茶葉品質(zhì)鑒定計(jì)算系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

陳麗（廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣安 638000）

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茶葉品質(zhì)鑒定計(jì)算系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

陳麗
（廣安職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣安 638000）

茶葉作為富有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與藥效價(jià)值的日常主要飲品之一，合理地品茶有利于身體健康和身心舒悅，而茶葉的品質(zhì)高低則決定了茶葉的營(yíng)養(yǎng)特性。因此，在茶葉生產(chǎn)以及包裝的過(guò)程中，往往會(huì)依據(jù)茶葉的感官特質(zhì)、香氣、營(yíng)養(yǎng)成分含量進(jìn)行等級(jí)的劃分，并以此衡量茶葉的價(jià)值和價(jià)格。本文通過(guò)闡述鑒定茶葉香氣、化學(xué)成分、感官等方面品質(zhì)的方法，總結(jié)出現(xiàn)階段我國(guó)在茶葉品質(zhì)檢測(cè)、鑒定方法上的缺陷。根據(jù)計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)技術(shù)在茶葉生產(chǎn)的應(yīng)用成果，優(yōu)化和整合目前應(yīng)用廣泛的指紋圖譜、計(jì)量模型、成像技術(shù)。這對(duì)建立合理、可靠的茶葉品質(zhì)鑒定方法有一定的借鑒意義。

茶葉品質(zhì)；鑒定方法；計(jì)算機(jī)技術(shù)

由于茶葉種類的不同、加工方法的差異（紅、綠、黃、青、白、黑茶）、生長(zhǎng)環(huán)境和產(chǎn)地上的差異，使得茶葉的內(nèi)在組成成分與口味發(fā)生十分明顯的差異。每一種茶葉代表著各個(gè)茶葉種植地和廠商的獨(dú)特工藝和理念精神，反映各個(gè)地方的環(huán)境氣候條件。根據(jù)品質(zhì)的高低給琳瑯滿目的茶葉進(jìn)行分級(jí)，一方面是為了有效的區(qū)分茶葉的優(yōu)劣，而進(jìn)行合理的定價(jià)，方便消費(fèi)大眾購(gòu)買。另一方面是對(duì)仿冒和濫竽充數(shù)等惡劣商業(yè)行為起到防范的作用。

1　茶葉品質(zhì)的鑒定

傳統(tǒng)的茶葉品質(zhì)鑒定，一般靠人的感覺(jué)器官（視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)等）進(jìn)行分析茶葉品質(zhì)的好壞，但是人的感覺(jué)器官非常容易受到來(lái)自外界的干擾而出現(xiàn)判斷偏差。如何快速、準(zhǔn)確鑒定茶葉的品質(zhì)，是推廣茶葉分級(jí)科學(xué)化的重要內(nèi)容。所以，深入研究茶葉的品質(zhì)鑒定，提出鑒定方法和構(gòu)成途徑是非常有意義的。隨著對(duì)茶葉品質(zhì)的要求越來(lái)越苛刻，其要求辨別的標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越趨向細(xì)致化、精確化，人的感官已無(wú)法滿足現(xiàn)代化茶葉的生產(chǎn)、加工過(guò)程的客觀需求，運(yùn)用科學(xué)的計(jì)量方法是必然的、也是必要的。

1.1茶葉香氣的鑒定

茶香是茶葉最具代表性的特征之一。“未見(jiàn)其茶，先聞其香”指的就是茶葉固有的茶香獨(dú)特風(fēng)味。假如茶葉失去了其獨(dú)特的香氣，這些茶葉將失去飲用的價(jià)值，所以茶葉香氣的濃郁程度關(guān)系到茶葉的品級(jí)高低。消費(fèi)大眾往往根據(jù)自己的心理接受限度，而挑選不同香氣和香氣濃的茶葉。例如:普洱茶由特級(jí)到九級(jí)茶葉的香氣，就由陳香濃郁型逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槠胶托?。如果將不同香氣或者斑雜的茶葉混合在一起銷售，就會(huì)降低其茶葉的獨(dú)特性和多元性，使得茶葉難以被大眾喜愛(ài)。茶葉中含有的芳香物質(zhì)，在制茶工藝中使茶葉的香味多元多彩。比如：清香、果香、花香、焦糖香等類型。鑒定茶葉的香氣并建立快速的檢測(cè)方法，可以有效的區(qū)別茶葉的類型和品質(zhì)，提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持和方法。

