棉花顏色級的感官檢驗(yàn)和儀器化檢驗(yàn)分析

杜凱

東營市食品藥品檢驗(yàn)研究院 山東東營 257091

顏色級檢驗(yàn)分為感官檢驗(yàn)、測試儀檢驗(yàn)。文章論述內(nèi)容主要結(jié)合GB/T13786的棉花分級室和握持棉樣，讓樣品表面密度和實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)表面相似，根據(jù)顏色級實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合顏色級文字?jǐn)⑹鰜泶_定顏色級。另外的手段就是儀器檢驗(yàn)，目前市場上常用儀器設(shè)備為HVI檢測。針對棉花顏色級的分析，在理論上兩種檢驗(yàn)方式所得結(jié)果應(yīng)該并無差別，相符率標(biāo)準(zhǔn)整體較高，但是部分情況下兩者仍舊存在差別，這因素影響因素不同。

1 棉花顏色級的感官檢驗(yàn)及影響因素

1.1 棉花顏色級的感官檢驗(yàn)概述

感官評價(jià)可以被定義為用來喚起、測量、分析、解釋所引起的一種人體感官來的反應(yīng)方式。古文《御題棉花圖》的《撿曬圖》中對棉花的評價(jià)為“棉貴純白，土黃色者亦可織而直賤，水浥者惟供雜用?！边@就是古代感官檢驗(yàn)的一種體現(xiàn)。棉花顏色級感官體驗(yàn)原理主要是人眼成像，在自然界各種物體在光纖的折射下產(chǎn)生不同的明暗度，呈現(xiàn)出不同光線，光線通過角膜、晶狀體、玻璃折射等在視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)出不同景物的影像形成光刺激。棉花顏色級檢驗(yàn)手法有：

握持棉樣，在試樣內(nèi)挑選出平整平面適當(dāng)彎曲后手抓住的兩端，讓樣品表面密度與顏色實(shí)物表面密度相似，隨后進(jìn)行統(tǒng)一檢測比較。

按序判斷，首先判斷棉花類型為白棉、淡點(diǎn)污、淡黃污，根據(jù)棉花黃度在對應(yīng)顏色內(nèi)找到最接近的棉塊，其次應(yīng)該和棉塊比較看反射率。需要注意試樣和比較之間的標(biāo)準(zhǔn)棉塊必須接近黃度，否則無可比性。

文字、實(shí)物需要精密結(jié)合，任何一級黃度都因有共同的描述特征，白棉為六字口訣，按照口訣確定。確定級別之后與實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)核對，看是否與所選擇對應(yīng)。白棉中超級白的棉花在標(biāo)準(zhǔn)中也許很難找到對應(yīng)棉塊，甚至無對應(yīng)棉塊，這種棉塊憑感覺判斷該樣品達(dá)到哪一個(gè)等級的共同描述特征就確定哪個(gè)等級。

結(jié)合文字描述判斷臨界棉樣，在棉樣處的等極線和類型附近屬于臨界棉樣，無論是感官還是儀器測試都會(huì)存在誤差，產(chǎn)生跨級跨類的影響，這個(gè)時(shí)候要結(jié)合文字描述來判斷級別。

排除雜質(zhì)和回潮率的干擾，棉花回潮容易給人陰暗的感覺，嚴(yán)重影響眼睛反射率的判斷，對回潮率大的樣品應(yīng)在晾干之后再檢驗(yàn)，而且要注意表面雜質(zhì)多的樣品很容易給人反射率低的錯(cuò)覺，因此需要對樣品進(jìn)行適當(dāng)整理之后再檢驗(yàn)。

特殊棉花就低不就高，如白、黃、灰相間的棉花應(yīng)根據(jù)比例，以低比例來確定類型級別。

正確存儲、使用，棉花會(huì)自然變異，而且溫度、濕度也會(huì)影響棉花導(dǎo)致變異。高溫高濕變異大、低溫低濕變異小。因此根據(jù)實(shí)際情況來看棉花應(yīng)盡量存儲在干燥的低溫環(huán)境當(dāng)中，避免太陽直射。使用標(biāo)準(zhǔn)是防止灰塵大量落到表面影響反射率[1]。

