茶葉品質鑒定計算系統的開發

陳麗（廣安職業技術學院，四川廣安 638000）

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茶葉品質鑒定計算系統的開發

陳麗
（廣安職業技術學院，四川廣安 638000）

茶葉作為富有營養價值與藥效價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，而茶葉的品質高低則決定了茶葉的營養特性。因此，在茶葉生產以及包裝的過程中，往往會依據茶葉的感官特質、香氣、營養成分含量進行等級的劃分，并以此衡量茶葉的價值和價格。本文通過闡述鑒定茶葉香氣、化學成分、感官等方面品質的方法，總結出現階段我國在茶葉品質檢測、鑒定方法上的缺陷。根據計算機相關聯技術在茶葉生產的應用成果，優化和整合目前應用廣泛的指紋圖譜、計量模型、成像技術。這對建立合理、可靠的茶葉品質鑒定方法有一定的借鑒意義。

茶葉品質；鑒定方法；計算機技術

由于茶葉種類的不同、加工方法的差異（紅、綠、黃、青、白、黑茶）、生長環境和產地上的差異，使得茶葉的內在組成成分與口味發生十分明顯的差異。每一種茶葉代表著各個茶葉種植地和廠商的獨特工藝和理念精神，反映各個地方的環境氣候條件。根據品質的高低給琳瑯滿目的茶葉進行分級，一方面是為了有效的區分茶葉的優劣，而進行合理的定價，方便消費大眾購買。另一方面是對仿冒和濫竽充數等惡劣商業行為起到防范的作用。

1　茶葉品質的鑒定

傳統的茶葉品質鑒定，一般靠人的感覺器官（視覺、嗅覺、觸覺、味覺等）進行分析茶葉品質的好壞，但是人的感覺器官非常容易受到來自外界的干擾而出現判斷偏差。如何快速、準確鑒定茶葉的品質，是推廣茶葉分級科學化的重要內容。所以，深入研究茶葉的品質鑒定，提出鑒定方法和構成途徑是非常有意義的。隨著對茶葉品質的要求越來越苛刻，其要求辨別的標準也越來越趨向細致化、精確化，人的感官已無法滿足現代化茶葉的生產、加工過程的客觀需求，運用科學的計量方法是必然的、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?！拔匆娖洳?，先聞其香”指的就是茶葉固有的茶香獨特風味。假如茶葉失去了其獨特的香氣，這些茶葉將失去飲用的價值，所以茶葉香氣的濃郁程度關系到茶葉的品級高低。消費大眾往往根據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:普洱茶由特級到九級茶葉的香氣，就由陳香濃郁型逐漸轉變為平和型。如果將不同香氣或者斑雜的茶葉混合在一起銷售，就會降低其茶葉的獨特性和多元性，使得茶葉難以被大眾喜愛。茶葉中含有的芳香物質，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方法，可以有效的區別茶葉的類型和品質，提供科學的數據支持和方法。

1.2茶葉化學成分鑒定

茶葉中化學成分具有種類多、含量不均的特點，而茶葉所具有的藥理作用和營養效益，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。茶葉中化學指標同茶葉的外在特征存在著非常重要的關聯。然而，茶葉的制茶方法和加工工藝，使得茶葉中各類化學成分發生翻天覆地的變化。茶葉在發酵前后因為生物轉化和化學反應造成茶葉中的成分不斷變化。發酵程度的不同，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，通過系統化的測量分析，劃分不同等級的茶葉。了解影響茶葉品質的各個化學成分的含量的因素，可以有效開發為生產各類茶的生產方法。

1.3茶葉感官的鑒定

辨別茶葉的品質高低的另外一種非常重要的特性是茶葉的感官效果。無論是茶葉的外形、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、炒茶的技術有關。不同的茶葉感官的詳細記錄，給茶葉的種植、制茶提供方法指導，為辨別茶葉的不同等級的品質和影響因素起到關鍵的作用。

2　計算機系統鑒定茶葉品質的設計

為改變傳統的茶葉辨別方式，計算機系統在茶葉品質的鑒別中應運而生。特別是從本世紀七十年代初期，生物醫學技術、化學儀器、網絡技術都得到非常迅速的發展，毫不例外地影響到茶葉市場的發展。在茶葉品質的鑒定方面，計算機系統的運用使得整個鑒定過程體現了省時、高效、精確等特點。

2.1茶葉類別與茶葉分級標準的建立

現代計算機技術對茶葉的品質鑒定都是呈現出智能化、程序化的特征。在檢測和驗證茶葉品質的時候，我們首先要確立茶葉的種類、產地以及級別的高低準品。這對茶葉的鑒定過程提供了一個可靠的參照，使得茶葉的品質鑒定結果更加準確。例如：茶葉有生茶、熟茶、發酵茶、半發酵茶，或者根據茶的其他品質的高低進行細致的分級。在這個環節中，一般會邀請眾多的評茶師觀看、品嘗茶葉來進行茶葉品質的最初分級，然后再使用成像系統對茶葉分級圖像采集與處理。

