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智能感官分析技术在茶叶品质检测中的应用 摘 要：感官品评是茶叶品质评价的通常方法，可直接反应人的感受及对产品的 质量要求，但具有一定的主观性。理化检测比较客观、准确，但只能说明茶叶的 成分组成和结构，不能反应茶叶的整体品质。以传感器和多元统计分析技术为核 心的智能感官分析技术可在一定程度上模拟人的感官给出有关茶叶香气、滋味和 外质的评判结果和指纹信息。本文剖析了智能感官系统的基本原理，综述了智能 感官分析技术在茶叶品质检测中的国内外研究进展，分析了必威体育精装版的动态和研究中 的不足，并对该技术的发展和进一步的研究进行了展望。 关键词：智能感官分析；茶叶品质；检测 我国是茶叶生产和贸易大国，是世界上唯一的乌龙茶生产和出口国，也是世 界上最大的绿茶生产国和出口国。我国的茶文化底蕴深厚，茶叶不仅是一种优势 农产品，而且已演变成为中华民族的一种核心文化产品。然而目前商品茶质量级 别混乱、售价模糊，假冒伪劣、以次充好的现象时常发生，对茶叶贸易和消费者 权益带来了不良的影响，对茶叶品质科学检测和评价技术提出了新的需求。 长期以来感官品评都是评定茶叶品质优劣的重要方法，但该方法需要有丰富 的茶学知识和审评经验。除非是专业茶叶审评员、经销商或制造商，一般购茶者 很难分辨茶叶质量的优劣。但培养一名茶叶评审员不仅要精心挑选，投入大量费 用，而且训练周期比较长，没有相当经验的积累，难以得到可靠的结果[1]。而 且即便是专业品茶师，其感觉器官的灵敏度也易受外界因素的干扰而改变，从而 影响评价结果的准确性、客观性和一致性。如人的嗅觉分辨力易受外界异杂气味 的干扰；人的味觉敏感度易受其它刺激性食物及其温度的影响；人的视觉涉及到 光学、视觉生理、视觉心理等诸多因素，不同的人辨色能力会存在一定的差别。 审评人员感觉器官的灵敏度还受到其它因素影响，如地域性差别、性别不同、精 神状态及身体状况等因素[ 2 ]。此外，感官审评需在对照实物标准样的基础上 进行，而实物标准样的制作受到各种条件的限制，难以保持连续一致。并且标准 样采用前一年度或前几年度的生产性产品作原料，不可能不受天时、气候、地理 条件的影响，所以事实上标准样品质很难达到绝对的标准。 近年来，随着现代仪器分析技术的发展，茶叶的理化研究也得到了相应 的进展。茶叶香气物质分离和分析的技术已逐步从常规的气相色谱(GC)或气相色 谱-质谱联用(GC-MS)过渡到气相色谱- 嗅辨(GC-O)方法。目前已检测出700 多种 的茶叶香气成分，包括脂肪类衍生物、萜烯类衍生物、芳香族衍生物和含氮、氧 杂环类化合物。但即便如此，单纯从成分的角度也难以反应茶叶香气的整体特征 信息和茶叶的香气品质。对茶叶呈味物质的仪器分析技术主要有液相色谱法、光 谱法、质谱法、核磁共振法等。目前，已明确茶叶中含有机化学成分多达600 余 种，无机矿物元素亦达40 多种。但由于各种滋味之间存在着相互作用，如味觉 的对比、变调、协调和相杀等现象，所以测得的化学特性参数并 不能真实全面地反映出样品的味觉特征[3]。智能感官分析技术具有检测时 间短、重复性好、不需要复杂的样品预处理过程、不发生感官疲劳和检测结果客 观可靠等特点，更重要的是可以在一定程度上模拟人的感官给出有关茶叶香气、 滋味和外质的评判结果和指纹信息，是目前茶叶品质检测研究的热点和发展趋 势。 1 智能感官分析技术原理 智能感官分析技术基于对人体感官感知过程的模仿。传感器相当于生物系统 中的感觉器官，对被测样 品某方面的属性产生响应信号；信号采集器如同神经系统对响应信号进行传 输和简单处理；电脑如同人脑对信号数据进行复杂处理和分析识别，形成综合、 整体的判断。目前针对茶叶中的色、香、味、形等感官属性，所采用的智能感官 分析技术主要有机器视觉、电子鼻和电子舌技术。这三种技术根据所检测的属性 不同，采用的传感器各有不同，但其工作流程基本相似，主要包括传感器产生响 应信号、对响应信号进行预处理、提取样品特征信息、建立相关模型并进行模式 识 别，具体见图1 。 其中模式识别是智能感官系统的重要组成部分。目前应用的主要方法有主成 分分析、人工神经网络和模糊识别等。主成分分析用于信号处理，抑制多维传感 器响应信号噪声和压缩信号数据。人工神经网络对处理后的信号进行学习和训 练，建立网络模型。模糊识别则 以模糊推理对复杂事物进行模糊识别、模糊定量。 2 智能感官分析技术在茶叶品质检测中的应用 2.1 机器视觉技术对茶叶外形和色泽的研究