茶叶色香味品质评价技术研究进展
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转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据 像素分布和亮度、颜色等信息转变成数字化信号，进 而实现机器代替人眼来做测量和判断的目的。李晓 丽采用 MS3100 多光谱成像仪建立机器视觉成像系 统，对茶叶的外观品质进行定量审评，结果表明基于 光谱图像纹理分析的颗粒堆积状茶叶等级的区分是 可行的［2］。李 娇 以 目 前 研 究 尚 处 于 起 步 阶 段 的 茶 叶品质计算机视觉分级为研究方向，选取具有代表 性的 2 个茶叶种类为研究对象，建立了获取茶叶样 本图像的计算机视觉系统； 并在此基础上建立了一 套适用于计算机视觉识别的茶叶品质特征提取模 式，进一步提出基于反向传播算法（ BP） 网络的茶叶 品质鉴定 模 型 的 分 级 效 果 较 好，且 分 级 准 确 率 达 95%［3］。王文杰利用电脑结合 Photoshop6． 0 软件可 准确快捷地测定茶样实物扫描图的色泽信息，并提
茶叶香气指纹图谱（ Fingerprint） 主要是指通过 GC 及 GC-MS 等分析技术对各种茶叶色谱特征峰的 聚类分析或相似度比较，从而建立不同品种、不同产 地、不同种类等茶叶的香气信息库，用于茶叶品质评 价及地域、品种判别等方面［15］。
潘瑞景等利用 GC-MS 技术建立了九个不同产 地半枝莲及其混淆品的指纹图谱，在此基础上结合 化学计量学直观推导式演进特征投影法 （ HELP） ， 及质谱库检索结合保留指数的方法对半枝莲及其混 淆品进行化学成分分析，同时应用相似度分析（ SA） 对不同产地的半枝莲及其混淆品的指纹图谱进行判 别［16］。随着我国原产 地 域 产 品 保 护 制 度 的 不 断 推 行及产品种类的不断丰富，对茶叶品质保真和地域 判别技术提出了更高要求，指纹图谱技术也不断应 用于茶叶品质研究领域。采用 SPME 技术富集不同 批次婺源绿茶和武夷岩茶的干茶香气，并利用 GC-
8
茶叶
40 卷
出必须建立其茶叶色泽参数与茶叶品质的关系模 型，才能使 电 脑 评 价 色 泽 品 质 技 术 走 向 实 用பைடு நூலகம்化［4］。 随着计算机视觉技术的逐步发展，茶叶生产加工中 也有所应用。如郝志龙等在白茶加工过程中利用计 算机视觉技术研究白茶色泽变化，提出用计算机视 觉技术定量描述茶叶色泽变化与茶叶内含色泽成分 的相互关系有待深入研究［5］。 2． 2 光谱技术
光谱仪是分光测色系统的核心部分，对整个可 见光的光谱数据进行收集，颜色表达完整，精度高。 彭博等利用光谱辐亮度计设计了一套颜色测量系 统，并通过该系统对中国颜色体系色片进行测量试 验，测量 精 确 度 较 高，具 有 普 遍 实 用 性［6］。 随 着 颜 色测量领域应用的深入，精确的在线测量技术也在 不断改善中。色差仪是根据 CIE（ 国际标准照明委 员会） 建立的一系列表示可见光谱的颜色标准空间 原理测量样品与被测样品的色差以及三色度值，实 现测色过程全自动化。赖凌凌等以 39 个福建绿茶 为研究对象，探讨了 L* a* b* 表色系统与绿茶感 官审评汤色得分的相关性，结果表明各色度值对茶 水冲泡条件的变化灵敏度较高，提出分析茶汤品质 时应针对不同外形和嫩度的绿茶分别建立相关性分 析标准以 提 高 评 判 准 确 性［7］。 更 进 一 步 的 研 究 将 茶叶中的化学成分、茶汤色度值与感官审评关联起 来，发现色度值与各品质特征及品质总分均呈显著 性关系［8，9］。赵杰文等已发明一种茶叶汤色品质的 量化评价方法，即由 3 位以上评茶员得到茶样汤色 感官最终评分值，再通过色差计分别测量多批选取 茶样的汤色色度值并计算衍生指标值，利用主成分 分析（ PCA） 和反向传播算法（ BP） 神经网络建立 BP 神经网络模型，该方法能科学有效地给出茶叶汤色 品质的量 化 值，与 感 官 审 评 方 法 具 有 很 好 的 一 致 性［10］。这些研究为今 后 茶 叶 色 泽 品 质 数 值 化 和 客 观化表征提供了科学依据。 2． 3 色卡法
3 茶叶香气品质评价研究进展
3． 1 气相技术 气相技术主要用于测定挥发油、极性较小的成
分或衍生化后的可挥发性成分； 气质联用（ GC-MS） 应用较多，可在线提供气相图谱中主要成分的化学 结构信息。叶红等采用 GC-MS 法对不同产地 6 种 茶叶中的 10 种香气成分进行比较分析，结果分别指 出红茶、铁观音和碧螺春区别于别类茶的香气特征， 并指出碧螺春新茶和陈茶存在的很大区别在于检测 出的香气成分相差很大，且香气成分的含量可作为 评判新旧茶叶的依据［12］。Kanokwan Jumtee 等利用 GC-MS 获得的挥发性物质信号结合多变量数据分 析技术对日本绿茶感官品质排序进行评价和预测， 结果表明正交信号校正-偏最小二乘绿茶品质排序 模型对其品质预测效果良好，且鉴别出构成绿茶品 质的重要香气物质为香叶醇、吲哚、芳樟醇、顺茉莉 酮、二氢猕猴桃内酯等 13 种，这些挥发性物质的指 纹图谱很可能成为绿茶品质全面评价的标记物［13］。 N． Togari 等利用化学计量学分析茶叶香气的 7 种感 官特 征 与 GC 图 谱 信 息 的 相 关 性，多 元 线 性 回 归 （ MLＲ） 、主成分回归（ PCＲ） 和偏最小二乘（ PLS） 三 种校正方法对树脂味和烘烤香以外的 5 种香气特征 的多元回归模型预测准确度高，所得 77 个峰中对清 花香、甜花香和甜果香预测贡献值较大的分别是芳 樟醇和茉 莉 内 酯，2 -苯 乙 醇 和 茉 莉 内 酯，2 -苯 乙 醇， 并指出利用气相色谱结合多变量校正方法分析茶叶 香气品质需与它们的香气成分联系起来［14］。 3． 2 指纹图谱技术
