基于近紅外光譜技術(shù)對祁門紅茶發(fā)酵程度判定的研究.pdf

1、祁門紅茶（簡稱祁紅）是我國傳統(tǒng)工夫紅茶。“發(fā)酵”是工夫紅茶初制的關(guān)鍵工序之一，其實質(zhì)是發(fā)生一系列以多酚類物質(zhì)酶促氧化為中心的生化反應，形成紅茶特有的色、香、味等品質(zhì)特點。當發(fā)酵不足時會導致茶葉有青氣、滋味苦澀、湯色不紅；發(fā)酵過度則茶葉香氣低熟不爽、滋味淡薄、湯色紅暗，最終都會影響產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)實踐中，發(fā)酵程度主要以香氣、葉色等感官因子作為判斷指標，依賴人們的感官進行經(jīng)驗判斷，缺乏量化指標，判別結(jié)果因性別、心情等因素造成差異，而且對判別

2、者要求很高，需要長期學習和訓練。因而，在紅茶加工過程中，迫切需要一種科學、準確評判紅茶“發(fā)酵”程度的方法。
　　近紅外光譜(NIRS)可對多種組分同時測定，且具有快速、無損、易操作等特點，已經(jīng)廣泛應用于農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)分析和實時監(jiān)測等方面。本研究以祁門紅茶發(fā)酵過程中的茶樣為研究對象，利用近紅外光譜分析技術(shù)對“發(fā)酵”這一工序進行的監(jiān)控，實現(xiàn)科學、準確的判別祁門紅茶“發(fā)酵”程度。通過研究取得以下成果：
　?。?）建立了近紅外光譜技術(shù)結(jié)

3、合發(fā)酵葉中兒茶素含量的祁門紅茶發(fā)酵程度判別模型。通過對光譜預處理方法、特征波長選擇，對比不同的建模結(jié)果，得到最優(yōu)定量分析模型。試驗結(jié)果顯示，采用標準正態(tài)變量變換進行預處理，利用聯(lián)合區(qū)間偏最小二乘法（Si-PLS）建立兒茶素含量判別模型，模型最優(yōu)組合包含20個光譜區(qū)間并聯(lián)合3個子區(qū)間和10個主成分數(shù)，校正集的R、RMSECV分別為0.9401、1.22；預測集的R、RMSEP分別為0.9379、1.18。
　?。?）建立了近紅外光譜

4、技術(shù)結(jié)合發(fā)酵葉中氨基酸含量的祁門紅茶發(fā)酵程度判別模型。首先采用標準正態(tài)變量變換法進行光譜預處理，再利用 Si-PLS法建立氨基酸含量判別模型。試驗結(jié)果顯示，模型最優(yōu)組合包含20個光譜區(qū)間并聯(lián)合4個子區(qū)間和9個主成分數(shù)，校正集的R、RMSECV分別為0.9558、1.768；預測集的R、RMSEP分別為0.9495、2.16。
　?。?）建立了近紅外光譜技術(shù)結(jié)合計算機圖像處理技術(shù)對祁門紅茶發(fā)酵程度判別模型。首先提取圖像顏色信息值（R

5、GB）并進行組合，采用偏最小二乘法（PLS）對R值、R+G值、R/B值建立模型。試驗結(jié)果顯示，R+G值的校正集相關(guān)系數(shù)和交互均方根誤差分別為0.8559和4.8；預測集中，相關(guān)系數(shù)和預測均方根誤差分別為0.8425和6.5，表明這個模型具有較好的擬合程度和預測能力，能夠發(fā)酵程度進行判別。而R值、R/B值校正集相關(guān)系數(shù)和預測集相關(guān)系數(shù)極低，不能夠?qū)崿F(xiàn)祁門紅茶發(fā)酵程度的判別。
　?。?）利用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合偏最小二乘判別分析法（PL