[發明專利]一種基于近紅外光譜技術的紅茶發酵品質的評價方法

在審

• 申請號: 201711292162.7
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107860740A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 董春旺;王梅;朱宏凱;梁高震;王近近
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院茶葉研究所
• 主分類號: G01N21/3563
• 分類號: G01N21/3563;G01N21/359
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明屬于檢測技術領域，尤其是涉及一種基于近紅外光譜技術的紅茶發酵品質的評價方法。

背景技術

紅茶是世界上消費量最大的茶類，具有清除體內自由基和抗氧化等保健作用。發酵是兒茶素為主體的多酚類化合物發生酶促氧化反應，生成水溶性的有色氧化產物茶黃素(TFs)、茶紅素(TRs)、茶褐素(TBs)和芬香物質，最終形成了紅茶特有的色、香、味等品質的化學過程。

大量研究表明，決定紅茶發酵品質的主要生化指標有：兒茶素組分(Catechins content，C、EC、GC、EGC、CG、ECG、GCG、EGCG等物質的總量)、酚氨比(TP)/游離氨基酸總量(FAA)、TFs/TRs。茶多酚呈“苦”味，而氛基酸呈“甜”味，合適的酚氨比是形成茶湯的“鮮”味特征。兒茶素是TFs和TRs形成的基礎，其含量與紅茶感官品質呈正相關。茶黃素(TFs)和茶紅素(TRs)是決定茶湯亮度和色澤的化學物質，并影響味覺強度、濃度和鮮爽度。此外，發酵中葉面色澤發生顯著變化(由綠色到紅色，再到褐色)，本質是TFs和TRs的絕對含量及組成比例變化的表象，當TFs/TRs為1:9～1:10時為最佳發酵適度點，此時在制品呈現紅銅色。國內外紅茶生產中，均通過觀察這種顏色表象變化，憑借經驗判斷發酵品質適度，制茶學稱之為“看茶做茶”，其具有主觀性和不穩定性。

若要精準獲取發酵品質信息，必須借助化學儀器持續地檢測品質成分，如：分光光度計法是茶色素成分的通用分析方法，樣品前處理及檢測過程需要耗費大量的時間，且需要具備專業技能的實驗人員操作，顯然傳統的化學分析手段無法在線、實時和快速的獲取品質成分信息，此已成為自動化和智能化紅茶加工技術實現的主要制約因素。

茶多酚(化學式為C₂₂H₁₈O₁₁)、兒茶素(C₁₅H₁₄O₆)、茶氨酸(C₇H₁₄N₂O₃)、茶黃素(C₂₉H₂₄O₁₂)和茶紅素(C₃₃H₄₇NO₁₃)以有機化合物形式存在，分子結構復雜，其含量隨發酵進程不斷變化，具有復雜的光譜吸收特征，這些光譜信息可用于分析和表征內質組分的變化。

因此，探求一種加工過程中發酵品質指標的快速檢測方法，對實現加工品質的實時監控技術至關重要。

發明內容

本發明的目的在于，旨在克服人工感官評審和理化檢測的不足，提高紅茶發酵品質評價的客觀性和精準性，為進一步實現自動化、智能化和精準化發酵控制技術提供理論基礎，而提供一種基于近紅外光譜技術的紅茶發酵品質的評價方法。

為此，本發明的上述目的通過以下技術方案來實現：

一種基于近紅外光譜技術的紅茶發酵品質的評價方法，其特征在于，所述基于近紅外光譜技術的紅茶發酵品質的評價方法包括以下操作：

(1)紅茶樣本的制備：樣本為發酵過程中不同時序下的條形工夫紅茶發酵葉，具體為：發酵總時長為360min，每隔5min取樣1次，每次取在制品樣本5個；

每次取樣的5個在制品樣本中：3個用于光譜信息的采集；1個樣品經冷凍干燥至足干，用于檢測理化成分；1個樣品經電磁干燥至足干，用于檢測感官評分；

(2)光譜信息的采集：采用光譜分析儀對發酵樣本進行漫反射光譜掃描獲取的近紅外光譜數據；

(3)發酵品質的理化指標測定：測定的每個冷凍干燥樣品的酚氨比、兒茶素、茶黃素、茶紅素和茶褐素含量；發酵品質的感官評分：測定每個電磁干燥樣品的感官評分；

(4)樣品集的劃分：采用K-S法對樣品集進行校正集和預測集的劃分，校正集和測試集比例約為3:1；

(5)光譜信息的預處理：對獲取的近紅外光譜數據在Matlab軟件中調用Zscore腳本進行預處理，并通過主成分分析法對預處理后的近紅外光譜數據進行降維，獲取主成分數據；