1.2茶葉化學(xué)成分鑒定

茶葉中化學(xué)成分具有種類多、含量不均的特點(diǎn)，而茶葉所具有的藥理作用和營(yíng)養(yǎng)效益，多是取決于茶葉中固有的茶多酚、咖啡堿以及茶多糖等。特別是茶多酚擁有消除人體中自由基，降低心腦血管疾病，防輻射等功能。茶葉中化學(xué)指標(biāo)同茶葉的外在特征存在著非常重要的關(guān)聯(lián)。然而，茶葉的制茶方法和加工工藝，使得茶葉中各類化學(xué)成分發(fā)生翻天覆地的變化。茶葉在發(fā)酵前后因?yàn)樯镛D(zhuǎn)化和化學(xué)反應(yīng)造成茶葉中的成分不斷變化。發(fā)酵程度的不同，茶葉中的兒茶素、茶黃素等含量也不同。而茶葉中的各種成分直接或者間接地影響茶葉的品質(zhì)，通過(guò)系統(tǒng)化的測(cè)量分析，劃分不同等級(jí)的茶葉。了解影響茶葉品質(zhì)的各個(gè)化學(xué)成分的含量的因素，可以有效開(kāi)發(fā)為生產(chǎn)各類茶的生產(chǎn)方法。

1.3茶葉感官的鑒定

辨別茶葉的品質(zhì)高低的另外一種非常重要的特性是茶葉的感官效果。無(wú)論是茶葉的外形、色澤、滋味，還是不易辨別的茶葉干濕度、氧化程度、微生物富集情況等，都是我們所要關(guān)注的茶葉感官。茶葉形狀上的圓、扁、尖，色澤上的綠、紅、褐、黑，茶葉湯底的甘冽、醇和、濃烈等。這些都和茶葉在栽培、炒茶的技術(shù)有關(guān)。不同的茶葉感官的詳細(xì)記錄，給茶葉的種植、制茶提供方法指導(dǎo)，為辨別茶葉的不同等級(jí)的品質(zhì)和影響因素起到關(guān)鍵的作用。

2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)鑒定茶葉品質(zhì)的設(shè)計(jì)

為改變傳統(tǒng)的茶葉辨別方式，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在茶葉品質(zhì)的鑒別中應(yīng)運(yùn)而生。特別是從本世紀(jì)七十年代初期，生物醫(yī)學(xué)技術(shù)、化學(xué)儀器、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都得到非常迅速的發(fā)展，毫不例外地影響到茶葉市場(chǎng)的發(fā)展。在茶葉品質(zhì)的鑒定方面，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)用使得整個(gè)鑒定過(guò)程體現(xiàn)了省時(shí)、高效、精確等特點(diǎn)。

2.1茶葉類別與茶葉分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的建立

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)茶葉的品質(zhì)鑒定都是呈現(xiàn)出智能化、程序化的特征。在檢測(cè)和驗(yàn)證茶葉品質(zhì)的時(shí)候，我們首先要確立茶葉的種類、產(chǎn)地以及級(jí)別的高低準(zhǔn)品。這對(duì)茶葉的鑒定過(guò)程提供了一個(gè)可靠的參照，使得茶葉的品質(zhì)鑒定結(jié)果更加準(zhǔn)確。例如：茶葉有生茶、熟茶、發(fā)酵茶、半發(fā)酵茶，或者根據(jù)茶的其他品質(zhì)的高低進(jìn)行細(xì)致的分級(jí)。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，一般會(huì)邀請(qǐng)眾多的評(píng)茶師觀看、品嘗茶葉來(lái)進(jìn)行茶葉品質(zhì)的最初分級(jí)，然后再使用成像系統(tǒng)對(duì)茶葉分級(jí)圖像采集與處理。

