基于電子鼻技術的茶葉品質檢測研究.pdf

1、我國茶葉總產量占世界第二，茶葉除了給大們帶來生活的享受外，也是出口創(chuàng)匯的重要商品，尤其江浙一帶更是以綠茶——西湖龍井，聞名遐邇!但是一直以來，對于茶葉品質的評定，國內外現普遍采用的是感官審評法。感官審評法往往受評茶師個人的經驗、心理與生理等因素以及環(huán)境溫度、光線、亮度等因素的影響，重復性比較差。其他各審定方法也還都處于發(fā)展完善中，存在很多的不足。這就對茶葉品質的檢測和評定提出了更高的要求，要求其更加科學化和規(guī)范化。 茶葉香氣是決

2、定茶葉品質的重要因子之一，而且茶葉的“香”，與“味”之間也有比較密切的關系，一般來講有了好的香氣，必然會有好的滋味。茶葉呈現的香氣是多種香氣成分共同作用的結果，不是某一二種物質所決定的。電子鼻技術模擬了哺乳動物的嗅覺機理，從總體上來掃描待測物質的香氣成分，讓人們認識到綜合評價氣味整體信息的巨大潛力。但是目前國內外電子鼻技術應用于茶葉方面的研究還很少。本課題將電子鼻技術用于茶葉品質的檢測，著重解決對茶葉的品質等級及貯藏時間進行評定和預測時

3、特征值提取及模式識別的問題。 研究以兩組茶葉樣品為對象進行預備試驗，在當電子鼻流速為100ml/min、茶葉樣品5g的條件下，通過對電子鼻響應信號相對標準差的分析，確定較優(yōu)的實驗條件和參數設置。從分析結果來看，不同的頂空空間對電子鼻各傳感器響應影響顯著，尤其頂空容積較小和較大時差異更為顯著，較大容積的頂空空間有利于保持信號的穩(wěn)定。不同頂空生成時間對電子鼻各傳感器影響也顯著，但是差異主要來自于過長時間的靜置；在較短的時間時，差異并

4、不顯著。通過對電子鼻響應最大值的分析，水蒸氣對信號的影響也比較顯著。并且確定電子鼻的采樣和清洗時間分別為60s和70s。 課題以五組不同等級的茶葉、茶水、茶底為研究對象，通過電子鼻檢測并提取其各特征值，生成高維的特征向量。采用主成分及遺傳算法的方法提取其相應的主成分分量及最優(yōu)特征組合，構成模式識別的輸入。采用線性判別分析和BP神經網絡的方法進行模式識別分析，對茶葉的不同等級和貯藏時間進行判別分析和預測。 線性判別分析結果

5、顯示，采用電子鼻對于干茶葉的響應信號，兩種特征提取方法得到的特征向量對茶葉的不同貯藏時間的判別分析結果較好；采用電子鼻對茶水的響應信號，用前五個主成分值作為特征向量時，對茶葉等級的判別結果比較好；采用電子鼻對茶底的響應信號進行分析時，兩種方法獲得的特征向量，無論是對茶葉等級，還是貯藏時間的判別分析結果都不太好。 BP神經網絡的方法對茶葉的貯藏時間進行預測，采用干茶葉的電子鼻響應信號，對茶葉貯藏時間進行預測，所有預測樣本中只有8.

6、8％的預測誤差超過10天。所有預測樣品中，對于貯藏了120天的各等級茶葉預測的最大誤差約為31天(T100較低等級的茶葉)，對于貯藏了180天的各等級茶葉其預測的最大誤差約為21天(T100較低等級的茶葉)，預測結果較佳。采用茶水和茶底的電子鼻信號時，預測的誤差平均值較大，預測結果相對于采用干茶葉的較差。 同時對茶葉香氣成份進行了分析，茶葉香氣成份變化復雜，有些隨著貯藏時間延長或等級降低含量減少，反之，有些增加?？傊?，茶葉的香型

7、特征是多種成分，并且在一個適當比例時的結果。通過建立其多元線性回歸模型，對茶葉香氣成分某些主要類別以及某些主要成分的變化與電子鼻響應間的關系進行分析，探討各類茶葉香氣成分及一些主要茶葉香氣成分與電子鼻響應間的關系以各類香氣成分作為因變量，電子鼻各傳感器的信號作為自變量，建立兩者間的逐步線性回歸模型，探討了各傳感器與各類香氣成分間的線性關系。不同傳感器與不同類的香氣成分的線性相關的顯著性程度不同。隨傳感器特性不同，有的呈顯著正相關，有的呈