模糊數(shù)學(xué)在茶葉審評中的應(yīng)用

王 華，馬艷秀，潘寶柱

（1.石家莊理工職業(yè)學(xué)院，河北石家莊 050228；2.河北工程技術(shù)學(xué)院，河北石家莊 050091）

0 引言

食品安全問題一直以來都是民眾密切關(guān)注的問題，直接關(guān)系到民眾的切身利益與身體健康，對食品中的有害成分或危險物質(zhì)進(jìn)行檢測，全面評價食品的安全性，是食品投入到市場銷售之前的重要控制性環(huán)節(jié)，食品安全性的評價可以成為食品安全標(biāo)準(zhǔn)制定的依據(jù)，也是督促食品安全政策的嚴(yán)格落實(shí)的重要方法。茶文化產(chǎn)生并發(fā)源于中國，在中國有著非常久遠(yuǎn)的發(fā)展歷程，早在神農(nóng)嘗百草這一神話故事以來，中國就開始衍生出了獨(dú)有的茶文化，喝茶是我國的重要飲食習(xí)慣，茶也成為了我國人民日常生活中不可或缺的重要食品，更是漂洋過海出口到海外拓展國外茶市場，據(jù)海關(guān)出口信息統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年我國茶出口量為35.52萬噸，與上年同期相比，增長了8.09%。2017年全年茶出口金額為16.14億美元，同比增長8.72%，增長速度比出口量快?？v觀2013-2017年，我國茶出口量呈先降后增的態(tài)勢運(yùn)行，表明茶葉在國外的受歡迎程度。茶葉的品質(zhì)越高，其市場售價越高，茶葉在采集、初制、精制加工等工序之后的需要對茶葉的品質(zhì)進(jìn)行評審，以確定茶葉的優(yōu)劣以及市場價格。茶葉的審評是茶葉生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以有效指導(dǎo)與促進(jìn)茶葉生產(chǎn)工序的開展，也能夠發(fā)現(xiàn)與挖掘出茶葉在初制、精制加工過程中因操作不當(dāng)或技術(shù)水平低下而帶來的質(zhì)量問題，從科學(xué)的角度客觀、合理地對茶葉的品質(zhì)狀況進(jìn)行評價，從而確定茶葉的等級。

1 茶葉品質(zhì)審評方法

現(xiàn)有的茶葉品質(zhì)審評方法包括感官審評法、理化審評法以及統(tǒng)計(jì)審評法。感官審評法主要是依賴于審評人的味覺、視覺、觸覺、嗅覺等感官對茶葉的色、香、味、形等茶葉的表面特征進(jìn)行優(yōu)劣評判，感官審評分為干茶審評和開湯審評，俗稱干看和濕看，即干評和濕評。一般說，感官審評品質(zhì)的結(jié)果應(yīng)以濕評內(nèi)質(zhì)為主要根據(jù)，但因產(chǎn)銷要求不同，也有以干評外形為主，作為審評結(jié)果。而且同類茶的外形內(nèi)質(zhì)不平衡不一致是常有的現(xiàn)象，如有的內(nèi)質(zhì)好、外形不好，或者外形好，色香味未必全好，所以，就感官審評而言，評茶程序主要分為干看和濕看，按外形、香氣、湯色、滋味、葉底的順序進(jìn)行。感官審評法的審評流程簡單、審評內(nèi)容全面，是當(dāng)前茶葉品質(zhì)審評中最常使用的方法，但是這種方法會受限于人體感官評定的靈敏度、審評人的地域性差別、精神狀態(tài)以及個人喜好等因素，若是審評人的對于茶葉品質(zhì)的理解以及其個人愛好與偏向不同，則茶葉品質(zhì)審評的結(jié)果也會產(chǎn)生較大的波動，進(jìn)而影響到茶葉審評的精度與準(zhǔn)確性。