1.2 棉花顏色級的感官檢驗(yàn)的影響因素

這里簡單分析影響因素：①自然界光線，在GB/T13786中規(guī)定了棉花分級室照明器的光照度、色溫、顯示指數(shù)要求與室內(nèi)環(huán)境灰度、布局各方面。標(biāo)準(zhǔn)照明是人工模擬自然界內(nèi)中等陰天北向軸光來進(jìn)行觀察。國內(nèi)有學(xué)者針對這一方面進(jìn)行了研究；②視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞與大腦皮層的綜合分析，一張圖在眾人眼中顏色可能存在很大差異，主要原因是人作為個(gè)體，對顏色敏感度感受不同。視網(wǎng)膜上感光細(xì)胞由視錐、視桿細(xì)胞組成，兩種細(xì)胞在接收到光線和顏色之后在視網(wǎng)膜上呈現(xiàn)出不同的顏色，在視網(wǎng)膜上成像，視覺神經(jīng)將影像傳入到大腦皮層，大腦皮層解讀影像，這個(gè)環(huán)節(jié)倘若因?yàn)槠畹仍蚓鶗?huì)造成同樣事物的不同結(jié)果。在相同條件環(huán)境下因?yàn)閭€(gè)體差異和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不同而得到相關(guān)差異。通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)在有效期內(nèi)對棉花顏色級食物標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)棉樣進(jìn)行對比縮短個(gè)體差異對顏色級造成的影響，通過多總結(jié)、多提煉來提高大腦皮層的綜合分析，最終提升檢驗(yàn)水平。在實(shí)際過程中也會(huì)其他因素也會(huì)影響顏色級感官檢驗(yàn)，比如品級檢驗(yàn)思維、檢驗(yàn)員手法、實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的使用。

針對棉花顏色級感官檢驗(yàn)的影響因素體現(xiàn)在：①棉花本身特性，如產(chǎn)地影響。因?yàn)槲矬w本身顏色取決于物體本身、光源、周圍環(huán)境、觀察者視覺系統(tǒng)等相聯(lián)系。如新疆棉、內(nèi)地棉，如為當(dāng)年新棉花還是存儲幾年的儲備棉花；為早期棉花或者的霜后化花等；②光源，室內(nèi)光源、工作區(qū)光照也會(huì)對棉花顏色級產(chǎn)生影響；③檢驗(yàn)周圍環(huán)境，如室內(nèi)墻壁、設(shè)備顏色、天花板顏色。④人員影響，檢驗(yàn)過程中檢驗(yàn)人員本身起到非常重要的作用，因?yàn)橐曈X差異而導(dǎo)致視覺檢驗(yàn)也存在差異，這要求檢驗(yàn)過程中應(yīng)遵守個(gè)體差異和棉花本身顏色的規(guī)律，進(jìn)行科學(xué)的感官分析。

多年來感官檢驗(yàn)人員都是測量顏色的重要工具，到目前為止這仍舊是判斷棉花顏色的主要方式，但是人的主觀判斷確實(shí)存在不足，比如人的眼睛對微小衍射差別很敏感的時(shí)候并不適合判斷顏色。但是仍舊需要好的標(biāo)準(zhǔn)作為指導(dǎo)，很好的辨認(rèn)顏色差異[2]。

2 棉花顏色級的儀器化檢驗(yàn)及影響因素

2.1 棉花顏色級的儀器化檢驗(yàn)概述

以目前廣泛使用的HVI為例，該儀器設(shè)備顏色級檢驗(yàn)原理是利用光電轉(zhuǎn)換原理，通過氙燈照射到棉樣表面，光反射到濾光片、光敏電路板上傳輸?shù)诫娔X中，電腦通過計(jì)算測試得到棉花的反射率（Rd）、黃度（+b），根據(jù)這兩者來確定棉花的顏色級。儀器設(shè)備的使感官人眼成像類似，氙燈模擬自然界光線作用，濾光片和光敏電路板模擬角膜、晶狀體、視網(wǎng)膜等，電腦軟件模擬大腦皮層的神經(jīng)計(jì)算功能進(jìn)行綜合分析。但是與人眼不同，HVI是精密先進(jìn)儀器設(shè)備的，制造出來的儀器設(shè)備差異性非常小，最終電腦軟件分析出來的顏色級整體質(zhì)量也比較好。

