目前茶葉加工中品質(zhì)評判和決策實(shí)施仍然依賴制茶師傅的個人經(jīng)驗(yàn)，存在準(zhǔn)確度低、一致性差、無法量化評判的缺陷，尚缺乏科學(xué)準(zhǔn)確、快速量化的智能評判方法。基于此，安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶葉品質(zhì)控制與綜合利用團(tuán)隊(duì)在前期工作基礎(chǔ)上，對我國主產(chǎn)的紅、綠茶加工關(guān)鍵工序品質(zhì)評判技術(shù)進(jìn)行了攻關(guān)研究，開發(fā)了茶葉加工品質(zhì)的智能化評判技術(shù)和方法，以期為“十四五”期間實(shí)現(xiàn)茶葉智能化加工提供技術(shù)支撐。相關(guān)結(jié)果近期相繼發(fā)表在食品科學(xué)領(lǐng)域期刊《Food Chemistry》。
前兩項(xiàng)研究分別針對工夫紅茶發(fā)酵過程中外觀和內(nèi)質(zhì)的品質(zhì)變化規(guī)律，定向開發(fā)靶標(biāo)物的原位可視化定量檢測技術(shù)。
在第一項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)自搭建了低成本的計算機(jī)視覺系統(tǒng)，用以模擬人的視覺功能對發(fā)酵茶樣的外觀品質(zhì)進(jìn)行快速感知。針對發(fā)酵中引起外觀變化的關(guān)鍵指標(biāo)兒茶素、茶黃素和葉綠素等，分析了各品質(zhì)指標(biāo)與視覺圖像中顏色變量的相關(guān)性，并篩選了相關(guān)性較強(qiáng)的特征顏色變量;通過多樣本結(jié)合化學(xué)計量學(xué)建模，分別建立了各品質(zhì)指標(biāo)的定量預(yù)測模型;通過逐一提取像素級信息進(jìn)行模型反演，并結(jié)合化學(xué)偽彩色成像，繪制了發(fā)酵過程關(guān)鍵品質(zhì)指標(biāo)含量及分布的可視化圖。
在第二項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)針對發(fā)酵過程酚類物質(zhì)氧化減少引起的內(nèi)質(zhì)變化，以酚類物質(zhì)為關(guān)鍵指標(biāo)?；诒脚鹚岷蛢翰璺涌赡婀矁r結(jié)合的原則，選取苯硼酸作為與多酚類物質(zhì)定向結(jié)合的受體，鄰苯二酚紫和茜素紅S被用作反應(yīng)的指示劑，開發(fā)了指示劑置換陣列IDA傳感器。首先驗(yàn)證了IDA與兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品反應(yīng)的可行性，發(fā)現(xiàn)當(dāng)受體加入指示劑中，指示劑呈現(xiàn)明顯的顏色變化和紫外吸收峰的偏移;當(dāng)反應(yīng)物兒茶素加入受體-指示劑混合體系后，兒茶素競爭性結(jié)合受體，使指示劑脫離處理，呈現(xiàn)原來的顏色?；诖?，將IDA傳感器用于真實(shí)發(fā)酵樣的檢測，發(fā)現(xiàn)不同發(fā)酵程度茶樣的顯色反應(yīng)呈現(xiàn)出差異，并且顯色差異值與發(fā)酵樣中的多酚濃度呈現(xiàn)較強(qiáng)的相關(guān)性。采用化學(xué)計量學(xué)手段，建立了IDA顯色差異值與多酚含量的關(guān)聯(lián)模型，通過計算機(jī)視覺系統(tǒng)采集IDA顯色差異值即可快速預(yù)測出多酚含量，從而實(shí)現(xiàn)了發(fā)酵程度的定性、定量評判。
與傳統(tǒng)人工視覺評判相比，前兩項(xiàng)研究所開發(fā)的技術(shù)裝備具有成本低廉、準(zhǔn)確度高、結(jié)果準(zhǔn)確量化的優(yōu)勢，適用于紅茶發(fā)酵過程品質(zhì)的在線監(jiān)測。
在第三項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)針對綠茶加工水分的快速檢測開展了研究，開發(fā)了綠茶殺青過程水分在線檢測技術(shù)。水分是農(nóng)產(chǎn)品(包括茶葉)加工中的關(guān)鍵監(jiān)測指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)加工中水分在線監(jiān)測對于優(yōu)化加工決策和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。近紅外光譜技術(shù)能夠成功地應(yīng)用于茶葉水分檢測，多是基于實(shí)驗(yàn)室設(shè)備所開發(fā)的檢測模型。受儀器成本、尺寸和檢測條件等因素的限制，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備目前無法直接應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而為每一臺光譜儀開發(fā)一個專用的監(jiān)測模型效率較低，需要重新采樣和校正的繁瑣過程。因此，研究團(tuán)隊(duì)提出實(shí)驗(yàn)室高光譜向在線近紅外進(jìn)行模型傳遞的研究思路，實(shí)現(xiàn)了綠茶殺青環(huán)節(jié)的水分在線監(jiān)測。
來源：《中國食品報》(2022年10月13日07版)
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