理化審評法是一種基于茶葉理化成分的茶葉品質(zhì)審評方法，由于茶葉品質(zhì)的外在體現(xiàn)如色、香、味等實(shí)際上是由其內(nèi)在所含有的化學(xué)成分與沖泡條件息息相關(guān)的，因此可以通過測定茶葉中相關(guān)化學(xué)成分的含量與成分間的量比實(shí)現(xiàn)對茶葉品質(zhì)的客觀評價，通過對茶葉中的酚氨比、氨基酸、咖啡堿等元素含量進(jìn)行測定，并基于此構(gòu)建相應(yīng)的茶葉品質(zhì)評價數(shù)學(xué)模型，定量評價茶葉的品質(zhì)，這種基于理化分析的茶葉審評方法與人體感官審評方法相比更加科學(xué)且客觀，從定量化的角度對茶葉的品質(zhì)進(jìn)行審評，可以避免感官審評方法中茶葉品質(zhì)審評結(jié)果的不確定性，但是這種方法需要對茶葉進(jìn)行含量測定與理化分析，實(shí)現(xiàn)流程相對復(fù)雜，在面對批量的茶葉品質(zhì)審評時會存在審評效率低下的問題。

高校的思想政治教育對于幫助學(xué)生樹立良好的世界觀、人生觀和價值觀起著引導(dǎo)作用，尤其是對思想覺悟和識別能力、抵抗能力比較低的大學(xué)生來說，促進(jìn)高校思想政治教育具有非常重大的意義。[2]高校學(xué)生黨建工作能夠促進(jìn)高校思想政治教育的不斷發(fā)展，首先，高校思想政治教育中很多內(nèi)容都與馬克思主義相通，而黨建工作內(nèi)容很大一部分也與馬克思主義相互關(guān)聯(lián)，因此兩者具有相通的地方，可以相互促進(jìn)彼此的發(fā)展；其次，隨著不良文化的不斷沖擊，我國高校的思想政治教育工作受到了極大的挑戰(zhàn)，黨建工作能夠更好地促進(jìn)學(xué)生的身心健康發(fā)展，在一定程度上解決了高校思想政治教育的部分難題。

統(tǒng)計(jì)審評法是以所有審評人員的感官檢驗(yàn)數(shù)據(jù)作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，基于此建立統(tǒng)計(jì)模型，對審評人員的感官檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與投票，最終確定所有審評人員對于同批次茶葉的一致性結(jié)果。統(tǒng)計(jì)審評法包括模糊數(shù)學(xué)理論、線性回歸模型、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、支撐向量機(jī)等。與人體感官審評法與理化審評法相比，統(tǒng)計(jì)審評法既充分利用了人體感官審評法中豐富的專家經(jīng)驗(yàn)知識與人體感官，又借助統(tǒng)計(jì)模型實(shí)現(xiàn)了定量化分析與評價，相比較理化審評法而言其流程與步驟得到了大大簡化，鑒于其在審評準(zhǔn)確性與審評效率方面的顯著優(yōu)勢，統(tǒng)計(jì)審評法已然成為當(dāng)前茶葉品質(zhì)審評中的主流方法之一。

2 基于模糊綜合評價法的茶葉品質(zhì)審評方法

若模糊綜合評價結(jié)果矢量中?br=max1≤j≤n{bj}，則被評價對象總體上來講隸屬于第r等級。

評價因素集是在評價指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上形成的評價指標(biāo)的集合，確定評價因素集是基于模糊數(shù)學(xué)理論的茶葉品質(zhì)審評的首要環(huán)節(jié)。茶葉品質(zhì)評價指標(biāo)的選取首先需要對茶葉品質(zhì)的構(gòu)成進(jìn)行細(xì)化分析，茶葉的品質(zhì)決定了茶葉的等級、茶葉的市場價格以及茶葉的品種特征，茶葉的品質(zhì)構(gòu)成通常是指茶葉的感官品質(zhì)，常見的茶葉品質(zhì)包括茶葉的色、香、味、形等，其中色是指干茶色澤、湯色和葉底色澤，不同茶類具有不同的色澤，同一類茶的色澤也會因品種及栽培等條件的不同而有所差異；茶葉外形也是感官審評的一個重要內(nèi)容，茶葉外形因茶葉種類、加工方式等因素的不同出現(xiàn)了各種花色，例如綠茶外形有長、扁、圓、針、卷、片等花色品種；香氣和滋味是人體嗅覺和味覺對茶葉中內(nèi)含物的綜合反應(yīng)，是茶葉品質(zhì)構(gòu)成的核心因子。香氣如板栗香、陳香、木香、綠豆香、花香等，茶葉滋味如茶湯的苦、澀、酸、甜、鮮等因子都是人體對茶葉品質(zhì)的反應(yīng)。通過上述對茶葉品質(zhì)的分析，本文設(shè)計(jì)并確定了茶葉品質(zhì)評價指標(biāo)為色澤、外形、香氣、滋味四個指標(biāo)。按照茶葉品質(zhì)評價指標(biāo)體系的分級生成評價因素集合U，U={u1，u2，…，um}，其中m為評價因素的個數(shù)。

