▲安徽黃山茶園
中國是茶葉的故鄉(xiāng)，茶資源極為豐富。作為全球最大產(chǎn)茶國家之一，2020年，我國茶葉年產(chǎn)量達298.6萬噸；茶葉種植面積已達316.5萬公頃，占全球茶葉種植總面積的62.1%。隨著市場的逐步擴大，茶葉在生產(chǎn)銷售中的質(zhì)量安全問題備受關(guān)注，茶葉檢驗作為鑒定其質(zhì)量安全的重要手段，研究它的歷史起源與發(fā)展具有重要意義。
本文概述了我國茶葉檢驗的發(fā)展歷程，以期對今后的茶葉檢驗工作提供借鑒。
茶葉檢驗及質(zhì)量安全事關(guān)消費者身體健康和人身安全。茶葉檢驗，從茶葉成為商品那時起就已開始。中國茶葉檢驗，自唐宋至今，手段越來越多，對茶葉的質(zhì)量要求也是千變?nèi)f化。
茶葉檢驗包括物理檢驗和化學(xué)檢驗。物理檢驗是指采用物理方法來檢測茶葉品質(zhì)的一種手段，一般包括感官檢驗、粉末碎茶含量檢驗、茶葉包裝檢驗、茶葉夾雜物檢驗等；化學(xué)檢驗主要是茶葉內(nèi)含成分的檢驗（水分、灰分、多酚類、咖啡堿、氨基酸、香氣等）、農(nóng)藥殘留量、重金屬含量等。
茶葉檢驗貫穿茶葉的栽種、加工、貿(mào)易及科學(xué)研究的全過程，是維護茶葉品質(zhì)和保證茶葉質(zhì)量安全的重要手段之一。在茶葉生產(chǎn)和貿(mào)易中，茶葉檢驗起著規(guī)范和指導(dǎo)作用。根據(jù)安全標準推薦的檢測方法，按照標準規(guī)定的定量限，對茶葉中農(nóng)殘、重金屬等安全指標進行檢驗，可以規(guī)范生產(chǎn)加工中農(nóng)藥的使用；通過感官、理化成分檢驗?zāi)軌蛟u定茶葉的優(yōu)劣，保證茶葉在貿(mào)易中的品質(zhì)，促進國內(nèi)外良好的貿(mào)易關(guān)系。
1、我國茶葉檢驗的萌芽時期
在古代，小農(nóng)經(jīng)濟一直占據(jù)主導(dǎo)地位，茶稅是政府財政收入的重要來源之一。因此政府重視茶葉貿(mào)易中的假茶問題，對于假茶有明確的律法及處罰。
唐朝建中元年，政府開始對茶葉征稅；太和九年始行榷茶制，但私茶盛行對政府的稅收造成一定損失，也給榷茶制的施行帶來挑戰(zhàn)，故政府頒布禁止私茶的律法。宋朝出現(xiàn)了制作及售賣假茶的現(xiàn)象，政府加強對假茶的管制。例如，元豐時期實施水磨茶法；建隆時期，李燾《續(xù)資治通鑒長編》卷二中記載了首條針對販賣假茶的律法，此后政府又頒布打擊制造假茶的條例。
2、我國茶葉檢驗的初步發(fā)展時期
假茶的出現(xiàn)與泛濫跟政府政策和商品經(jīng)濟有著密不可分的聯(lián)系。明代茶法最重視茶馬貿(mào)易，對川陜地區(qū)的茶葉販運立法管控極嚴，造成不同地區(qū)茶價懸殊，因此誘發(fā)私茶的泛濫；明初所立茶葉律法，大多與打擊私茶販運相關(guān)，針對假茶的立法至弘治以后方才出現(xiàn)；弘治時期，朝官上數(shù)道奏議，論及禁異省私茶、假茶等事項；嘉靖朝清理茶法，將弘治時期的奏議刊布通行。清朝道光以后，中國與外國建立貿(mào)易往來關(guān)系，茶葉貿(mào)易成為重要的一項，但其可觀的利潤也促使假茶的肆虐。綜上，各朝代針對假茶雖設(shè)置了茶葉相關(guān)律法，但這些律法零散且不成體系。
1840年鴉片戰(zhàn)爭后，不法商販為擴大利潤，大量售賣著色茶、回籠茶和劣質(zhì)茶葉等摻假茶。英國在18世紀禁止茶葉摻假條例的基礎(chǔ)上，于1869年頒布了第一個由議會通過的《食品與飲品摻假法》，中國被迫在與印度等國的競爭中發(fā)展茶葉出口檢驗。1871年，在漢口活動的茶葉六幫自發(fā)籌建漢口茶業(yè)公所。1890年，張之洞于漢口先行創(chuàng)辦茶葉公棧，“既便查色樣摻雜之弊”。1896年，戶部在以陳熾《振興商務(wù)條陳》的基礎(chǔ)上頒行茶照、設(shè)立茶政局和茶葉公所。對比中央政府，浙江、福建、臺灣等地方政府更有作為，其律令皆側(cè)重處罰力度和沒收處理方式，如福州地方政府對販賣窩屯偽劣茶等行為采取管理懲治行動，“經(jīng)迭次被獲章焚毀從重懲辦奸徒，稍知斂跡，南臺稅厘統(tǒng)局，已出示嚴禁，如有造作販賣及窩屯等事，立即照律治罪”。1900年，南臺稅厘統(tǒng)局發(fā)布公告重申禁止偽劣茶，并告知商戶嚴禁制售，同時以獎勵形式鼓勵民眾檢舉告發(fā)制售偽劣茶者。此前茶葉檢驗僅作為一項茶葉出口的程序存在，且多以有經(jīng)驗的茶師品嘗為主，并無詳細規(guī)定客觀的檢驗方法和標準。直至1905年，清政府頒行《茶葉改良章程》，對茶葉種植與生產(chǎn)的各個程序做出了規(guī)定，以保證茶葉的衛(wèi)生與品質(zhì)。
從總體趨勢來看，這段時期茶葉檢驗的發(fā)展緩慢，僅涉及茶葉摻假問題，而無其他檢驗標準。
1、茶葉檢驗的快速發(fā)展時期
1911年，為推動社會經(jīng)濟復(fù)蘇與秩序建立，政府開始設(shè)置機構(gòu)并制定標準，對出口茶葉進行檢驗，有效改善了中國茶葉貿(mào)易在國內(nèi)外市場中的聲譽和經(jīng)濟地位。1914年，農(nóng)商部部長張騫擬定《擬具整理茶葉辦法并檢查條例呈》和《茶葉檢查條例》，奠基了中國茶葉檢驗制度的基礎(chǔ)。1915年浙江溫州設(shè)立了第一個由茶商自發(fā)組織的地方性檢驗試點——永嘉茶葉檢驗處，作為中國地方性出口茶葉檢驗工作的開始。1923年臺灣總督府設(shè)立茶葉檢驗所，是中國正式辦理茶葉出口檢驗的標志。
1931年，中央實業(yè)部批準了第一個由官方制定并實施的出口茶葉檢驗條例——《出口茶葉檢驗規(guī)程》，條例中設(shè)置了茶葉出口的各項標準及檢驗程序，其中規(guī)定綠茶暫以平水夏茶八號珠為最低標準；紅茶暫以湖南次紅為最低標準；其他各種茶，香味相當(dāng)即可。水分以8.5%為合格，灰分以5%~7%為合格。隨后，上海、漢口兩地商檢局相繼根據(jù)實業(yè)部后續(xù)發(fā)布的《茶葉檢驗實施細則》實施檢驗，這標志著全國性茶葉出口檢驗的開始。1932年茶葉檢驗標準更加詳細，主要對不同茶類的水分做出了不同規(guī)定，更加切合實際。1933~1935年間茶葉檢驗標準大致與1932年類似。1935年實業(yè)部公布了《商品檢驗局茶葉檢驗施行細則》，擴大了不合格茶葉的范圍，對人為因素造成的茶葉品質(zhì)的破壞進行限制。1936年上海、漢口商檢局對茶葉檢驗標準條例重新厘定。1937年的茶葉檢驗標準在茶葉品質(zhì)最低標準、取締著色茶等方面都進一步完善，頒布了《經(jīng)濟部商品檢驗局茶葉檢驗實施細則》和《著色茶葉取締辦法》。至此，茶葉檢測體系初具雛形，并一直沿用到新中國成立后。
1936年，全國經(jīng)濟委員會召開全國茶葉技術(shù)會議，提議實行茶葉產(chǎn)地檢驗，頒布《實業(yè)部茶葉產(chǎn)地檢驗規(guī)程》10條。1937年茶葉產(chǎn)地檢驗監(jiān)理處于上海設(shè)立，并在浙江、安徽、江西設(shè)立產(chǎn)地檢驗辦事處。同年，廣州商檢局在福州、廈門設(shè)立商檢處，并在福鼎設(shè)立辦事處。但由于抗日戰(zhàn)爭的爆發(fā)，茶葉產(chǎn)地檢驗及出口檢驗工作受阻，于1938年改由各省辦理。
2、茶葉檢驗的低靡時期
