基于漫反射光谱的初制绿茶含水率无损检测方法.pdfVIP

第26 卷 第5 期 农 业 工 程 学 报 Vol.26 No.5 2010 年 5 月 Transactions of the CSAE May 2010 195 基于漫反射光谱的初制绿茶含水率无损检测方法 李晓丽，程术希，何 勇 （浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州 310029 ） 摘 要：茶叶含水率是影响茶叶加工品质的一项重要指标。为了实现茶叶加工中含水率的快速检测，该文提出了一种应 用漫反射光谱技术的绿茶初制过程中含水率无损检测方法。采用波长范围在325～1 075 nm 的可见-短波近红外光谱仪， 对炒青绿茶在8 个加工工序中随机抽取的568 个茶叶样本进行漫反射光谱扫描，光谱扫描后立即测量样本的含水率。对 于得到的光谱数据，采用小波变换降低其信息维度并提取小波系数，比较小波低频系数对于光谱特征信息的提取能力， 结果显示，小波低频系数能够有效提取原始光谱数据中的特征信息。采用3 种回归算法：偏最小二乘回归、神经网络和 支持向量机分别建立含水率的测量模型。比较发现支持向量机回归模型的结果最优，建模相关系数为0.9985，预测相关 系数为0.9875 。研究结果表明，漫反射光谱可以用于绿茶含水率的无损、快速检测，小波变换是一种有效的光谱特征提 取算法，而且支持向量机回归算法具有高精度和强泛化能力，可广泛用于回归分析。 关键词：近红外光谱，小波变换，支持向量机，茶叶，含水率 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.05.034 中图分类号：S127，S571.1 文献标识码：A 文章编号：1002-6819(2010)-05-0 195-07 李晓丽，程术希，何 勇. 基于漫反射光谱的初制绿茶含水率无损检测方法[J]. 农业工程学报，2010，26(5)：195－201. Li Xiaoli, Cheng Shuxi, He Yong. Nondestructive measurement of moisture content of green tea in primary processing based on diffuse reflectance spectroscopy[J]. Transactions of the CSAE, 20 10, 26(5): 195－20 1. (in Chinese with English abstract) 而且该方法受茶叶含水率范围、叶片老嫩度等因素的限 0 引 言 制。 茶叶产品是由茶叶的新鲜嫩梢经过一系列物理和化 现代可见-近红外光谱分析具有速度快、效率高、成 学变化而制成的，绿茶的加工过程包括杀青、揉捻和干 本低、测试重现性好、测量方便等特点，已经被越来越 燥等工序，在这些加工工序中含水率直接影响了原料的 多地应用于农产品、食品、石油化工、制药等领域。有 物理状态和化学反应的进程，对于茶叶品质的形成起着 [4] 学者研究利用可见-近红外光谱技术区别茶树品种 、测 非常重要的作用。以杀青工序为例，杀青的关键技术是 [5-6] 量茶叶中茶多酚的含量 、检测茶饮料中可溶性固形 [1] [7]