[发明专利]一种红茶萎凋程度数字化的无损检测方法

说明书

本发明公开了一种红茶萎凋程度数字化的无损检测方法，包括以下步骤：S1、萎凋叶样品光谱的采集，将处于不同萎凋时间节点的萎凋叶样品，分别通过连接智能手机的微型近红外光谱仪采集，进而得到不同萎凋时间节点下的样品光谱；所述萎凋时间节点包括过轻萎凋、轻萎凋、适度萎凋Ⅰ、适度萎凋Ⅱ、重萎凋、过重萎凋；S2、样品萎凋程度数字化参数的检测，随着萎凋的进行，检测不同萎凋时间节点萎凋叶的萎凋程度数字化参数。本发明将近红外光谱应用于萎凋叶含水率的快速无损检测，提出的基于扩展输入空间的Elman模型，具有更好的定量预测分析能力，相对于传统的线性PLS模型和非线性BP模型具有更强的预测能力。

技术领域

本发明属于食品加工技术领域，尤其涉及一种红茶萎凋程度数字化的无损检测方法。

背景技术

红茶是全球最受欢迎的饮品之一，具有独特的风味和多种健康益处。红茶的初制涉及多个过程，包括萎凋、揉捻、发酵和干燥等四道工序。萎凋是红茶初加工中的关键工序，叶内水分和品质生化成分发生剧烈变化，为红茶品质的形成奠定重要基础，对红茶加工和生产具有重要意义。

在萎凋的过程中，鲜叶适当散失水分，降低鲜叶细胞表面张力，使芽叶由脆变软，增强可塑性、柔软性等物理特性，为揉捻工序获得一定细胞破碎率和初步做形作业创造必要条件，所以生产中将萎凋叶的含水率是判别萎凋适度的关键指标，现有研究认为当鲜叶的含水率达到60％-64％为适度萎凋。目前，对于萎凋程度的传统判断方法仍依靠人的感官经验判断，容易受到人为因素的影响，而传统的含水率检测方法操作复杂、检测周期长，难以实现萎凋叶含水率的快速、准确、便捷、无损地检测。近红外光谱法(NIRS)是一种先进的无损检测技术，已广泛应用于茶叶的定性和定量的分析，如茶的等级分类、发酵度预测、感官质量确定、主要成分等。但是，先前的研究中使用的大部分都是基于实验室条件下的台式近红外光谱仪，这种光谱仪价格高、体积大且不可携带，在实验室以外的生产中难以使用。此外，这种台式光谱仪结构复杂、需要连接电脑且操作技能要求高，难以成为茶厂和农民的常规生产工具。

随着计算机、智能手机和光学仪器的快速普及发展，已经开发了通过无线蓝牙技术连接到智能手机的微型近红外光谱仪，可利用智能手机中的应用程序操控光谱仪完成光谱数据的采集、存储和传输，再通过微型计算机对数据完成分析、处理和显示。由于微型计算机和微型近红外光谱仪价格低、便携性且对使用环境

要求低，基于智能手机的微型近红外光谱系统得到了研究人员的青睐。微型近红外光谱仪已成功用于茶树的营养状况诊断、茶叶的质量评估、红茶的品味评估。然而，通过使用微型近红外光谱仪结合微型计算机进行红茶萎调中含水率在线定量分析的研究暂无。

发明内容

为了解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种红茶萎凋程度数字化的无损检测方法，该方法实现了红茶萎凋叶含水率快速无损的在线检测。

具体技术方案如下：

一种红茶萎凋程度数字化的无损检测方法，包括以下步骤：

S1、萎凋叶样品光谱的采集，将处于不同萎凋时间节点的萎凋叶样品，分别通过连接智能手机的微型近红外光谱仪采集，进而得到不同萎凋时间节点下的样品光谱；所述萎凋时间节点包括过轻萎凋、轻萎凋、适度萎凋Ⅰ、适度萎凋Ⅱ、重萎凋、过重萎凋；

S2、样品萎凋程度数字化参数的检测，随着萎凋的进行，检测不同萎凋时间节点萎凋叶的萎凋程度数字化参数；

S3、对采集的萎凋叶样品光谱进行预处理和主成分分析，降低采集光谱时萎凋叶样品表面漫反射对光谱信息造成的干扰，提取光谱数据主要信息；