1941年太平洋戰(zhàn)爭爆發(fā)，茶葉外銷受阻，茶葉檢驗告停，茶葉產(chǎn)區(qū)各自為政，矛盾混亂?？箲?zhàn)結(jié)束后，各地商品檢驗局逐漸恢復(fù)，出口檢驗亦由出口檢驗局辦理；1946年解放戰(zhàn)爭爆發(fā)，茶葉出口萎靡不振。解放后又遭帝國主義封鎖，茶葉出口更加困難，夾縫中求生存，茶葉檢驗發(fā)展緩慢。
3、茶葉檢驗的復(fù)蘇時期
1949年，中華人民共和國成立，國家百廢待興。1950年，中央貿(mào)易部在北京召開第一屆全國商品檢政會議，制訂了全國統(tǒng)一的出口茶葉檢驗暫行標準，決定恢復(fù)茶葉產(chǎn)地檢驗，并擬訂《茶葉產(chǎn)地檢驗暫行辦法》。由此，在黨和政府的領(lǐng)導(dǎo)和重視下，茶葉檢驗工作開始復(fù)蘇。1951年，上海商品檢驗局舉辦全國茶檢業(yè)務(wù)集訓(xùn)，統(tǒng)一技術(shù)人員的評檢、檢驗技術(shù)和操作規(guī)程。1952年，我國決定禁絕著色茶葉。1954年，中國茶業(yè)公司福建省公司和福州商檢處廈門聯(lián)合召開會議，規(guī)定紅茶、綠茶、烏龍茶以及花茶的出口檢驗標準。
自1950年制訂出口茶葉檢驗暫行標準以來，外貿(mào)部先后于1952、1955、1960年對其進行修訂。1955年，將適用茶類刪去磚茶，增列花茶類和白茶類。1962年，《輸出茶葉檢驗暫行標準》正式施行，成為建國以來較為全面的一部茶葉標準。該標準規(guī)定了綠茶、紅茶、烏龍茶、花茶的水分、灰分、粉末含量指標及包裝要求。1963年外貿(mào)部商檢局召開茶葉檢驗工作會議，主要對某些特種化驗項目的檢驗方法進行明確規(guī)定。1964年，對外貿(mào)易部將烏龍茶、花茶增列為法定檢驗的出口商品。
自1950年恢復(fù)茶葉產(chǎn)地檢驗，貿(mào)易部商檢局發(fā)布《茶葉產(chǎn)地檢驗暫行辦法》以來，貿(mào)易部商檢局在核定實施產(chǎn)地檢驗的地區(qū)分別設(shè)立工作站。如上海商檢局先后在浙江、安徽、福建等主要產(chǎn)茶省分別設(shè)立工作站、駐廠小組和駐廠員；漢口商檢局在江西、湖南、湖北等省份設(shè)立工作站或駐廠檢驗小組。此時，產(chǎn)地檢驗工作主要由商檢局設(shè)立的檢驗機構(gòu)負責(zé)，檢驗項目以輸出檢驗規(guī)定為準，但茶葉粉末、水分兩項比原標準提高10%。1958年，對外貿(mào)易部將茶葉產(chǎn)地檢驗工作移交給各省茶葉公司和各地茶廠自行辦理，部分商品檢驗局將出口茶葉原始檢驗工作移交給口岸公司辦理。
建國后，茶葉檢驗工作總體發(fā)展平穩(wěn)。
1、茶葉檢驗相關(guān)機構(gòu)及政策的完善
改革開放初期，茶葉檢驗工作圍繞商業(yè)部杭州茶葉加工研究所（現(xiàn)為中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院）、中華人民共和國農(nóng)業(yè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局、各地方商檢局等機構(gòu)展開。1980年，出口茶葉原始檢驗工作再次改由各口岸商檢局自行辦理。1981年對外貿(mào)易部和國家商檢總局下達《部暫行標準——茶葉》（WMB48—81）及《出口茶葉取樣、檢驗皙行技術(shù)規(guī)程》，對出口茶的茶類、等級劃分、感官指標、理化指標均作出具體規(guī)定。同時，國家商檢總局下達《出口茶葉檢驗工作試行細則》，加強茶檢工作的科學(xué)管理。自此，各地在國家商檢總局的領(lǐng)導(dǎo)下對出口茶葉展開了有條不紊的檢驗工作，為完善我國茶葉檢驗體系做出了重要的貢獻。
為全國茶葉檢驗工作的開展更加符合實際情況，提高其約束性、操作性和公認性，對外貿(mào)易部和國家商檢局在1987年至1990年組織召開多次全國茶檢工作會議及專家座談會，對出口茶葉感官審評評分方法標準及《部暫行標準—茶葉》執(zhí)行情況、衛(wèi)生注冊等問題進行討論。1989年，第七屆全國人大常委會通過了《中華人民共和國進出口商品檢驗法》，標志著我國商檢工作進入了法制管理的新階段，茶葉檢驗同樣受此法律的管理，成為由國家強制保障實施的行為規(guī)范。
1988年，國家茶葉質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心（現(xiàn)更名為國家茶葉質(zhì)量檢驗檢測中心，隸屬于中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究院）成立，是經(jīng)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局授權(quán)、國家認證認可監(jiān)督管理委員會資質(zhì)認定的唯一法定的國家茶葉檢驗機構(gòu)，并于1998年通過國家實驗室認可，能出具得到國際實驗室認可、合作組織（ILAC）成員國相關(guān)機構(gòu)承認的檢驗報告。
1998年，中國商品檢驗局、中國衛(wèi)生檢疫局、中國動植物檢疫局三個機構(gòu)合并組建國家出入境檢驗檢疫局，統(tǒng)籌并細化各項茶葉進出口檢驗工作。次年，國家出入境檢驗檢疫局召開全國進出口茶葉檢驗檢疫監(jiān)管工作會議，對進出口茶葉檢驗監(jiān)督管理辦法、進出口茶葉殘留物質(zhì)檢驗監(jiān)管計劃等方面進行了深入的討論研究。2000年國家出入境檢驗檢疫局衛(wèi)生監(jiān)管司召開出口茶葉農(nóng)殘檢測工作專家組會議，起草《關(guān)于進一步加強出口茶葉衛(wèi)生檢驗監(jiān)督管理的通知》及有關(guān)文件。
21世紀初期，茶葉產(chǎn)地檢驗及生產(chǎn)許可證審查制度和機構(gòu)進一步完善。2001年，農(nóng)業(yè)部正式推行“無公害食品行動計劃”，實行產(chǎn)地認定和產(chǎn)品認證制度，并于2002年和2003年相繼頒布了“無公害茶葉”和“有機茶”的農(nóng)業(yè)行業(yè)標準及檢驗要求。2004年，《中華人民共和國進出口貨物原產(chǎn)地條例》于國務(wù)院常務(wù)會議通過，自次年起施行。同時，國家質(zhì)檢總局下發(fā)了《關(guān)于印發(fā)糖果制品、茶葉等13類食品生產(chǎn)許可證審查細則的通知》，決定自2005年起對茶葉等13類食品實施食品質(zhì)量安全市場準入制度，并逐年完善細則內(nèi)容，提高各地茶葉在國內(nèi)外茶葉市場中的門檻。2005年，國家質(zhì)檢總局發(fā)布《關(guān)于對出口茶葉種植基地實行檢驗檢疫備案管理的通知》，規(guī)定茶葉的原料必須直接來自于在檢驗檢疫機構(gòu)備案的種植基地，對輸入歐盟、日本的茶葉自2006年起生效，對其他出口茶葉自2008年起生效。2006年，國家質(zhì)檢總局發(fā)布《茶葉生產(chǎn)許可證審查細則》，詳細規(guī)定了26項茶葉產(chǎn)品質(zhì)量檢驗項目。
