安徽農業(yè)大學在茶葉加工智能化品控方面取得重要進展

2022-10-09 09:36:42 來源：安徽農業(yè)大學閱讀量：6550

　　茶產業(yè)是我國傳統(tǒng)特色產業(yè)，也是助推偏遠山區(qū)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要支柱產業(yè)。在“十二五”、“十三五”期間，我國茶葉完成了從傳統(tǒng)手工、半機械加工向機械化加工的產業(yè)升級，實現(xiàn)了茶葉清潔化、機械化、連續(xù)化加工。盡管如此，目前茶葉加工中品質評判和決策實施仍然依賴制茶師傅的個人經驗，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?；诖耍枞~品質控制與綜合利用團隊在前期工作基礎上，對我國主產的紅、綠茶加工關鍵工序品質評判技術進行了攻關研究，開發(fā)了茶葉加工品質的智能化評判技術和方法，以期為“十四五”期間實現(xiàn)茶葉智能化加工提供技術支撐。相關結果近期相繼發(fā)表在食品科學領域權威期刊《Food Chemistry》(中科院一區(qū)，IF=9.231)和《Journal of Food Engineering》(中科院一區(qū)，IF=6.203)。

　　前兩項研究分別針對工夫紅茶發(fā)酵過程中外觀和內質的品質變化規(guī)律，定向開發(fā)靶標物的原位可視化定量檢測技術。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)酵茶樣的外觀品質進行快速感知。針對發(fā)酵中引起外觀變化的關鍵指標兒茶素、茶黃素和葉綠素等，分析了各品質指標與視覺圖像中顏色變量的相關性，并篩選了相關性較強的特征顏色變量；通過多樣本結合化學計量學建模，分別建立了各品質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，并結合化學偽彩色成像，繪制了發(fā)酵過程關鍵品質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)酵過程酚類物質氧化減少引起的內質變化，以酚類物質為關鍵指標?；诒脚鹚岷蛢翰璺涌赡婀矁r結合的原則，選取苯硼酸作為與多酚類物質定向結合的受體，鄰苯二酚紫和茜素紅S被用作反應的指示劑，開發(fā)了指示劑置換陣列IDA傳感器。首先驗證了IDA與EGCG標準品反應的可行性，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；當反應物EGCG加入受體-指示劑混合體系后，EGCG競爭性結合受體，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)的技術裝備具有成本低廉、準確度高、結果準確量化的優(yōu)勢，適用于紅茶發(fā)酵過程品質的在線監(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。水分是農產品(包括茶葉)加工中的關鍵監(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)定產品質量具有重要意義。近紅外光譜技術能夠成功地應用于茶葉水分檢測，但多是基于實驗室設備所開發(fā)的檢測模型。受儀器成本、尺寸和檢測條件等因素的限制，實驗室設備目前無法直接應用于生產實踐。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。(王玉潔)【原文】

　　原標題：我院茶葉品質控制與綜合利用團隊在茶葉加工智能化品控方面取得重要進展

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