一種用近紅外光譜儀掃描預(yù)測青磚茶原料渥堆程度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種確定青磚茶渥堆時(shí)間的方法，更具體的說涉及一種用近紅外光譜 儀掃描預(yù)測青磚茶原料渥堆程度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近紅外光譜區(qū)是人們在吸收光譜中發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)非可見光區(qū)，近紅外光譜區(qū)與有 機(jī)分子中含氫基團(tuán)（〇-H、N-H、C-H)振動(dòng)的合頻和各級倍頻的吸收區(qū)一致。近紅外光譜分析 技術(shù)（NIR)是90年代以來發(fā)展最快、最引人注目的分析技術(shù)之一，其可以用于農(nóng)產(chǎn)品(包 括谷物、飼料、水果、蔬菜和茶葉等）成份快速定量檢測的探討研究，通過掃描樣品的近紅外 光譜，可以得到樣品中有機(jī)分子含氫基團(tuán)的特征信息；而且利用近紅外光譜技術(shù)分析樣品 具有方便、快速、高效、準(zhǔn)確和成本較低，不破壞樣品，不消耗化學(xué)試劑，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)， 因此該技術(shù)越來越受到大家的青睞。
[0003] 渥堆，是青磚茶制作過程中一種特殊的發(fā)酵工藝，是指將曬青毛茶堆放成一定高 度(通常在2m左右）后灑水，上覆麻布以促進(jìn)茶葉發(fā)酵作用，使之在濕熱作用下發(fā)酵20天 左右，待茶葉轉(zhuǎn)化到一定程度后，再攤開晾干，渥堆后的茶葉再經(jīng)過一系列的加工工序后成 為青磚茶。渥堆是形成青磚茶特有品質(zhì)的關(guān)鍵工序，毛茶的品質(zhì)隨著渥堆時(shí)間的長短而呈 現(xiàn)顯著地差異。對青磚茶加工原料來說，當(dāng)渥堆不足時(shí)，湯色很淡，滋味偏淡，不利于青磚茶 的品質(zhì)形成；渥堆適宜時(shí)則會(huì)呈現(xiàn)出青磚茶特有的湯色紅亮、陳香足等品質(zhì)風(fēng)味；而渥堆 過度時(shí)則會(huì)使茶湯帶酸，其品質(zhì)下降；因此在實(shí)際生產(chǎn)中要恰當(dāng)把握青磚茶的渥堆程度，才 能生產(chǎn)出符合品質(zhì)的加工原料。現(xiàn)有通常采用感官評價(jià)的方法來確定青磚茶原料的渥堆程 度；但是，這種方法通常是依靠個(gè)人感官和經(jīng)驗(yàn)閱歷判別青磚茶原料渥堆發(fā)酵程度的，而人 的感覺器官靈敏性易受自身工作經(jīng)驗(yàn)、當(dāng)時(shí)的生理狀況及外界條件如周邊環(huán)境、天氣、溫濕 度等因素的影響，具有較大的主觀性和隨意性。因此，必須建立一套青磚茶渥堆程度的判別 方法來保證青磚茶渥堆的可靠性，使青磚茶渥堆達(dá)到最優(yōu)的程度，以利用后續(xù)的加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的通過感官評價(jià)青磚茶原料渥堆程度的方法具有較 大的主觀性和隨意性等缺陷，提供一種用近紅外光譜儀掃描預(yù)測青磚茶原料渥堆程度的方 法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種用近紅外光譜儀掃描預(yù)測青磚 茶原料渥堆程度的方法，應(yīng)用近紅外光譜儀、以積分球?yàn)楣鈱W(xué)平臺進(jìn)行掃描，具體包括以下 步驟： 步驟一、青磚茶原料的選取 分別選取不同渥堆時(shí)間的青磚茶原料樣品，然后將樣品用粉碎機(jī)粉碎，待掃描近紅外 光譜； 步驟二、青磚茶原料樣品近紅外光譜掃描 a、 將近紅外光譜儀放置于室內(nèi)，保持室內(nèi)溫度在20-25 °、濕度在30%-50%，并預(yù)熱該 近紅外光譜儀1h以上； b、 掃描粉碎后的青磚茶渥堆原料樣品近紅外光譜，逐一對每個(gè)樣品采集6條光譜，取6 條采集光譜的平均值作為該樣品的最終光譜； 步驟三、利用光譜軟件將青磚茶渥堆原料樣品近紅外光譜全部轉(zhuǎn)化為成對的數(shù)據(jù)點(diǎn)， 以便后期進(jìn)行主成分分析； 步驟四、在Matlab軟件平臺對步驟三中的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行主成分分析，求得樣品光譜的主 成分?jǐn)?shù)及其貢獻(xiàn)率，獲知該樣品光譜的前三個(gè)主成分?jǐn)?shù)PCI、PC2和PC3的累計(jì)貢獻(xiàn)率大于 85% ； 步驟五、分別以前三個(gè)主成分?jǐn)?shù)PCI、PC2和PC3作為X軸、Y軸和Z軸，將數(shù)據(jù)輸入到origin8.0軟件中，得到不同渥堆程度青磚茶渥堆原料樣品的空間分布圖，不同渥堆程度 青磚茶渥堆原料樣品在空間中沒有出現(xiàn)交叉分布的情況，實(shí)現(xiàn)了不同渥堆程度青磚茶原料 的判別。