2009年，《中華人民共和國食品安全法》的頒布與實施標志著我國食品安全工作進入一個嶄新的階段。2012年，浙江、湖南、福建出入境檢驗檢疫局共同發(fā)布《進出口茶葉檢驗規(guī)程》，規(guī)定進出口茶葉抽樣、檢驗和檢驗結(jié)果的判定規(guī)則及處置，并沿用至今。2018年，國務(wù)院機構(gòu)改革方案中不再保留國家質(zhì)檢總局，茶葉檢驗工作自此明確劃分為以下三塊內(nèi)容：國家市場監(jiān)督管理總局主要承擔(dān)茶葉抽檢、檢驗檢測機構(gòu)能力驗證、茶葉生產(chǎn)許可審查等工作；海關(guān)總署主要負責(zé)出入境衛(wèi)生檢疫和出入境動植物及其產(chǎn)品檢驗檢疫、進出口商品法定檢驗等工作；國家知識產(chǎn)權(quán)局負責(zé)茶葉原產(chǎn)地地理標志管理。2021年，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家市場監(jiān)督管理總局、中華全國供銷合作總社聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于促進茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》，指出“十四五”時期，將通過六大舉措力促茶產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，其中包括強化引導(dǎo)、監(jiān)管服務(wù)，嚴格市場準入等措施。
綜上，中國茶葉檢驗已建成全方位、全覆蓋、全參與的機構(gòu)及政策體系，對中國茶葉內(nèi)外貿(mào)易蓬勃發(fā)展提供了指導(dǎo)和保障。
2、茶葉理化檢驗指標及方法的更新
茶葉理化指標檢測手段在科學(xué)方法的指引下不斷更新。從國家標準層面演變，1983年，上海進出口商業(yè)檢驗局、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所、商業(yè)部杭州茶葉加工研究所研究聯(lián)合制定13項茶葉理化檢測方法標準，于1987年開始實施。該標準主要包括茶葉取樣、磨碎試樣的制備及其干物質(zhì)含量、水分、水浸出物、總灰分、水溶性灰分和水不溶性灰分、水不溶性灰分堿度、酸不溶性灰分、粗纖維、粉末和碎茶含量、咖啡堿、茶多酚、游離氨基酸總量等測定。其中理化成分的測定方法隨著研究的深入快速更新，例如水分的測定方法在1983年僅規(guī)定一種測定方法，即103℃±2℃恒重法（仲裁法）；2002年，國家標準《茶水分測定》更新，將茶葉烘干時間由6h改為4h；2013年，在2002年的基礎(chǔ)上增加了120℃烘干法（快速法）作為茶葉中水分測定的第二種方法。2016年，《茶水分測定》并入GB5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》，規(guī)定茶葉中水分測定的方法有四種，分別為直接干燥法、減壓干燥法、蒸餾法和卡爾·費休法。1987年，茶葉中咖啡堿、茶多酚、游離氨基酸等理化成分測定標準首次發(fā)布。其中，咖啡堿的測定方法在2002年修訂，在原有基礎(chǔ)上增加了高效液相色譜法，隨后在2013年完善，拓寬了標準的適用范圍。茶多酚的測定方法標準先后在2002年、2008年、2018年修訂，其中2008年修訂變化最大，將茶多酚總量的測定方法由酒石酸亞鐵法修改為福林酚比色法，增加了用高效液相色譜法測定兒茶素含量的方法。茶葉中氨基酸的測定標準自1987年游離氨基酸總量的測定方法發(fā)布，曾先后在2002年、2013年對其標準格式及內(nèi)容加以完善。
商檢出口標準的變化，1986年，國家進出口商品檢驗局發(fā)布出口茶葉抽樣、粉末、碎茶含量等11項進出口茶葉理化檢驗方法標準，于1987年開始實施。其中進出口茶葉抽樣方法、茶葉包裝檢驗和茶葉重量鑒定等標準現(xiàn)行有效，水分、總灰分、水溶性灰分和水不溶性灰分、酸不溶性灰分等相關(guān)標準于2017年被食品安全國家標準替代。
為滿足國內(nèi)外茶葉市場的發(fā)展需求和食品質(zhì)量與安全的高標準，茶葉中多酚類物質(zhì)、氨基酸類物質(zhì)組分分析的測定方法應(yīng)運而生。目前常用的檢測咖啡堿、茶多酚、兒茶素和游離氨基酸的方法如下：咖啡堿的測定方法主要包括氣相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、分光光度法、近紅外光譜法、波層掃描法等；茶多酚的測定方法包括分光光度法、電化學(xué)分析法、光譜分析法、質(zhì)譜法、色譜分析法等；兒茶素的測定方法主要有高效液相色譜法、薄層色譜法、氣相色譜法等；游離氨基酸總量的測定方法主要有茚三酮比色法，測定氨基酸組分的方法有柱后衍生離子交換色譜法、柱前衍生高效液相色譜法、ACCQTag法、毛細管電泳法、氣相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、液相色譜-蒸發(fā)光散射檢測器法等。
總體而言，茶葉中理化指標的檢測方法不斷完善，并朝著更準確、快速、高效、簡便的方向發(fā)展。
3、茶葉檢驗標準的健全（包括判定標準和方法標準）
1979年，中央衛(wèi)生部下達全國食品衛(wèi)生科研規(guī)劃增加茶葉衛(wèi)生標準制定研究項目的任務(wù)，至此開啟新中國后茶葉衛(wèi)生標準的建設(shè)。1981年制定GHn144—1981《綠茶、紅茶衛(wèi)生標準》，經(jīng)修訂于1988年發(fā)布GB9679—1988《茶葉衛(wèi)生標準》。此次修訂取消了重金屬砷的檢測項目，將其并入GB9674—1988《食品中污染物的限量》標準。1988年，我國率先提出以茶湯中殘留量作為“有效風(fēng)險量”的概念，于2016年在第48屆國際食品法典農(nóng)藥殘留委員會會議上獲得通過。
自20世紀70年代開始，農(nóng)藥殘留是茶葉質(zhì)量安全中最受關(guān)注的檢測項目，其次是重金屬。早在1972年，政府即下令禁止茶園使用六六六、滴滴涕；1984年，我國停止生產(chǎn)、銷售、使用六六六、滴滴涕，開啟了高毒高殘留農(nóng)藥的禁用。90年代，我國規(guī)定在茶樹上禁止使用的農(nóng)藥達20多種。至2020年，我國禁止在茶樹中使用的農(nóng)藥和化學(xué)品多達59種。加入WTO后，我國對茶葉中農(nóng)藥檢測要求不斷提高，2005版食品安全國家標準GB2763中涉及茶葉的農(nóng)殘限量僅9項，經(jīng)2012年、2014年、2016年、2019年、2021年五次修訂，最新版GB2763—2021涉及茶葉的農(nóng)殘種類高達106種。目前，我國農(nóng)殘限量標準已領(lǐng)先于世界上其他發(fā)展中國家。我國茶葉農(nóng)殘檢測技術(shù)始于20世紀70年代初期，采用薄層層析法分析亞胺硫磷、樂果等有機磷農(nóng)藥。上世紀80年代，氣相色譜法和液相色譜法是農(nóng)殘分析的主流技術(shù)，主要用于檢測茶園中廣泛使用的有機氯農(nóng)藥和擬除蟲菊酯農(nóng)藥。自進入21世紀以來，色譜-質(zhì)譜串聯(lián)技術(shù)成為茶葉農(nóng)藥殘留監(jiān)測、殘留行為與風(fēng)險評估研究的主要手段?，F(xiàn)階段，茶葉農(nóng)殘檢測技術(shù)相對完善，針對氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法的GB23200.113—2018提供了植物源性食品中208種農(nóng)殘的檢測方法，而GB23200.13—2016和GB23200.121—2021都采用液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法，在茶葉中448種農(nóng)藥及相關(guān)化學(xué)品殘留量的測定基礎(chǔ)上再次補充，且共同適用。目前，茶葉中農(nóng)殘速測技術(shù)主要包括ELISA法、基于量子點橫向流動免疫分析法、離子遷移譜法、表面增強拉曼光譜法。