2.2茶葉“指紋圖譜”的建立

茶葉的有效分級使得各等級中的茶葉品質得到標準化，接著我們需要對已分好類的茶葉進行“指紋模式”方式的特征記錄，以便隨后進行的實際應用或者樣品的檢測。而“指紋模式”具體是指對各級別茶葉進行理化性質、圖像信息方面的圖譜采集，針對體現茶葉品質的不同指標。比如：茶葉香氣、化學成分、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、化學計量模型分析等解決實際生產中茶葉的品質問題。此外，在茶“指紋圖譜”的建立的過程中，還要對圖譜進行最細微的優化、除噪處理，使得圖譜能有效的應用于實際過程中。

2.3識別軟件的開發

茶葉的生產、加工過程中，對茶葉進行茶葉品質的鑒定。在進行茶葉的指紋圖譜設計之后，應該在計算機系統上加載識別軟件，這樣能讓整個鑒別過程更加智能化。開發一套可以對茶葉參數識別的軟件，對茶葉的生產、加工有著重要的意義。在軟件開發時，不僅需要設計一套計算機可識別的邏輯語言，而且還需要建立一個龐大的數據庫。在茶葉的生產、加工中，識別軟件根據檢測后提供了有效數據，進行科學的分析和篩選，最終得到滿足參數指標的茶葉產品。這體現了計算機時代程序語言和數據庫的智能輸出。調查表明：使用現在手機系統上常用的二維碼查詢功能，通過圖像的對比分析，簡便地得到以六安瓜片為研究對象的顯著鑒定結果，初步提出由消費大眾自我操作的簡便鑒定。

3　計算機系統在茶葉品質鑒定中的應用

隨著計算機技術的發展，日常生活與生產工藝中，不斷涌現出各種計算機系統對茶葉品質鑒定的一些成果。無論是在初步的檢測分析階段，還是在已深化的生產過程中，都得到了生產商、消費大眾以及技術人員的肯定。

3.1常規檢測手段與計算機聯合應用

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、毛細管色譜等）的結合，集齊前處理的優點和分離檢測的優點，使得整個檢測分析過程具有穩定性高、重復性好的特點。并且可以運用于各類茶葉的分析，這是茶葉品質的鑒定所需要的重要方法。目前，固相萃取與色譜分析已經成功的用于茶葉的香氣審評，歐陽石光等人利用GC-MS對青茶的香氣揮發性物質進行指紋圖譜分析，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，并有效的進行鑒定。

3.1.2近紅外光譜技術分析

近年來，近紅外光譜技術越來越受歡迎，被廣泛的應用于各種茶葉的化學成分分析上。近紅外光譜通過其較為特殊的電磁波普段和較強的特征吸收頻率，能夠有效的對茶葉中的茶多酚、游離氨基酸、茶色素等化學成分進行辨別。同時，經過化學工作者在近紅外的數據分析上鉆研，近紅外光譜技術結合多元校正的方法，使得茶葉的品質的鑒定過程達到定性、定量的結果。呂海鵬等人利用近紅外光譜技術對普洱茶品質的化學成分進行光譜采集，并結合校正模型使得鑒定的結果更為客觀有效。

3.2化學計量學與成像技術的結合

除了上述的一些譜圖類的技術和計算機系統的結合，對茶葉的品質進行鑒定外，化學計量學模型和成像技術的結合，在茶葉的感官評審中的地位是不可估量的。在理性的數據和感性的辨別相互融合，使得鑒定的結果趨于進一步的完善。一方面，提高我國的茶葉行業的檢測技術水平；另一方面，讓更多的茶葉廠商和消費大眾對計算機系統鑒定的茶葉有所青睞，也讓更多的研究人員在茶葉的品質鑒定方面的研究工作產生更大的興趣。計量模型對檢測的數據進行校正和除噪讓結果更加準確，而成像技術則在計算機系統的支持下，進行茶葉的感官特征的記錄、整理、分析。這兩個技術的結合讓客觀的數據，能夠準確地與主觀的視覺圖像匹配，給整個鑒定過程帶來便利性和可靠性。使用計算機視覺技術對茶葉的外貌品質進行系統的表征并轉換成像，結合特定變量下的模型十分正確地對碧螺春茶葉的各個級別的茶葉進行有效的鑒定。

4　結論

茶葉的品質鑒定是一個非常復雜的分析過程，同時受到內在成分和外在環境的影響，給鑒定的過程帶來巨大的困難。而計算機技術的發展同化學檢測儀器的研究給茶葉的品質鑒定帶來了福音。無論是對茶葉的品質進行分類、分級處理，還是在茶葉的品質（香氣、色澤、形狀、化學成分）的各個方面的鑒定都取得了進步。

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［2］林杰.茶葉香氣的圖譜分析及在茶葉品質真實性鑒定中的應用［D］.浙江大學，2013.

［3］葛迪，李紹穩，魏同等.基于移動溯源與圖像分析的茶葉品級鑒定方法研究［J］.中國農學通報，2015（26）：261-265.

［4］郝志龍，金心怡，江麗萍等.化學指紋圖譜在茶葉品質鑒定與控制上的應用［J］.亞熱帶農業研究，2009（1）：60-63.

陳麗（1981-），女，四川岳池人，碩士在讀，講師，研究方向：計算機應用。