目前茶葉加工中品質(zhì)評判和決策實施仍然依賴制茶師傅的個人經(jīng)驗，存在準確度低、一致性差、無法量化評判的缺陷，尚缺乏科學準確、快速量化的智能評判方法。基于此，安徽農(nóng)業(yè)大學茶葉品質(zhì)控制與綜合利用團隊在前期工作基礎(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)表在食品科學領(lǐng)域期刊《Food Chemistry》。
前兩項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)靶標物的原位可視化定量檢測技術(shù)。
在第一項研究中，研究團隊自搭建了低成本的計算機視覺系統(tǒng)，用以模擬人的視覺功能對發(fā)酵茶樣的外觀品質(zhì)進行快速感知。針對發(fā)酵中引起外觀變化的關(guān)鍵指標兒茶素、茶黃素和葉綠素等，分析了各品質(zhì)指標與視覺圖像中顏色變量的相關(guān)性，并篩選了相關(guān)性較強的特征顏色變量;通過多樣本結(jié)合化學計量學建模，分別建立了各品質(zhì)指標的定量預測模型;通過逐一提取像素級信息進行模型反演，并結(jié)合化學偽彩色成像，繪制了發(fā)酵過程關(guān)鍵品質(zhì)指標含量及分布的可視化圖。
在第二項研究中，研究團隊針對發(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。基于苯硼酸和兒茶酚可逆共價結(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。首先驗證了IDA與兒茶素標準品反應(yīng)的可行性，發(fā)現(xiàn)當受體加入指示劑中，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)較強的相關(guān)性。采用化學計量學手段，建立了IDA顯色差異值與多酚含量的關(guān)聯(lián)模型，通過計算機視覺系統(tǒng)采集IDA顯色差異值即可快速預測出多酚含量，從而實現(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，前兩項研究所開發(fā)的技術(shù)裝備具有成本低廉、準確度高、結(jié)果準確量化的優(yōu)勢，適用于紅茶發(fā)酵過程品質(zhì)的在線監(jiān)測。
在第三項研究中，研究團隊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，實現(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，多是基于實驗室設(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，實驗室設(shè)備目前無法直接應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。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，研究團隊提出實驗室高光譜向在線近紅外進行模型傳遞的研究思路，實現(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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