實(shí)際中最常用的方法是最大隸屬度原則，即對模糊綜合評價結(jié)果取最大值所對應(yīng)的評價結(jié)果，作為模糊綜合評價的最終結(jié)果，例如上例中的最大值為0.75，則模糊綜合評價結(jié)果為“優(yōu)秀”。

2.1 確定茶葉品質(zhì)評價因素集

在模糊數(shù)學(xué)理論中衍生出的模糊綜合評價法是專項(xiàng)用于處理評估與預(yù)測的方法，基于模糊數(shù)學(xué)理論的茶葉品質(zhì)審評是通過將所采集的影響茶葉品質(zhì)的因素?cái)?shù)據(jù)組織成模糊化單元，作為模糊邏輯系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)，而模糊邏輯系統(tǒng)的核心為模糊規(guī)則庫與模糊推理機(jī)，推理機(jī)通過一系列模糊隸屬度函數(shù)構(gòu)成，用于將輸入數(shù)據(jù)映射為分析結(jié)果，將模糊化單元輸入到模糊推理機(jī)中，推理所得結(jié)果即為茶葉品質(zhì)評價結(jié)果。基于模糊數(shù)學(xué)理論的茶葉品質(zhì)審評的具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

2.2 確定茶葉品質(zhì)評價因素的模糊權(quán)重集

由于不同分層層級對茶葉品質(zhì)的影響程度不同，同一層級中不同的評價因素對茶葉品質(zhì)的重要性也不同，因此需要對每一個品質(zhì)評價因素設(shè)置與確定其對茶葉品質(zhì)的影響程度，即為權(quán)重，常見的權(quán)重確定方法包括專家經(jīng)驗(yàn)知識法、層次分析法等，專家經(jīng)驗(yàn)知識法是依賴于專家對茶葉品質(zhì)評價對象的經(jīng)驗(yàn)知識以及其對各評價因素的理解與掌握程度，主觀地指定各評價因素的權(quán)重值。層次分析法是指面對某一研究問題時，需要將這一復(fù)雜的問題進(jìn)行剖析與細(xì)化，由上至下將問題分解成多個層次以及層次上的若干元素或指標(biāo)，通過對各個指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重設(shè)置與評分，推測出每一層的權(quán)重值，再對各層進(jìn)行權(quán)重計(jì)算，綜合得到最終的評價結(jié)果。同時，不同種類的茶葉，其在感官審評時的品質(zhì)因子關(guān)注度是不同的，例如對于普通綠茶而言審評人更關(guān)注茶葉的香氣與滋味，而對于名優(yōu)綠茶審評人更關(guān)注茶葉的外形，因此，在對品質(zhì)評價指標(biāo)的選取時，需要根據(jù)不同種類的茶葉稍作調(diào)整。因此，專家應(yīng)當(dāng)根據(jù)審評茶葉的類型對茶葉在各個評價因素方面的實(shí)際狀況進(jìn)行打分，當(dāng)各個評價因素的權(quán)重確定之后，就可以評價因素的權(quán)重集合A，A={a1，a2，…，am}，其中m為評價因素的個數(shù)。

2.3 確定茶葉品質(zhì)評價集

對評價結(jié)果進(jìn)行分析，歸納出評價結(jié)果集合V，V={v1，v2，…，vn}，其中n為評價結(jié)果的個數(shù)，在本文的茶葉審評研究中，設(shè)置茶葉品質(zhì)的評價結(jié)果為四級，分別為優(yōu)秀、良好、中等與差。

②加權(quán)平均原則

2.4 確定模糊隸屬度函數(shù)

對茶葉品質(zhì)評價因素進(jìn)行模糊評價，設(shè)該品質(zhì)評價因素為ui，品質(zhì)評價結(jié)果為vj，該品質(zhì)評價因素對品質(zhì)評價結(jié)果vj的隸屬度為ri，j，以此類推計(jì)算每個品質(zhì)評價因素對各品質(zhì)評價結(jié)果的隸屬度，各品質(zhì)評價因素對應(yīng)各品質(zhì)評價結(jié)果所構(gòu)成的模糊評價矩陣如下：