2005年，隨著GB9679—1988《茶葉衛(wèi)生標準》的廢止，茶葉重金屬指標并入GB2762—2005《食品中污染物限量》，該標準取消了對銅含量的要求，并對重金屬鉛的指標進行適當(dāng)放寬，新增了稀土限量指標。其后又在2017年發(fā)布的《食品安全國家標準食品中污染物限量》中取消了茶葉中稀土的限量指標。目前涉及到茶葉重金屬有害物質(zhì)的限量標準主要是食品安全國家標準GB2762—2017《食品安全國家標準食品中污染物限量》、農(nóng)業(yè)部標準NY659—2003《茶葉中鉻、鎘、汞、砷及氯化物限量》及NY/T288—2018《綠色食品茶葉》，涉及的重金屬限量分別為鉛5.0mg/kg、鉻5.0mg/kg、鎘1.0mg/kg、汞0.3mg/kg、砷2.0mg/kg。
《茶葉衛(wèi)生標準的分析方法》于1985年首發(fā)，經(jīng)1996年和2003年兩次修訂，規(guī)定茶葉中砷、鉛、銅的測定方法參照食品中的測定方法進行。2008年，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布進出口行業(yè)標準《進出口茶葉中鉛、砷、鎘、銅、鐵含量的測定電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》，規(guī)定了茶葉中以上重金屬含量的電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定方法，該標準于2017年并入GB5009.268—2016《食品安全國家標準食品中多元素的測定》，規(guī)定了食品中多元素測定的電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）和電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）。2013年，國家標準化管理委員會、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布GB/T30376—2013《茶葉中鐵、錳、銅、鋅、鈣、鎂、鉀、鈉、磷、硫的測定-電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法》，該標準規(guī)定了運用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定茶葉中鐵、錳、銅等10種重金屬的含量。目前，比較常用的重金屬前處理法是微波消解法，也有研究采用酸提取法、懸浮液直接進樣法、超聲輔助液相微萃取法等。重金屬的檢測方式主要有原子光譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、液相色譜法、電化學(xué)法、試紙法、能量色散X射線熒光光譜法術(shù)和激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)等。
在茶葉安全監(jiān)督管理中，食品添加劑的非法添加和使用不當(dāng)受到高度重視。在2001年農(nóng)業(yè)標準NY5017—2001《無公害食品茶葉》中規(guī)定，各類無公害茶葉不得添加任何人工合成的化學(xué)物質(zhì)和香味物質(zhì)。按照GB2750—2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》規(guī)定，茶葉生產(chǎn)不允許使用食品添加劑，不得添加非食品原料或食品添加劑以外的化學(xué)物質(zhì)。因此，使用鉛鉻綠、檸檬黃、日落黃、莧菜紅、胭脂紅、亮藍等著色劑或其他工業(yè)染料等加工茶葉均屬違法。在國家食品藥品監(jiān)督管理局組織的國家茶葉監(jiān)督抽檢檢驗細則中對茶葉中的外加色素（著色劑）的檢測方法采用GB5009.35—2016《食品安全國家標準食品中合成著色劑的測定》。目前，檢測茶葉中添加劑的方法主要是高效液相色譜法，檢測工作主要包括兩部分，一是樣品的前處理，即合成著色劑的提取、凈化，二是上機分析和測定。
與食品添加劑相同，20世紀80年代對茶葉中微生物的檢驗大多參考食品檢測標準，如GB/T4789.2—1984《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)計數(shù)》、GB/T4789.3—1994《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗大腸桿菌測定》和GB/T5009.1—1996《食品衛(wèi)生檢驗方法理化部分總則》。2001年，農(nóng)業(yè)部發(fā)布NY/T456—2001《茉莉花茶》，規(guī)定茉莉花茶中大腸桿菌菌群數(shù)不得超過500MPN/100g（mL）。2004年農(nóng)業(yè)部發(fā)布標準NY5244—2004《無公害食品茶葉》，規(guī)定茶葉中檢測的大腸桿菌菌群數(shù)不得超過300MPN/100g（mL）。2008年，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布GB/T22111—2008《地理標志產(chǎn)品普洱茶》，規(guī)定茶葉中檢測的大腸桿菌菌群數(shù)不得超過300MPN/100g（mL），同時要求不得檢測出沙門氏菌、志賀氏菌、金黃色葡萄球菌、溶血性鏈球菌等致病菌。而對于黑茶品質(zhì)特征形成具有重要作用的有益菌落，如茯磚中的冠突散囊菌，也有相關(guān)標準規(guī)定其最低含量。2013年，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布GB/T9833.3—2013《緊壓茶第3部分：茯磚茶》，要求茯磚中檢測出的冠突散囊菌含量不得低于20×104CFU/g。目前，我國食品安全標準中涉及微生物的指標主要有菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌和酵母、致病菌等，對于不同食品其指標限量值不同。國家標準中檢測茶葉微生物的方法主要有GB4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》、GB4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)》、GB4789.15—2016《食品安全國家標準食品微生物學(xué)檢驗霉菌和酵母計數(shù)》等。
總體來說，我國農(nóng)藥殘留檢測方法由一開始的單項檢測逐步向高通量分析方向發(fā)展，茶葉農(nóng)藥殘留檢測指標向多農(nóng)殘、高效率的方向不斷完善；我國重金屬檢測起步較晚，目前的檢測還比較依賴高精密儀器，未來應(yīng)該考慮根據(jù)不同的需求選擇合適的檢測方式。另外，微生物檢測項目和方法逐步增加，同時對有益和有害菌落的含量分別進行了限制，未來需從增菌培養(yǎng)、快速檢測技術(shù)和設(shè)備等方面持續(xù)加強對食品的微生物檢驗。