2.2茶葉“指紋圖譜”的建立

茶葉的有效分級(jí)使得各等級(jí)中的茶葉品質(zhì)得到標(biāo)準(zhǔn)化，接著我們需要對(duì)已分好類的茶葉進(jìn)行“指紋模式”方式的特征記錄，以便隨后進(jìn)行的實(shí)際應(yīng)用或者樣品的檢測(cè)。而“指紋模式”具體是指對(duì)各級(jí)別茶葉進(jìn)行理化性質(zhì)、圖像信息方面的圖譜采集，針對(duì)體現(xiàn)茶葉品質(zhì)的不同指標(biāo)。比如：茶葉香氣、化學(xué)成分、感官等方面，施加不同的圖譜模式。一般使用色譜、光譜、成像技術(shù)、化學(xué)計(jì)量模型分析等解決實(shí)際生產(chǎn)中茶葉的品質(zhì)問(wèn)題。此外，在茶“指紋圖譜”的建立的過(guò)程中，還要對(duì)圖譜進(jìn)行最細(xì)微的優(yōu)化、除噪處理，使得圖譜能有效的應(yīng)用于實(shí)際過(guò)程中。

2.3識(shí)別軟件的開(kāi)發(fā)

茶葉的生產(chǎn)、加工過(guò)程中，對(duì)茶葉進(jìn)行茶葉品質(zhì)的鑒定。在進(jìn)行茶葉的指紋圖譜設(shè)計(jì)之后，應(yīng)該在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上加載識(shí)別軟件，這樣能讓整個(gè)鑒別過(guò)程更加智能化。開(kāi)發(fā)一套可以對(duì)茶葉參數(shù)識(shí)別的軟件，對(duì)茶葉的生產(chǎn)、加工有著重要的意義。在軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，不僅需要設(shè)計(jì)一套計(jì)算機(jī)可識(shí)別的邏輯語(yǔ)言，而且還需要建立一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)。在茶葉的生產(chǎn)、加工中，識(shí)別軟件根據(jù)檢測(cè)后提供了有效數(shù)據(jù)，進(jìn)行科學(xué)的分析和篩選，最終得到滿足參數(shù)指標(biāo)的茶葉產(chǎn)品。這體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)時(shí)代程序語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)的智能輸出。調(diào)查表明：使用現(xiàn)在手機(jī)系統(tǒng)上常用的二維碼查詢功能，通過(guò)圖像的對(duì)比分析，簡(jiǎn)便地得到以六安瓜片為研究對(duì)象的顯著鑒定結(jié)果，初步提出由消費(fèi)大眾自我操作的簡(jiǎn)便鑒定。

3　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在茶葉品質(zhì)鑒定中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，日常生活與生產(chǎn)工藝中，不斷涌現(xiàn)出各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)茶葉品質(zhì)鑒定的一些成果。無(wú)論是在初步的檢測(cè)分析階段，還是在已深化的生產(chǎn)過(guò)程中，都得到了生產(chǎn)商、消費(fèi)大眾以及技術(shù)人員的肯定。

3.1常規(guī)檢測(cè)手段與計(jì)算機(jī)聯(lián)合應(yīng)用

3.1.1固相萃取與色譜分析

固相微萃取與色譜（氣相色譜法、液相色譜、毛細(xì)管色譜等）的結(jié)合，集齊前處理的優(yōu)點(diǎn)和分離檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，使得整個(gè)檢測(cè)分析過(guò)程具有穩(wěn)定性高、重復(fù)性好的特點(diǎn)。并且可以運(yùn)用于各類茶葉的分析，這是茶葉品質(zhì)的鑒定所需要的重要方法。目前，固相萃取與色譜分析已經(jīng)成功的用于茶葉的香氣審評(píng)，歐陽(yáng)石光等人利用GC-MS對(duì)青茶的香氣揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行指紋圖譜分析，得到不同地域包括閩北、閩南、廣東等地的青茶的香氣總體情況，并有效的進(jìn)行鑒定。

