[發(fā)明專利]一種夏秋茶內(nèi)咖啡因含量的快速檢測方法及裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210115780.5
• 申請日: 2012-04-19
• 公開（公告）號: CN102680416A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳全勝;趙杰文;岳鵬翔
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: G01N21/31
• 分類號: G01N21/31
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種針對夏秋茶內(nèi)咖啡因含量快速檢測方法及裝置，特指基于濾波片分光式近紅外光譜的夏秋茶內(nèi)咖啡因含量快速檢測方法及便攜式裝置。?

背景技術(shù)

夏秋茶口感不是很好，但茶葉中的有效成分含量并不少。從茶葉中提取的多酚類物質(zhì)茶多酚，具有美容、抗衰老、抗肥胖等功效，還被譽為“心血管的保護神”。目前，世界各國對茶多酚的廣泛應(yīng)用與開發(fā)，使市場對茶多酚的需求增長驚人。利用夏秋茶低檔原料開發(fā)茶多酚等產(chǎn)品，可增加茶農(nóng)增收入，延長茶葉產(chǎn)業(yè)鏈。夏秋季高溫天氣有利于茶葉中咖啡因成分的富集和形成，咖啡因含量對最終的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，因此，在夏秋茶深加工開發(fā)過程中，有必要對其原料中的咖啡因含量進行檢測。目前，茶葉中咖啡因含量檢測方法通常有碘量法、高效液相色譜分析方法、紫外分光光度計等理化分析方法，雖然理化分析方法的結(jié)果客觀可信，但其步驟煩瑣、檢測時間長、檢測費用高，不利于夏秋茶深加工過程中的快速檢測。?

近紅外光譜分析技術(shù)具有檢測速度快、樣本無需預(yù)處理、分析過程無需化學(xué)試劑等優(yōu)點，近年來，該技術(shù)茶葉品質(zhì)快速無損檢測上得到了廣泛地應(yīng)用，但大多還僅限于實驗室研究階段。經(jīng)檢索，授權(quán)的僅有2個國內(nèi)相關(guān)發(fā)明專利，“近紅外技術(shù)快速檢測茶葉品質(zhì)的方法”（ZL200910116733.0）；“利用可見-近紅外漫反射光譜技術(shù)檢測茶鮮葉氮含量的方法”（ZL200810155716.3）。已經(jīng)公開的相關(guān)發(fā)明有“?基于近紅外光譜技術(shù)無損測量茶葉中茶多酚含量的方法（200710069114.1）”和“基于近紅外光譜和機器視覺技術(shù)的茶葉品質(zhì)無損檢測方法及裝置（200810236223.2）”。從檢索結(jié)果看，目前近紅外光譜分析技術(shù)在茶葉品質(zhì)快速檢測大都采用商業(yè)化的設(shè)備，盡管這些設(shè)備精密度高，通用性強，功能全面，但它們構(gòu)造復(fù)雜，價格昂貴，設(shè)備笨重，不便于攜帶。在夏秋茶內(nèi)咖啡因含量的快速檢測上似乎有點浪費。?

針對夏秋茶深加工要求，本發(fā)明提供一種快速檢測夏秋茶中咖啡因含量的方法及便攜式檢測裝置。本發(fā)明方法可實現(xiàn)對夏秋茶中咖啡因含量進行快速檢測，本發(fā)明裝置專一性強，結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，攜帶方便適合夏秋茶深加工工藝中快速檢測要求。?

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展情況，本發(fā)明的目的就是要提供一種快速檢測夏秋茶中咖啡因含量的方法及便攜式檢測裝置，利用一種基于濾波片分光式光譜儀執(zhí)行光譜數(shù)據(jù)采集，并對其進行標定和預(yù)處理，然后再結(jié)合數(shù)據(jù)庫中由標準理化分析方法得到的咖啡因含量，通過多元線性回歸的方式得到一個預(yù)測咖啡因含量預(yù)測模型。然后，光譜儀采集得到夏秋茶光譜數(shù)據(jù)并經(jīng)過相應(yīng)的標定和預(yù)處理后代入該模型，即可檢測得到夏秋茶內(nèi)的咖啡因含量。?

本發(fā)明的目的是通過以下方法實現(xiàn)的。?

首先建立預(yù)測模型。?

選取一定數(shù)量并具有代表性的夏秋綠茶原料，將其粉碎過篩，稱取相同重量的茶葉粉末作為一個樣本。首先，本發(fā)明的一種基于濾波片分光式光譜儀裝置，利用該裝置執(zhí)行每個樣本的近紅外光譜數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)采集卡傳輸至計算機并完成相應(yīng)的光譜數(shù)據(jù)的標定和預(yù)處理；然后，利用常規(guī)檢測方法測量每個樣本中咖啡因的含量，將其作為參考測量結(jié)果，所有樣本的參考測量結(jié)果組成一個數(shù)據(jù)庫為后面建立預(yù)測模型服務(wù)；最后將每個樣本的光譜變量與數(shù)據(jù)庫中參考測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)，通過多元回歸的方法建立一個預(yù)測模型。所述的光譜值標定、預(yù)處理和預(yù)測模型建立，是先通過標準的白板對原始光譜值進行黑白校正，對采集得到不同波長下的光譜值采取標準歸一化預(yù)處理，然后，將這些光譜變量與數(shù)據(jù)庫中每個樣本的參考測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)，通過多元線性回歸的方法建立一個預(yù)測模型。?

進行樣本測試。?

①????在穩(wěn)定的條件下，利用本發(fā)明中基于濾波片分光的便攜式光譜儀裝置執(zhí)行樣本的數(shù)據(jù)采集，通過數(shù)據(jù)采集卡傳輸至計算機。?

②????計算機對采集得到的光譜數(shù)據(jù)進行標定和預(yù)處理，并代入預(yù)先建立好的預(yù)測模型中即可得到該樣本的咖啡因含量，在自行開發(fā)的檢測軟件系統(tǒng)界面上顯示該樣本的咖啡因含量數(shù)值，至此本論測試結(jié)束。?

具體操作過程為：將夏秋綠茶粉碎過篩，然后裝入一個標準的樣品杯中壓實；光纖鹵素?zé)籼峁┓€(wěn)定的光源，鹵素?zé)舭l(fā)出的光通過光纖引出，光纖與樣本無縫接觸，光纖引出的光均勻地照射在樣本上，光在顆粒狀固體顆粒內(nèi)部形成漫反射，漫反射出來的光由光纖傳導(dǎo)通過濾波片分光后進入檢測器，檢測器將采集得到的數(shù)據(jù)通過采集卡傳輸?shù)接嬎銠C；然后，通過輪盤的旋轉(zhuǎn)，分別讓漫反射光通過不同波長濾波片，從而檢測得到不同波長下的光譜值。?