茶葉檢驗旨在更好地發(fā)展生產(chǎn)和促進貿(mào)易，它對鑒定茶葉品質(zhì)好壞和提高茶葉品質(zhì)具有重要的作用。中國的茶葉檢驗在發(fā)展過程中，從早期的零散、無體系發(fā)展到如今的較為完善的茶葉檢驗體系。今后隨著科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，茶葉的檢驗手段必將更為簡便易行、先進可靠，向著科學(xué)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化不斷邁進。
作者簡介：
安琪
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士研究生，主要研究方向為茶葉審評與品質(zhì)調(diào)控，先后以第一作者和共同作者發(fā)表學(xué)術(shù)論文7篇，參與國家自然科學(xué)基金項目（綠茶新鮮度的風(fēng)味感官表征及化學(xué)基礎(chǔ)研究）以及大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目。
導(dǎo)師簡介：
戴前穎
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)教授，碩士研究生導(dǎo)師，一級評茶師，考評員，安徽茶產(chǎn)業(yè)體系專家，主要從事茶葉感官審評與品質(zhì)調(diào)控方面的教學(xué)、科研工作。先后主持了國家基金2項、安徽省重大攻關(guān)項目1項、安徽省重點研發(fā)項目1項、安徽省質(zhì)量工程精品資源共享課程項目1項、安徽省質(zhì)量工程大規(guī)模在線開放課程項目1項，主持制定安徽省地方標準2項；參與了國家重點研發(fā)計劃2項、973項目、星火計劃項目等，參與制定了國家標準2項，在國內(nèi)外期刊上發(fā)表論文30余篇，申請專利并獲授權(quán)4項。
具體內(nèi)容詳見《中國茶葉加工》雜志，2022年第2期文章《中國茶葉檢驗發(fā)展概述》，頁碼：56-62，作者：安琪，張瑩，肖明霽，邱桐，陳穎琦，張瀝元，王悅悅，戴前穎*。
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▎茶來自草木，因人而獲得獨特價值，又因科技而顛覆生活。以科技賦能，峨眉高山綠茶竹葉青讓古老的茶業(yè)煥發(fā)出新的生機。
智能交通、無人工廠、智慧家居、VR直播……科技正在顛覆衣食住行等傳統(tǒng)消費行業(yè)，賦予生活和各個產(chǎn)業(yè)以更廣闊的創(chuàng)新和想象空間。
在農(nóng)產(chǎn)業(yè)中，大量自動化、智能化和遠程控制手段被應(yīng)用，科技在徹底改變農(nóng)民千百年來“靠天吃飯”，高度依賴自然和手工的命運，提高了農(nóng)作物品質(zhì)和生產(chǎn)效率。
而在茶行業(yè)的前端生產(chǎn)中，可以看到，古老茶業(yè)的生產(chǎn)和飲用方式，也正被科技重新定義。
無人機采茶、沉浸式購茶、越來越多的智慧飲茶方式在出現(xiàn)，就在不久前才結(jié)束的冬奧會上，冬奧村的泡茶機器人因為一套行云流水的投茶、注水、出湯操作也在不斷吸睛，彰顯著現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)茶文化的融合。
中國是飲茶消費大國，國人喝茶最講究的是茶葉的品質(zhì)。但在傳統(tǒng)茶行業(yè)，如何保證規(guī)?；a(chǎn)中茶葉品質(zhì)的穩(wěn)定是一大痛點，每一個制茶師傅的手感、情緒甚至喜好，都會左右茶葉本身的品質(zhì)。
在中國六大茶類里，最早可以觀賞到，最早可以品飲到的是綠茶茶類。但綠茶以鮮為貴，很容易隨著時間氧化變質(zhì)，綠茶保鮮更是一大難點。
中國綠茶，當(dāng)看峨眉。峨眉山茶“始于西周，發(fā)乎于秦漢，盛名唐宋”，“茶尤好，異于天下”的贊譽廣為流傳。而發(fā)源于峨眉山下的高端綠茶品牌竹葉青，堅持“高山、明前、茶芽”三大標準，采摘時間比明前更“鮮”，最早2月就能開始采摘，是每年中國綠茶中最早上市的春茶之一。
擁有明前春茶的特殊季節(jié)性，只在春天最美好的30天制作，時令茶竹葉青為何還能四季如新?
正逢竹葉青與舞蹈詩劇《只此青綠》聯(lián)名春茶上市，帶著這個好奇，我們來到了竹葉青位于四川峨眉山的生產(chǎn)基地，探尋竹葉青四季鮮爽背后的“科技”密碼。
古老制茶，正在被科技重新定義
來得更早，卻能更鮮爽，竹葉青的奧秘是用科技改變了傳統(tǒng)制茶方式，同時又將古老精湛的制茶工藝融入到現(xiàn)代科技之中。
斥資億元打造全自動、清潔化封閉制茶生產(chǎn)線之下，竹葉青獨創(chuàng)的從初加工、精加工、保鮮到包裝的“五重鎖鮮科技”，是四季鮮爽背后的技術(shù)核心。
傳統(tǒng)制茶工藝中，綠茶鮮葉在采摘后，通常會歷經(jīng)攤晾、殺青、做形到干燥的加工過程。無論是傳統(tǒng)制茶還是現(xiàn)代制茶，殺青都是初加工中最重要的工序，也是奠定品質(zhì)的第一關(guān)。
中國自古就有釜炒、烘青、蒸青三法。當(dāng)下工業(yè)化生產(chǎn)的綠茶，多以熱風(fēng)機作空氣導(dǎo)熱殺青，主流的機械殺青技術(shù)為滾筒殺青和蒸汽殺青。
而竹葉青則采炒青和蒸青兩種技術(shù)之長，創(chuàng)新了一套獨有的殺青工藝——“高效快速殺青技術(shù)”，這也是五重鎖鮮科技的第一步。其通過將高溫加濕熱風(fēng)殺青與滾筒殺青相結(jié)合，快速實現(xiàn)均勻、透徹的殺青效果，初步鎖住了茶葉的鮮。
經(jīng)殺青后，茶葉被運往精加工車間，去掉片、木等雜質(zhì)的整體外形，便進入重要的提香環(huán)節(jié)。
對優(yōu)質(zhì)綠茶來說，香是綠茶的特征之一。
傳統(tǒng)的提香方法最開始是在鍋里煮，然后再到烘箱、烘柜、烘干機，但普遍是斷斷續(xù)續(xù)工作。提香到什么時候合適?多靠制茶師的感覺，而制茶師的感覺每天都會因為周邊的環(huán)境溫度、濕度、茶葉大小、茶葉含水量高低而變化。
竹葉青茶業(yè)產(chǎn)品運營中心總經(jīng)理劉祥云告訴鈦媒體，竹葉青獨有的嫩栗香是在鮮爽上更進一步，采用持續(xù)穩(wěn)定的焙火二次提香，即“高溫快速提香技術(shù)”。
為何選擇二次提香?這其中也有“門道”。
“一次焙火，溫度高了會產(chǎn)生高火味，溫度低了，又會焙不透?！眲⑾樵平忉尩?，“第一次焙火溫度稍微低一點，第二次保持在130度左右，最后經(jīng)過風(fēng)機后就能達到室溫?！?/p>
劉祥云表示，茶葉的香氣滋味不在于外部溫度的烘焙時間，而在于茶葉本身的物質(zhì)變化，所以“130度左右”的焙火溫度，不同于傳統(tǒng)茶廠的調(diào)控鍋溫、火溫或風(fēng)溫，它調(diào)控的是茶葉本身的溫度，來充分激活茶葉香味分子。
作為竹葉青全年香氣與滋味穩(wěn)定的保證，“高溫快速提香技術(shù)”助力其在90s內(nèi)便達到穩(wěn)定的提香效果，大幅度提高了制茶工序效率，而獨特持久的嫩栗香，也讓消費者產(chǎn)生“一見鐘情”的口感。