3.1.2近紅外光譜技術(shù)分析

近年來(lái)，近紅外光譜技術(shù)越來(lái)越受歡迎，被廣泛的應(yīng)用于各種茶葉的化學(xué)成分分析上。近紅外光譜通過(guò)其較為特殊的電磁波普段和較強(qiáng)的特征吸收頻率，能夠有效的對(duì)茶葉中的茶多酚、游離氨基酸、茶色素等化學(xué)成分進(jìn)行辨別。同時(shí)，經(jīng)過(guò)化學(xué)工作者在近紅外的數(shù)據(jù)分析上鉆研，近紅外光譜技術(shù)結(jié)合多元校正的方法，使得茶葉的品質(zhì)的鑒定過(guò)程達(dá)到定性、定量的結(jié)果。呂海鵬等人利用近紅外光譜技術(shù)對(duì)普洱茶品質(zhì)的化學(xué)成分進(jìn)行光譜采集，并結(jié)合校正模型使得鑒定的結(jié)果更為客觀有效。

3.2化學(xué)計(jì)量學(xué)與成像技術(shù)的結(jié)合

除了上述的一些譜圖類的技術(shù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)合，對(duì)茶葉的品質(zhì)進(jìn)行鑒定外，化學(xué)計(jì)量學(xué)模型和成像技術(shù)的結(jié)合，在茶葉的感官評(píng)審中的地位是不可估量的。在理性的數(shù)據(jù)和感性的辨別相互融合，使得鑒定的結(jié)果趨于進(jìn)一步的完善。一方面，提高我國(guó)的茶葉行業(yè)的檢測(cè)技術(shù)水平；另一方面，讓更多的茶葉廠商和消費(fèi)大眾對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)鑒定的茶葉有所青睞，也讓更多的研究人員在茶葉的品質(zhì)鑒定方面的研究工作產(chǎn)生更大的興趣。計(jì)量模型對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和除噪讓結(jié)果更加準(zhǔn)確，而成像技術(shù)則在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下，進(jìn)行茶葉的感官特征的記錄、整理、分析。這兩個(gè)技術(shù)的結(jié)合讓客觀的數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確地與主觀的視覺(jué)圖像匹配，給整個(gè)鑒定過(guò)程帶來(lái)便利性和可靠性。使用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)茶葉的外貌品質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)的表征并轉(zhuǎn)換成像，結(jié)合特定變量下的模型十分正確地對(duì)碧螺春茶葉的各個(gè)級(jí)別的茶葉進(jìn)行有效的鑒定。

4　結(jié)論

茶葉的品質(zhì)鑒定是一個(gè)非常復(fù)雜的分析過(guò)程，同時(shí)受到內(nèi)在成分和外在環(huán)境的影響，給鑒定的過(guò)程帶來(lái)巨大的困難。而計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展同化學(xué)檢測(cè)儀器的研究給茶葉的品質(zhì)鑒定帶來(lái)了福音。無(wú)論是對(duì)茶葉的品質(zhì)進(jìn)行分類、分級(jí)處理，還是在茶葉的品質(zhì)（香氣、色澤、形狀、化學(xué)成分）的各個(gè)方面的鑒定都取得了進(jìn)步。

［1］吳瑞梅.名優(yōu)綠茶品質(zhì)感官評(píng)價(jià)的儀器化表征研究［D］.江蘇大學(xué)，2012.

［2］林杰.茶葉香氣的圖譜分析及在茶葉品質(zhì)真實(shí)性鑒定中的應(yīng)用［D］.浙江大學(xué)，2013.

［3］葛迪，李紹穩(wěn)，魏同等.基于移動(dòng)溯源與圖像分析的茶葉品級(jí)鑒定方法研究［J］.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2015（26）：261-265.

［4］郝志龍，金心怡，江麗萍等.化學(xué)指紋圖譜在茶葉品質(zhì)鑒定與控制上的應(yīng)用［J］.亞熱帶農(nóng)業(yè)研究，2009（1）：60-63.

陳麗（1981-），女，四川岳池人，碩士在讀，講師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。