。

多年来感官检验人员都是测量颜色的重要工具，到目前为止这仍旧是判断棉花颜色的主要方式，但是人的主观判断确实存在不足，比如人的眼睛对微小衍射差别很敏感的时候并不适合判断颜色。但是仍旧需要好的标准作为指导，很好的辨认颜色差异[2]。

2 棉花颜色级的仪器化检验及影响因素

2.1 棉花颜色级的仪器化检验概述

以目前广泛使用的HVI为例，该仪器设备颜色级检验原理是利用光电转换原理，通过氙灯照射到棉样表面，光反射到滤光片、光敏电路板上传输到电脑中，电脑通过计算测试得到棉花的反射率（Rd）、黄度（+b），根据这两者来确定棉花的颜色级。仪器设备的使感官人眼成像类似，氙灯模拟自然界光线作用，滤光片和光敏电路板模拟角膜、晶状体、视网膜等，电脑软件模拟大脑皮层的神经计算功能进行综合分析。但是与人眼不同，HVI是精密先进仪器设备的，制造出来的仪器设备差异性非常小，最终电脑软件分析出来的颜色级整体质量也比较好。

但是仪器设备仅仅是设备观察的过程，仪器只能看到试样窗口试样表面的平均色泽，任何仪器都不能区分色泽是点的结果还是含杂数量、或者是色泽结果，或者是背景色[3]。所有类型组合最终都会得到平均色泽。而分级工人可以立刻知道正确色泽，比如在试样上有人为因素的叶片碎屑，根据色泽深浅分级工人可以区分灰棉、白棉、淡点污棉。部分试样上点污很少，仪器就会给出与白棉相同等级的色泽平均值。分级工人会看到轻的点污，这是仪器检验所不具备的优势。

2.2 棉花颜色级的仪器化检验的影响因素

2.2.1 检验影响因素

颜色级校准瓷板，在HVI中颜色使用反射率（Rd）、黄度（+b）与国际CLELAB测量使用的AMS瓷砖相关。在仪器中每一台HVI都有匹配的颜色级校准瓷板，瓷板包括白色、棕色、黄色、灰色、中心色板积累，而不同瓷板有不同的反射率（Rd）、黄度（+b）数值，可精确到小数点后两位，校准瓷板在使用过程中标定值会发生变化，瓷板砖在使用过程中每一年都需要移送到中国纤维智联监测中心监测赋值之后，仪器才可以重新检测，瓷板标定值量值传递才得以实现。但是瓷板本身就是易碎结构，如果在这个过程中出现釉面划伤、脱落、裂纹等现象就证明标定值已经发生了变化，不能继续使用。而且在使用过程中还要避免指纹和棉花碎屑等污物粘结在校准瓷砖测试面、或者是仪器设备采集窗口，影响到最终测试结果。如果实验室有对台实验设备，一定要注意校准瓷的标定值差异，在实际管理内容中采取措施来进行管理。

HVI操作手法，同一个棉样操作人员取样量的多少、取样部分、放样方式等都会对测试结果产生直接影响。

校准检查，HVI新型配备为双颜色头，在检验过程中系统校准检查只会提示下颜色头，不会提示上颜色头。在测试中上下两个颜色头测试数据的平均值为最佳，如果上颜色头测试数据不准必然影响到最终测试结果。在系统尚未进行更新之前需要实验安排人员定期检查设备上颜色头。

设备维保水平和棉样也非常重要，包括棉样测试厚度等，均与颜色级仪器化检验结果相关联[4]。

2.2.2 仪器检验存在问题

在仪器检验设备中，需要认识到我国检验仪器并不完善，我国实验基础存在一定缺陷，不能自由调节和控制美国HVI仪器，同时美国HVI仪器设备校验方方式也不能真正实现对中国棉花质量、颜色的合理检验，最终检验结果存在很大问题。我国在发展中需要认识到棉花仪器检验不能依靠美国仪器，我国需要积极研制和找到适合我国的棉花检验仪器来实现棉花质量检测。从检验科学程度来看，仪器检验缺乏一定的科学性与合理性。首先从核心棉样来看我国虽然采取了一系列措施来改进和推动棉花检验改革，在这个阶段内投入了大量人力、物力的财力，包括加大人才的投入建立科学实验室与大量资金物质等，给予了物质上的支持，制定了棉花仪器化检验标准、准则等，因此棉花仪器化工作检验体系在我国逐渐成立，但是从根本上来看核心的校准棉样仍旧需要从美国进口，从而导致棉花花色特征级标准体系无法真正实现中国棉花等级。从模式上来看我国长期以美国棉花仪器化检验模式作为标准，但是从根本上来看我国国情与美国国情之间存在极大差异，因此建议我国的仪器检验具体流程、实验操作方面需要进行创新和改进[5]。

2.2.3 感官检验与仪器检验对比

在实际检验过程中影响检验结果的原因还有棉样回潮率、棉花品种、棉花生长环境、棉花采摘期，使用的采摘方式和存储时间等。比较两种方式，感官检验方式的优点在于成本低廉，使用范围广，整体上比较方便，感官检验在棉花收购和贸易环节方面的价值非常重要。感官检验方式最主要的影响因素是人为因素，这种方式对人本身专业素质、专业能力方面提出了极高要求。棉花颜色级仪器化检验的优点是速度快、测试结果稳定，重复性和再现性都比较好，环境干扰也比较小。该方式的缺点是需要投入大量成本，而且不够方便灵活，在具体使用过程中需要专业团队来作为支撑。棉花色泽质量、表面粗糙度、光滑度这些都会影响到最终的检验结果。但是感官检查主要是人为检验，人可以根据自己的检测经验来灵活掌握检测内容，过滤其中存在的干扰因素，如叶片碎屑、形态粗糙等，但是仪器测试仪器固定不变，很难灵活，但是也会严格执行标准。