五重鎖鮮，在工藝突破中保留更多鮮爽
鮮爽是春茶絕對不可錯過的口感，但春茶又不易保存，被稱為一季之茶，含水量是決定其保鮮時間的重要一環(huán)。
事實上，茶葉含水量并不是越低越好，太低了品質(zhì)會變單薄，過高了又易陳化霉變。根據(jù)國家標準《綠茶》GB/T14456.2，炒青、蒸青、烘青綠茶水分含量為小于等于7%，但竹葉青將茶葉的含水量控制在了僅有3%。
經(jīng)過整整38道加工工序，106項檢測標準和五重鎖鮮科技的加持，竹葉青的茶葉才從工廠傳遞到消費者手中
據(jù)劉祥云介紹，“控水的難點在于如何在保證品質(zhì)的同時，充分發(fā)揮名優(yōu)芽型綠茶的香氣和滋味。這是一個系統(tǒng)工程。我們曾經(jīng)做過前處理，把水分降低一點，然后再去做提香，結(jié)果卻并不好喝。水分過低，在幾分鐘的提香過程中，轉(zhuǎn)化就不充分，茶葉還是需要一定的水分來共同作用?！?/p>
在初加工階段，竹葉青就已經(jīng)將茶葉水分控制在8%左右。經(jīng)過了無數(shù)次嘗試，竹葉青的研發(fā)團隊獨創(chuàng)精準水分控制技術(shù)，做出3%的最佳含水量，給消費者提供了可量化的鮮爽指標。
不過，從年頭到年尾，竹葉青全年鮮爽的秘密，還藏在一萬五千立方米的保鮮庫里。竹葉青擁有全國最大的名優(yōu)綠茶保鮮庫，并將其分為15個庫房分別控制。
保鮮溫度高低直接影響茶葉的鮮爽口感和鮮嫩香氣。綠茶頗為“嬌嫩”，在常溫未密封狀態(tài)下容易氧化，沖泡后香氣變?nèi)?，滋味變薄，冷凍又會抑制茶葉活性，因此通常以0~5℃冷藏存放，可冷藏時間久了，茶葉還是會發(fā)生化學(xué)變化。
在國內(nèi)的名優(yōu)綠茶品牌中，竹葉青首創(chuàng)并公開提出三段控溫的“低溫冷凍保鮮技術(shù)”——巧妙地根據(jù)茶葉預(yù)期使用時間和狀態(tài)將其分別放入零下10到15攝氏度、0-5攝氏度、10—15攝氏度保鮮庫進行科學(xué)鎖鮮，待使用時再加工。
但在實際操作中，其實并不簡單。
劉祥云告訴鈦媒體，在保鮮過程中，冷凍保鮮必須要先有一個后續(xù)緩慢的升溫過程，這要求保鮮庫房面積足夠大，否則茶葉的搬運和進出都會影響本身的品質(zhì)。
“茶葉經(jīng)歷冷凍必須要有一個過渡，同時還必須是做成半成品，后面配合精加工模式才行得通，很多工廠在春茶加工的時候就直接做成成品再冷凍，品質(zhì)很難保持穩(wěn)定?！?/p>
由此，“低溫冷凍保鮮技術(shù)”再配合獨有的庫房，竹葉青才徹底解決了綠茶在常溫下保鮮難、易氧化、營養(yǎng)成分流失的問題。
當(dāng)我們回溯到最初的茶葉原料進廠，可以看到，借助科技的數(shù)字化力量，竹葉青已經(jīng)精準把控了每一個環(huán)節(jié)都做到可追溯。而在最后的包裝環(huán)節(jié)，其“獨立充氮保鮮技術(shù)”，4g獨立鋁箔小袋包裝，充氮密封，一物一碼、一袋一沖，更便于消費者攜帶，也將茶葉的鮮爽品質(zhì)保留到了最后一步。
竹葉青茶業(yè)運營管理中心總經(jīng)理劉志林告訴鈦媒體，在茶行業(yè)中，竹葉青率先擁抱科技，借助五重鎖鮮技術(shù)塑造出品牌的標準化和品牌化，也給消費者提供了容易選擇好茶的方式。
如今的五重鎖鮮科技，稱得上是業(yè)內(nèi)制茶工藝的重大突破。正如中國茶葉流通協(xié)會會長王慶所言，“這是我所見的中國茶企技術(shù)里最高的等級標準”，竹葉青對制茶標準的重視，也展現(xiàn)著對茶行業(yè)發(fā)展的遠見卓識，印證了名優(yōu)茶企的社會責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。
融傳統(tǒng)于科技，引領(lǐng)千年茶飲更高品質(zhì)
近年來，制茶工藝已經(jīng)歷了更高效率、更大規(guī)模、更高品質(zhì)、更高標準的變化。制茶工業(yè)生產(chǎn)線也歷經(jīng)了從手工到半機械化、全機械化再到數(shù)控自動流水生產(chǎn)線的發(fā)展歷程。
“制茶是一個系統(tǒng)工程，需要對傳統(tǒng)工藝的把控，對茶葉品質(zhì)的理解，對整個流程理念的把控?！眲⑾樵票硎?，“整個生產(chǎn)系統(tǒng)從原料初加工，到精加工，到后期的包裝質(zhì)檢都要圍繞一個目標進行，才能得到好的茶香效果，絕非僅僅只是使用一套先進的生產(chǎn)線設(shè)備就可以完成。”
在國人的觀念里，茶即“人在草木間”，天人合一便是自然之道。可以看到，在以科技邁向現(xiàn)代化、標準化的同時，竹葉青也在用特別的方式來完成對傳統(tǒng)的尊重與延承。
在最為嚴苛的“論道”品級選茶環(huán)節(jié)，竹葉青運用高效的智能選型機來輔佐專業(yè)挑茶師，同時堅持千里挑一——平均1000顆茶芽中才能挑選出符合竹葉青論道級標準的1g，精選出沒有瑕疵，非常完美的茶芽。
美食家蔡瀾、演員劉嘉玲都對竹葉青沖泡時茶芽根根立、上下沉浮形態(tài)印象極為深刻。劉嘉玲曾言，“竹葉青的茶葉好像竹林一樣，造型很美觀，喝下去口感很順滑，每一秒鐘在杯子里面體現(xiàn)出來的感覺都不一樣，你在喝茶的時候也可能看到不同的人生哲學(xué)在里面?！倍@背后不可缺少的都是竹葉青對傳統(tǒng)茶葉品質(zhì)的極致追求。
茶因人而獲得獨特價值，又因科技而顛覆生活。以科技賦能，峨眉山的高端綠茶竹葉青也讓古老的茶業(yè)煥發(fā)著新的生機，改善著人們?nèi)粘５纳钇焚|(zhì)和品飲體驗。
竹葉青茶業(yè)運營管理中心總經(jīng)理劉志林分享到，茶葉品質(zhì)鑒賞相對復(fù)雜，很多消費者并不具備分辨能力，所以茶產(chǎn)業(yè)的價格混亂一直是制約茶行業(yè)發(fā)展的痛點，竹葉青率先制定了“高山、明前、茶芽”三大標準，并在茶葉包裝上對采摘標準嚴格限定，準確標明產(chǎn)品等級，解決了市場上產(chǎn)品等級的不規(guī)范問題。
“中國茶葉品牌發(fā)展的關(guān)鍵詞是品質(zhì)的標準化和穩(wěn)定性，這是品牌打造的基礎(chǔ)和立身之本?！眲⒅玖直硎?，以茶科技賦能標準化，竹葉青助力飲茶者無論春夏秋冬何時，都能享受到春天的第一口鮮爽滋味，也降低了消費者選擇好茶的難度，讓鮮爽和高端成為選購綠茶的新標準。
從1998年成立到現(xiàn)在連續(xù)14年高端綠茶中國銷量領(lǐng)先，五重鎖鮮科技，不僅讓竹葉青做到對生產(chǎn)中每一個環(huán)節(jié)的水分、香氣、鮮爽體驗上有更精準的把控，更高效完成規(guī)?；a(chǎn)，為中國幾萬家茶企做出了前瞻性的領(lǐng)先和示范作用。
展望未來，作為高端禮之選、中國茶品牌形象和茶行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，竹葉青讓國茶不斷飄著新香，也有望引領(lǐng)千年茶飲，巧妙結(jié)合匠心工藝和科技內(nèi)涵，讓這個古老的傳統(tǒng)茶行業(yè)通過科技賦能，走上更高的品質(zhì)臺階。
殺青是綠茶加工過程的關(guān)鍵工序。若殺青程度不足，葉中氧化酶未能充分滅活，會導(dǎo)致紅梗等不良現(xiàn)象;若殺青過度，則葉片水分低，導(dǎo)致揉捻、做形階段難以成形，斷碎率高。含水率是評價綠茶殺青程度的重要指標，一般認為殺青葉含水率58%~62%為適度。目前殺青葉含水率的檢測方法包括實驗室分析和制茶師傅人工評判，前者盡管檢測結(jié)果準確，但分析過程費時費力，無法應(yīng)用于加工在線檢測;后者依賴制茶師傅的經(jīng)驗，存在準確率低、一致性差等缺陷。因此，當(dāng)前迫切需要建立綠茶殺青過程含水率快速、準確、量化的在線檢測方法。