但是儀器設(shè)備僅僅是設(shè)備觀察的過程，儀器只能看到試樣窗口試樣表面的平均色澤，任何儀器都不能區(qū)分色澤是點(diǎn)的結(jié)果還是含雜數(shù)量、或者是色澤結(jié)果，或者是背景色[3]。所有類型組合最終都會(huì)得到平均色澤。而分級工人可以立刻知道正確色澤，比如在試樣上有人為因素的葉片碎屑，根據(jù)色澤深淺分級工人可以區(qū)分灰棉、白棉、淡點(diǎn)污棉。部分試樣上點(diǎn)污很少，儀器就會(huì)給出與白棉相同等級的色澤平均值。分級工人會(huì)看到輕的點(diǎn)污，這是儀器檢驗(yàn)所不具備的優(yōu)勢。

2.2 棉花顏色級的儀器化檢驗(yàn)的影響因素

2.2.1 檢驗(yàn)影響因素

顏色級校準(zhǔn)瓷板，在HVI中顏色使用反射率（Rd）、黃度（+b）與國際CLELAB測量使用的AMS瓷磚相關(guān)。在儀器中每一臺HVI都有匹配的顏色級校準(zhǔn)瓷板，瓷板包括白色、棕色、黃色、灰色、中心色板積累，而不同瓷板有不同的反射率（Rd）、黃度（+b）數(shù)值，可精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位，校準(zhǔn)瓷板在使用過程中標(biāo)定值會(huì)發(fā)生變化，瓷板磚在使用過程中每一年都需要移送到中國纖維智聯(lián)監(jiān)測中心監(jiān)測賦值之后，儀器才可以重新檢測，瓷板標(biāo)定值量值傳遞才得以實(shí)現(xiàn)。但是瓷板本身就是易碎結(jié)構(gòu)，如果在這個(gè)過程中出現(xiàn)釉面劃傷、脫落、裂紋等現(xiàn)象就證明標(biāo)定值已經(jīng)發(fā)生了變化，不能繼續(xù)使用。而且在使用過程中還要避免指紋和棉花碎屑等污物粘結(jié)在校準(zhǔn)瓷磚測試面、或者是儀器設(shè)備采集窗口，影響到最終測試結(jié)果。如果實(shí)驗(yàn)室有對臺實(shí)驗(yàn)設(shè)備，一定要注意校準(zhǔn)瓷的標(biāo)定值差異，在實(shí)際管理內(nèi)容中采取措施來進(jìn)行管理。

HVI操作手法，同一個(gè)棉樣操作人員取樣量的多少、取樣部分、放樣方式等都會(huì)對測試結(jié)果產(chǎn)生直接影響。

校準(zhǔn)檢查，HVI新型配備為雙顏色頭，在檢驗(yàn)過程中系統(tǒng)校準(zhǔn)檢查只會(huì)提示下顏色頭，不會(huì)提示上顏色頭。在測試中上下兩個(gè)顏色頭測試數(shù)據(jù)的平均值為最佳，如果上顏色頭測試數(shù)據(jù)不準(zhǔn)必然影響到最終測試結(jié)果。在系統(tǒng)尚未進(jìn)行更新之前需要實(shí)驗(yàn)安排人員定期檢查設(shè)備上顏色頭。