5-羥甲基糠醛最大吸收波長在284 nm[9]；蒼術(shù)素最大吸收波長在340 nm。本文采用DAD檢測器，在190～400 nm的范圍用全波長掃描，采用最大吸收波長來測算供試品的含量。由含量測定結(jié)果可知，12批和血膠囊中均測出蒼術(shù)素和5-羥甲基糠醛，含量的差異主要與不同生產(chǎn)企業(yè)使用的蒼術(shù)的品種、炮制方法，投料量有關(guān)。

2.5 綜合評價矩陣構(gòu)建與加權(quán)計(jì)算

不同品質(zhì)因素對茶葉品質(zhì)的影響力不同，因此通過對模糊隸屬度集合進(jìn)行加權(quán)計(jì)算獲得模糊綜合評價結(jié)果，綜合加權(quán)公式如下：

康寧作為顯示科技市場的領(lǐng)軍企業(yè)，不斷率先推出最新的大世代玻璃尺寸，并通過持續(xù)在華投資，將最新的顯示科技技術(shù)引入中國。隨著全球首個10.5代LCD玻璃基板工廠在合肥投產(chǎn)，康寧將繼續(xù)踐行其對中國戰(zhàn)略客戶的長期承諾，提供最先進(jìn)的解決方案，并支持全球平板顯示行業(yè)日益增長的需求。

2.6 處理模糊綜合評價結(jié)果

對模糊綜合評價的結(jié)果 B=（b1，b2，…，bn）進(jìn)行處理，其常用的兩種方法分別為：

①最大隸屬度原則

模糊理論的來源是模糊集合理論，1965年美國加州大學(xué)伯克利分校L.A.zadeh（扎德）教授創(chuàng)立了模糊集合理論，他認(rèn)為客觀世界中一方面存在著一些清晰的概念和現(xiàn)象，如“小于10的正整數(shù)”等，但是另一方面也存在一些相對模糊的概念與現(xiàn)象，例如自然語言中的“高個子”、“紅色與黃色”，這些概念不存在清晰的界定，反而存在灰色地帶等含糊性的概念，基于這一思考，L.A.zadeh針對這類模糊概念與現(xiàn)象提出了模糊集合理論。需要注意的是模糊邏輯本身是一種精確的方法，只是其處理的對象是一些不精確、存在灰色地帶的現(xiàn)象與信息。

（2）瀝青拌和的設(shè)備必須進(jìn)行防塵設(shè)備的安裝，另外瀝青蒸汽的加溫裝置中，蒸汽管道應(yīng)該與其進(jìn)行牢固的連接，由于高溫的因素，在需要人員接觸的部位應(yīng)該使用高溫材料進(jìn)行保護(hù)。

4.企業(yè)檔案館（室）逐步成為企業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)、管理信息服務(wù)的中心。企業(yè)檔案工作的根本目的是提供企業(yè)檔案信息為企業(yè)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。隨著我國企業(yè)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，人們對企業(yè)檔案信息需求呈現(xiàn)多元化、多層次、多變量的發(fā)展態(tài)勢。尤其是在當(dāng)今信息時代背景下企業(yè)檔案信息的服務(wù)工作面臨著從思想觀念到工作方式的轉(zhuǎn)變，企業(yè)檔案館（室）應(yīng)積極創(chuàng)造和發(fā)展科學(xué)有效的信息服務(wù)模式及服務(wù)方式，使企業(yè)檔案的潛在價值得到充分發(fā)揮。為此，建立企業(yè)檔案信息中心，采用多種有效的方式，直接提供企業(yè)檔案及其信息加工材料，及時、準(zhǔn)確地滿足用戶對企業(yè)檔案信息的利用需求的服務(wù)模式為多數(shù)企業(yè)檔案館（室）所采用，也被用戶所接受。

將等級看作一種相對位置，使其連續(xù)化。為了能定量處理，不妨用“1，2，3，…，m”以此表示各等級，并稱其為各等級的秩。然后用B中對應(yīng)分量將各等級的秩加權(quán)求和，從而得到被評價對象的相對位置。