近紅外光譜技術(shù)(Near infrared spectroscopy， NIR)是一項成熟的二級檢測技術(shù)，具有樣品無損、檢測快速、無需化學(xué)試劑等優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于茶葉品質(zhì)檢測與分析。目前，茶葉中主要成分，包括水分、茶多酚、兒茶素、咖啡堿、游離氨基酸、茶黃素等的近紅外預(yù)測模型已被相繼建立，并取得了較好的預(yù)測性能。在茶葉加工品質(zhì)評判方面，DONG等基于近紅外光譜技術(shù)對紅茶發(fā)酵品質(zhì)進行了研究，建立了發(fā)酵過程關(guān)鍵品質(zhì)成分(兒茶素、酚氨比、茶黃素、茶紅素、茶褐素)的快速檢測模型;陳琳等對近紅外光譜在紅茶干燥過程含水率檢測中的可行性進行了探究，利用烘干葉的近紅外光譜信號建立的PLS模型性能較好，Rp = 0.9593，RMSEP = 0.0395;JIN等采用茶多酚降解率作為評估紅茶發(fā)酵程度的關(guān)鍵指標，引入近紅外光譜技術(shù)對不同發(fā)酵階段茶樣進行了快速檢測，采用連續(xù)投影算法和相關(guān)性分析提取特征光譜，并結(jié)合非線性建模算法建立了發(fā)酵程度的評估模型，取得了較高的判別率。
現(xiàn)有的研究多針對紅茶加工，且采用的近紅外光譜設(shè)備多是實驗室臺式儀器，在實驗室穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境下開展的。基于在線近紅外光譜儀開展的綠茶加工過程含水率快速原位檢測研究報道較少。因此，研究采用一款在線近紅外光譜儀，探究其在綠茶殺青葉含水率檢測中的可行性。通過在線近紅外光譜儀實時采集殺青葉的光譜信息，分別采用光譜預(yù)處理和特征光譜篩選方法去除噪聲和降低數(shù)據(jù)維度，結(jié)合定量預(yù)測算法，建立殺青葉含水率的實時檢測模型。
01
材料與方法
1、材料與儀器
試驗所用的茶鮮葉來自安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)高新技術(shù)農(nóng)業(yè)園，茶樹品種為舒茶早，采摘標準為一芽一葉。通過調(diào)節(jié)殺青溫度和殺青時間，得到不同程度的殺青葉。在2022年4月至7月開展了3次試驗，共計得到415份殺青葉樣本，含水率范圍為49.76%~70.61%。
采用無錫迅杰光遠科技有限公司(IAS)的在線式光譜分析儀IAS-online-S100。光源類型：10 W鹵鎢燈;波長范圍：900~1700 nm;分辨率：8 nm;波長準確性：<1 nm;光源工作距離：100 mm;光斑直徑：60 mm。如圖1所示，在線近紅外光譜儀搭建在傳送帶上，實現(xiàn)殺青葉光譜信息的實時采集。
2、含水率測定
采用GB/T 8304—2013快速法對茶葉含水率進行測定。將在線檢測光譜所對應(yīng)的殺青葉樣品(約5 g)取下依次編號，置于鋁盒內(nèi)，放入120 ℃烘箱中干燥，干燥1 h后置于干燥器中放至常溫，隨后使用萬分之一天平稱重，檢測其水分含量，重復(fù)操作直到與上一次稱重≤ 0.05 g，即為恒重。每份樣本重復(fù)測定三次，以三次測定的均值作為該樣本的實測含水率。
3、光譜數(shù)據(jù)處理
(1)光譜預(yù)處理
近紅外光譜儀在采集信息時易受外界環(huán)境影響，導(dǎo)致獲取的信號中存在基線漂移、隨機噪音等。為了消除原始光譜信號中的噪聲干擾，分別采用SG平滑、SNV、MSC、Detrending等預(yù)處理方法，并結(jié)合PLS算法分別建立含水率的定量模型。以模型精度評價指標為依據(jù)，篩選最優(yōu)的預(yù)處理方法。
(2)數(shù)據(jù)集劃分
將試驗中采集得到的415份殺青葉樣本按2∶1的比例隨機劃分為彼此獨立的校正集和預(yù)測集，其中校正集的277份樣本用于建立定量模型，預(yù)測集的138份樣本用于驗證所建模型的預(yù)測性能。
(3)特征光譜篩選
全波段光譜數(shù)據(jù)中包含了900~1700 nm范圍內(nèi)的連續(xù)801條波長信息，其中包含了與水分含量無關(guān)的冗余光譜信息。為了消除這部分冗余光譜信息，簡化建模過程，分別采用遺傳算法GA和競爭性自適應(yīng)復(fù)權(quán)抽樣CARS篩選水分特征光譜變量。在GA中，交叉概率和初始群體大小分別設(shè)置為0.50和50.0，遺傳迭代次數(shù)和變異概率分別設(shè)置為100和0.01。在CARS中，Monte Carlo采樣數(shù)設(shè)置為50。
(4)定量模型建立與驗證
采用PLS算法建立近紅外光譜信號與殺青葉含水率的關(guān)聯(lián)預(yù)測模型。PLS是目前應(yīng)用最廣的線性回歸算法，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于獲得的優(yōu)勢，同時在處理高維光譜數(shù)據(jù)方面優(yōu)勢顯著。建模過程中，使用校正集的樣本構(gòu)建PLS模型，并采用5-fold交叉驗證對PLS模型的關(guān)鍵參數(shù)LVs進行優(yōu)選，獲得最低的交互驗證均方根誤差。隨后，將優(yōu)化的PLS模型對預(yù)測集的樣本進行外部驗證，以評估所建模型的預(yù)測能力。PLS模型的評價指標包括相關(guān)系數(shù)(校正集Rc和預(yù)測集Rp)和均方根誤差(校正集RMSEC和預(yù)測集RMSEP)，其中均方根誤差越低表示模型預(yù)測性能越高。
4、數(shù)據(jù)處理
光譜預(yù)處理采用CAMO公司的The Unscrambler X 10.4軟件，數(shù)據(jù)集劃分、光譜特征篩選和PLS建模采用MATLAB 2014a軟件。
02
結(jié)果與分析
1、原始及預(yù)處理近紅外光譜信號
415份殺青茶樣的原始近紅外光譜信號如圖2所示。所有的光譜曲線呈現(xiàn)出相似的趨勢和吸收峰位置，分別在970~980 nm、1180~1200 nm和1430~1440 nm處有明顯的吸收峰，這些被認為可能是水分的特征吸收峰。經(jīng)預(yù)處理后的光譜信號分別如圖2所示。與原始光譜曲線相比，預(yù)處理后的光譜曲線更平滑，吸收峰更凸顯。
2、基于全波段的PLS模型性能
分別基于原始光譜和預(yù)處理后的光譜信號，建立了殺青葉含水率的PLS預(yù)測模型，結(jié)果如表1所示。對于校正集，原始光譜信號和不同光譜預(yù)處理信號的PLS模型性能相當(dāng)，未表現(xiàn)出明顯的差異，RMSEC為1.77%~1.81%。當(dāng)分別被用于預(yù)測集樣本的驗證時，SNV預(yù)處理后的SNV-PLS模型表現(xiàn)最優(yōu)，在所有模型中取得了最高的Rp值0.9395和最低的RMSEP值1.58%。因此，SNV被作為最優(yōu)的光譜預(yù)處理方法，進行后續(xù)特征光譜變量的篩選。
3、特征波長篩選結(jié)果