[0006] 所述步驟二中的近紅外光譜儀為美國賽默飛AntarisII型傅里葉近紅外光譜儀。
[0007] 所述的步驟二中每條光譜采集掃描64次。
[0008] 所述的步驟三中采用TQanalyst軟件將樣品光譜全部轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)點(diǎn)，使數(shù)據(jù)點(diǎn)間 間隔為3. 86cm、
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果： 本發(fā)明中通過近紅外光譜儀掃描渥堆青磚茶原料的近紅外光譜，并將樣品光譜全部轉(zhuǎn) 化為數(shù)據(jù)點(diǎn)；再利用主成分分析法對數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，主成分分析法能夠達(dá)到數(shù)據(jù)降 維和去除光譜噪聲的目的；再求得該樣品光譜的主成分?jǐn)?shù)及其貢獻(xiàn)率，以前三個(gè)主成分?jǐn)?shù) PC1，PC2和PC3作為X軸、Y軸和Z軸將數(shù)據(jù)輸入到origin8. 0軟件中，得到不同渥堆程度 樣品的空間分布圖，實(shí)現(xiàn)了識別了不同渥堆程度的青磚茶原料，達(dá)到了青磚茶原料不同渥 堆程度快速、無損和準(zhǔn)確鑒別的目的，提高了渥堆原料渥堆程度的檢測精度，能夠使青磚茶 渥堆達(dá)到最優(yōu)的程度，以利用后續(xù)的加工。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明中渥堆樣品原始光譜圖。
[0011] 圖2是本發(fā)明中前6個(gè)主成分累計(jì)貢獻(xiàn)率圖。
[0012] 圖3是本發(fā)明中PC1、PC2和PC3空間分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 以下結(jié)合【附圖說明】和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0014] 一種用近紅外光譜儀掃描預(yù)測青磚茶原料渥堆程度的方法，應(yīng)用近紅外光譜儀采 用近紅外光譜技術(shù)、以積分球?yàn)楣鈱W(xué)平臺進(jìn)行掃描，利用主成分分析法（PCA)判別青磚茶原 料的渥堆程度，具體包括以下步驟： 步驟一、青磚茶原料的選取 分別選取不同渥堆時(shí)間的青磚茶原料樣品，然后將樣品用粉碎機(jī)粉碎，待掃描近紅外 光譜。
[0015] 步驟二、青磚茶原料樣品近紅外光譜掃描 a、將近紅外光譜儀放置于室內(nèi)，保持室內(nèi)溫度在20-25 °、濕度在30%-50%，并預(yù)熱該 近紅外光譜儀1h以上；具體的，所述的近紅外光譜儀為美國賽默飛AntarisII型傅里葉 近紅外光譜儀。
[0016] b、掃描粉碎后的青磚茶渥堆原料樣品近紅外光譜，逐一對每個(gè)樣品采集6條光 譜，取6條采集光譜的平均值作為該樣品的最終光譜。具體的，每條光譜采集掃描64次，從 而使得能夠?qū)崟r(shí)獲取更多樣本表面的漫反射光譜信息。
[0017] 步驟三、利用光譜軟件將青磚茶渥堆原料樣品近紅外光譜全部轉(zhuǎn)化為成對的數(shù)據(jù) 點(diǎn)，以便后期進(jìn)行主成分分析。具體的，此處采用TQanalyst軟件將樣品光譜全部轉(zhuǎn)化為 數(shù)據(jù)點(diǎn)，使數(shù)據(jù)點(diǎn)間間隔為3. 86cmi。
[0018] 步驟四、在Matlab軟件平臺對步驟三中的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行主成分分析，求得樣品光譜 的主成分?jǐn)?shù)及其貢獻(xiàn)率，獲知該樣品光譜的前三個(gè)主成分?jǐn)?shù)PCI、PC2和PC3的累計(jì)貢獻(xiàn)率 大于85%。
[0019]步驟五、分別以前三個(gè)主成分?jǐn)?shù)PCI、PC2和PC3作為X軸、Y軸和Z軸，將數(shù)據(jù)輸 入到origin8. 0軟件中，得到不同渥堆程度青磚茶渥堆原料樣品的空間分布圖，不同渥堆 程度青磚茶渥堆原