雖然跨境電商零售從貿(mào)易的范圍大小有廣義和狹義之分，但在海關(guān)看來，跨境電商零售主要針對的是C類消費(fèi)者，即終端個人消費(fèi)者。本文主要研究面向終端個人消費(fèi)者的跨境電商零售。按貿(mào)易的進(jìn)出口方向，跨境電商零售還可分為本國商品銷售至海外的跨境電商零售出口和海外商品銷售至跨境電商零售進(jìn)口。早在2003年，跨境電商零售出口就已經(jīng)開始出現(xiàn)，其主要經(jīng)營模式有兩種：一種是第三方平臺模式，即為國內(nèi)賣家和國外消費(fèi)者提供一個統(tǒng)一的交易平臺；另一種是自建平臺型，將國內(nèi)的外貿(mào)企業(yè)作為自己的供應(yīng)商，通過自身的銷售平臺，面向海外消費(fèi)者銷售商品。

3 基于模糊綜合評價法的茶葉品質(zhì)審評應(yīng)用

本小節(jié)將模糊綜合評價法應(yīng)用于茶葉品質(zhì)審評中進(jìn)行案例分析，本文的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于茶葉出售市場上隨機(jī)購買的一批普通綠茶，茶葉品質(zhì)的審評評分標(biāo)準(zhǔn)與各品質(zhì)評價指標(biāo)的權(quán)重如表1所示。

表1 茶葉品質(zhì)的審評評分標(biāo)準(zhǔn)與各品質(zhì)評價指標(biāo)的權(quán)重

邀請20位茶葉品質(zhì)審評專家對茶葉品質(zhì)指標(biāo)體系中的色澤、外形、香氣、滋味四個指標(biāo)進(jìn)行評分，統(tǒng)計(jì)20位專家對每項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的打分，將分值對應(yīng)到相應(yīng)的茶葉品質(zhì)等級中，例如某專家對本批次茶葉外形的打分為87，則在外形指標(biāo)上該專家的評價為“良好”，統(tǒng)計(jì)20位專家在四個評價指標(biāo)上的評分以及品質(zhì)評價等級的人數(shù)如表2所示。

其中n為評價結(jié)果個數(shù)，m為評價因素個數(shù)，bj（j=1，2，…，n）為茶葉品質(zhì)模糊綜合評價結(jié)果。

表2 專家打分與審評結(jié)果

以表2為基礎(chǔ)構(gòu)建模糊隸屬度函數(shù)如下：

根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)知識法指定的普通綠茶在色澤、外形、香氣、滋味四個指標(biāo)權(quán)重系數(shù)A=[0.2，0.2，0.3，0.3]，對四個評價因素的隸屬度進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算 B=AR=[0.45，0.4，,0.1，0.05]，對評價結(jié)果進(jìn)行分析，經(jīng)過模糊綜合評價分析，該批茶葉的品質(zhì)審評結(jié)果為：認(rèn)為品質(zhì)優(yōu)秀的約有45%比重，認(rèn)為品質(zhì)良好的約有40%比重，認(rèn)為品質(zhì)中等約有10%比重，認(rèn)為品質(zhì)差的約有5%比重，對模糊綜合評價結(jié)果取最大值所對應(yīng)的評價結(jié)果，作為模糊綜合評價的最終結(jié)果，則該批茶葉品質(zhì)的模糊綜合審評結(jié)果為優(yōu)秀。

就學(xué)科分區(qū)而言，這10種期刊的分區(qū)不一，一半以上的刊物分區(qū)都被歸入管理科學(xué)與科學(xué)哲學(xué)或社會科學(xué)與科學(xué)史，其余刊物定位鮮明，以專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)科為主，比如農(nóng)林科學(xué)、生物科學(xué)等。

4 結(jié)語

本文以色澤、外形、香氣、滋味四個指標(biāo)作為茶葉品質(zhì)評價因素，邀請20位專家對四個指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行設(shè)置與確定，并請專家對茶葉品質(zhì)指標(biāo)體系中的色澤、外形、香氣、滋味四個指標(biāo)進(jìn)行評分，統(tǒng)計(jì)20位專家對每項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的打分，將分值對應(yīng)到相應(yīng)的茶葉品質(zhì)等級中，運(yùn)用模糊綜合評價法對上述茶葉品質(zhì)評價因素進(jìn)行模糊隸屬度函數(shù)計(jì)算與綜合評價。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，本批次的茶葉品質(zhì)為優(yōu)秀。