在SNV預(yù)處理基礎(chǔ)上，分別采用GA和CARS篩選水分的特征波長，以此降低數(shù)據(jù)維度和簡化建模過程。篩選結(jié)果分別如圖3所示。經(jīng)過100次迭代，優(yōu)選出頻次超過9的63個特征光譜變量。表2分別列出了63條特征波長，與801條全波長相比，超過92%的無關(guān)變量被剔除。CARS共篩選出48條特征波長，剔除了超過94%的無關(guān)光譜變量?？傮w上看，GA和CARS均實現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)維度的降低，從而減少了建模所需的變量數(shù)，簡化了建模過程。
4、基于特征波長的PLS模型性能
分別基于篩選得到的特征光譜波長，建立了簡化的SNV-GA-PLS和SNV-CARS-PLS模型，結(jié)果如表3和圖4所示。對于校正集，SNV-GA-PLS和SNV-CARS-PLS模型的Rc值較SNV-PLS模型有較大提高，分別從0.9359提高至0.9440和0.9422，而均方根誤差RMSEC值分別從1.64%降低至1.53%和1.56%，說明無關(guān)變量的剔除顯著提高了建模性能。對于預(yù)測集，簡化后的SNV-GA-PLS和SNV-CARS-PLS模型與簡化前的SNV-PLS模型性能相當(dāng)。綜合來看，SNV-CARS-PLS模型對殺青葉含水率的預(yù)測性能最優(yōu)，預(yù)測集相關(guān)系數(shù)Rp和均方根誤差RMSEP分別為0.9402和1.57%，能夠?qū)崿F(xiàn)殺青葉含水率的準確預(yù)測。
03
討 論
在實際生產(chǎn)中，由于缺乏快速準確的含水率檢測方法，導(dǎo)致殺青葉質(zhì)量不穩(wěn)定，極大地影響了綠茶產(chǎn)品的質(zhì)量。近紅外光譜技術(shù)基于含氫基團(包括C-H、N-H、O-H和S-H等)物質(zhì)在近紅外光譜區(qū)域伸縮振動的各級倍頻及合頻吸收而產(chǎn)生的指紋性圖譜，并且含氫基團物質(zhì)濃度與吸收強度呈正相關(guān)。因此這些含氫基團成分(包括水分)的信息能夠被近紅外光譜特征所描述，并通過結(jié)合化學(xué)計量學(xué)建立樣品吸收光譜與含水率的關(guān)聯(lián)模型。在對未知樣品進行分析檢測時，僅需采集代表性吸收光譜數(shù)據(jù)，帶入校正模型，即可快速獲得樣品的含水率。
本研究開發(fā)了基于在線近紅外光譜的含水率檢測模型，對預(yù)測樣本的均方根誤差僅為1.57%，實現(xiàn)了綠茶殺青葉含水率的準確檢測。同時，整個分析過程快速、無損，適用于綠茶殺青工序的在線檢測和品控。
盡管如此，為實現(xiàn)綠茶加工智能化的目標，未來仍需要在以下幾方面做出進一步探索：
一是消除應(yīng)用場景環(huán)境對信號的干擾。與實驗室相比，加工生產(chǎn)線具有溫度、濕度變異性大的特點。而近紅外光譜信號極易受環(huán)境溫度變化的影響，導(dǎo)致預(yù)先建立的模型失效。因此，需要克服環(huán)境溫度對光譜信號的影響，引入溫度補償算法，建立跨溫度的穩(wěn)健定量模型。
二是增強模型對樣本狀態(tài)的適應(yīng)性。目前綠茶加工遍布我國各產(chǎn)區(qū)，不同產(chǎn)區(qū)的茶葉品種、采摘標準、物理特性、生化含量等各不相同，同時在殺青方式等加工措施上也存在較大差異。基于單類茶樣所建的專用模型往往僅適用于單類樣本，而對其他差異樣本的適用性差。因此，需要廣泛采集具有代表性的建模樣本，建立通用型的近紅外數(shù)據(jù)庫，通過大樣本和大數(shù)據(jù)結(jié)合深度學(xué)習(xí)等先進算法，提高模型的適用性。
三是集成綠茶殺青在線檢測和自動控制系統(tǒng)。將普適性強的加工在線檢測系統(tǒng)與智能加工裝備集成，搭建自動控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)加工過程“信息深度自感知、智能優(yōu)化自決策、精準控制自執(zhí)行”。
李毛玉
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)系碩士研究生，主要開展綠茶加工水分快速檢測技術(shù)研究，期間參與“十四五”國家重點研發(fā)計劃子課題1項，發(fā)表論文2篇。
王玉潔
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)系特任副教授，博士，主要從事茶葉數(shù)字化品控與智能化加工方面的研究工作。現(xiàn)主持中國博士后基金面上項目、“十四五”國家重點研發(fā)計劃子課題、安徽省農(nóng)業(yè)物質(zhì)技術(shù)裝備揭榜掛帥等項目，相關(guān)研究成果發(fā)表于Food Chemistry、Journal of Food Engineering、LWT - Food Science and Technology、Computers and Electronics in Agriculture等期刊。擔(dān)任國際期刊Foods客座編輯，Beverage Plant Research、茶葉學(xué)報等期刊青年編委，Trends in Analytical Chemistry、Food Chemistry、Food Control、Journal of Food
寧井銘
安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶學(xué)系教授，博士生導(dǎo)師，安徽省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人，2021年入選安徽省科技創(chuàng)新“特支計劃”，2022年入選國家“科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才計劃”，全國茶葉標準化技術(shù)委員會黃茶工作組副秘書長，安徽省茶產(chǎn)業(yè)體系加工與資源利用崗位專家、中國茶葉學(xué)會茶葉加工委員會委員，安徽省茶葉學(xué)會副秘書長。目前主要從事茶葉加工、茶葉品質(zhì)分析及紅外光譜技術(shù)在茶葉上應(yīng)用等方面研究。近5年來，主持或作為技術(shù)負責(zé)人承擔(dān)國家重點研發(fā)計劃、國家質(zhì)檢總局公益性項目、茶葉化學(xué)分類國家標準制定、安徽省自然科學(xué)基金、安徽省教育廳自然科學(xué)研究重點項目、湖北青磚茶產(chǎn)學(xué)研合作、國家科技成果轉(zhuǎn)化重點項目和安徽省科技攻關(guān)等多個項目，參加省級以上科研課題10余項；在核心期刊上發(fā)表相關(guān)論文近50篇，其中EI、SCI收錄40多篇；獲授權(quán)專利7項，軟件著作權(quán)3項；獲國家科技進步二等獎1項，安徽省科技進步一等獎2項、二等獎1項、三等獎1項，全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收獎1項，全國農(nóng)牧漁業(yè)豐收合作獎1項，黃山市科技進步獎1項。
來源：中國茶葉加工
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