設(shè)備維保水平和棉樣也非常重要，包括棉樣測試厚度等，均與顏色級儀器化檢驗(yàn)結(jié)果相關(guān)聯(lián)[4]。

2.2.2 儀器檢驗(yàn)存在問題

在儀器檢驗(yàn)設(shè)備中，需要認(rèn)識到我國檢驗(yàn)儀器并不完善，我國實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)存在一定缺陷，不能自由調(diào)節(jié)和控制美國HVI儀器，同時(shí)美國HVI儀器設(shè)備校驗(yàn)方方式也不能真正實(shí)現(xiàn)對中國棉花質(zhì)量、顏色的合理檢驗(yàn)，最終檢驗(yàn)結(jié)果存在很大問題。我國在發(fā)展中需要認(rèn)識到棉花儀器檢驗(yàn)不能依靠美國儀器，我國需要積極研制和找到適合我國的棉花檢驗(yàn)儀器來實(shí)現(xiàn)棉花質(zhì)量檢測。從檢驗(yàn)科學(xué)程度來看，儀器檢驗(yàn)缺乏一定的科學(xué)性與合理性。首先從核心棉樣來看我國雖然采取了一系列措施來改進(jìn)和推動(dòng)棉花檢驗(yàn)改革，在這個(gè)階段內(nèi)投入了大量人力、物力的財(cái)力，包括加大人才的投入建立科學(xué)實(shí)驗(yàn)室與大量資金物質(zhì)等，給予了物質(zhì)上的支持，制定了棉花儀器化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)則等，因此棉花儀器化工作檢驗(yàn)體系在我國逐漸成立，但是從根本上來看核心的校準(zhǔn)棉樣仍舊需要從美國進(jìn)口，從而導(dǎo)致棉花花色特征級標(biāo)準(zhǔn)體系無法真正實(shí)現(xiàn)中國棉花等級。從模式上來看我國長期以美國棉花儀器化檢驗(yàn)?zāi)Ｊ阶鳛闃?biāo)準(zhǔn)，但是從根本上來看我國國情與美國國情之間存在極大差異，因此建議我國的儀器檢驗(yàn)具體流程、實(shí)驗(yàn)操作方面需要進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)[5]。

2.2.3 感官檢驗(yàn)與儀器檢驗(yàn)對比

在實(shí)際檢驗(yàn)過程中影響檢驗(yàn)結(jié)果的原因還有棉樣回潮率、棉花品種、棉花生長環(huán)境、棉花采摘期，使用的采摘方式和存儲時(shí)間等。比較兩種方式，感官檢驗(yàn)方式的優(yōu)點(diǎn)在于成本低廉，使用范圍廣，整體上比較方便，感官檢驗(yàn)在棉花收購和貿(mào)易環(huán)節(jié)方面的價(jià)值非常重要。感官檢驗(yàn)方式最主要的影響因素是人為因素，這種方式對人本身專業(yè)素質(zhì)、專業(yè)能力方面提出了極高要求。棉花顏色級儀器化檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)是速度快、測試結(jié)果穩(wěn)定，重復(fù)性和再現(xiàn)性都比較好，環(huán)境干擾也比較小。該方式的缺點(diǎn)是需要投入大量成本，而且不夠方便靈活，在具體使用過程中需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)來作為支撐。棉花色澤質(zhì)量、表面粗糙度、光滑度這些都會(huì)影響到最終的檢驗(yàn)結(jié)果。但是感官檢查主要是人為檢驗(yàn)，人可以根據(jù)自己的檢測經(jīng)驗(yàn)來靈活掌握檢測內(nèi)容，過濾其中存在的干擾因素，如葉片碎屑、形態(tài)粗糙等，但是儀器測試儀器固定不變，很難靈活，但是也會(huì)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

綜上，目前棉花質(zhì)量體制檢驗(yàn)改革不斷發(fā)展，在未來的發(fā)展中儀器化檢驗(yàn)必然是最終趨勢。盡管如此我們?nèi)耘f不能忽視感官檢測的重要性，感官檢測籽棉混軋、水捂籽棉等導(dǎo)致顏色變化不均勻等情況需要感官檢驗(yàn)來進(jìn)行。