CHEN Meili1，2 ，TANG Desong1 ，GONG Shuying1*
（ 1． Tea Ｒesearch Institute，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China； 2． Forestry Ｒesearch Institute，Guangxi，Liuzhou 545300，China）
Key words tea； color； aroma； taste； quality evaluation
1前言
感官审评是评定茶叶品质优劣的重要方法，具 有快速、全面、准确等特点，但该方法需要有丰富的 茶学知识和审评经验。培养一名茶叶审评员训练周 期长，没 有 相 当 经 验 的 积 累，难 以 得 到 可 靠 的 结 果［1］。化学检 测 方 法 用 于 茶 叶 品 质 成 分 的 含 量 及 组成分析，结果较为准确、客观，但操作繁琐，且不能 较好地反映茶叶的整体品质。近些年来，随着现代 科学与精密仪器分析技术的发展，茶叶色香味品质 的理化检测手段也得到了快速发展。
收稿日期： 2013 － 10 － 31 修改稿收稿日期： 2013 － 12 － 10 基金项目： 国家茶叶产业技术体系经费资助（ CAＲS-23） 作者简介： 陈美丽（ 1987 年 － ） ，女，湖南慈利人，硕士研究生，主要从事茶叶加工与审评方面的研究。* 通讯作者： shuygong@ zju． edu． cn
GC-O 在风味强度评价方面具有仪器无法比拟 的优越性，结合质谱技术可对香气成分进行定性与 定量，其应用范围也将更加广泛。汪厚银等应用气 质联用 / 气相色谱-嗅觉测定技术同时测定了西湖龙 井茶汤的挥发性呈香成分和嗅感特征，结合检测频 率分析初步确定出二甲硫醚、2-甲硫基丙醛、3-乙基2，5-二甲基吡嗪、芳樟醇、α-松油醇、香叶醇和顺-茉 莉酮为西湖龙井 茶 的 特 征 香 气 成 分［20］。 吕 海 鹏 等 通过 GC-MS 技术鉴定出普洱茶的主要香气物质有 甲氧基酚类、醇类和碳氢化合物三类，借助 GC-O 分 析仪确定普洱茶香气中的特征化合物为 1，2-二甲 氧基苯、1，2，3-三甲氧基苯、1，2，3-三甲氧基-5-甲基 苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯、β-紫罗兰酮、β-芳樟醇、 芳樟醇氧化物等［21］。可见 GC-MS 结合 GC-O 技术 不仅能分析样品化合物的组成，还能鉴别香气化合 物的类别、香气强度及其对总体香气的贡献，从各种 香气成分呈味的阈值出发而避免高含量香气成分确 定茶叶主香物质的弊端。 3． 4 电子鼻技术
模式识别技术对茶叶品质进行评价的研究进展，并对茶叶品质更为客观准确的智能化评价作出了展望。
关键词 茶叶； 色泽； 香气； 滋味； 品质评价
中图分类号： TS272． 5； O4
文献标识码： A
文章编号： 0577-8921（ 2014） 01-007-06
Ｒesearch progress on tea quality evaluation by testing color，aroma and taste
第1 期
陈美丽等 茶叶色香味品质评价技术研究进展
9
MS 技术分别对其图谱进行研究，建立的茶叶指纹图 谱相似度均大于 0． 90，符合指纹图谱研究技术的要 求，可作为婺源绿茶和武夷岩茶品质保真、质量控制 和地域 判 别 的 一 个 指 标［17］。 B． B． Borse 等 利 用 GC-MS 分析来自四个不同产区的印度红茶香气特 征，鉴定出 25 种挥发性香气物质作为指纹标记来辨 别不同产区特征，研究表明仅靠近帕兰波地区的红 茶香气成分含壬醛而没有二氢猕猴桃内酯，安纳马 莱地区的红茶正己醇含量最低，尼尔吉里纳德地区 乙酸香叶酯含量最低，二甲苯仅在库尔蒂地区茶中 出现，这为茶叶产区的追溯提供了理论依据［18］。 3． 3 气相色谱-嗅辨（ GC-O） 法
2 茶叶色泽品质理化评价研究进展
一直以来，人们都是通过视觉对茶叶色泽进行 品质鉴定，而视觉的产生依赖于视觉的适宜刺激和 视觉的生理机制，在同一批次样品比较中基准较为 一致，若在不同光照等外界条件下则容易引起色差 等。随着科学技术的发展，结合现代电子技术对茶 叶色泽进行客观化评价的研究已成为热点。
2． 1 机器视觉技术 机器视觉是指通过图像摄取装置将被摄取目标
茶 叶 Journal of Tea 2014，40( 1) : 7 ～ 12
茶叶色香味品质评价技术研究进展
陈美丽1，2 唐德松1 龚淑英1*
（ 1． 浙江大学茶叶研究所，浙江 杭州 310058； 2． 柳州市林业科学研究所，广西 柳州 545300）
摘 要 本文从构成茶叶品质的色泽、香气和滋味三个因子出发，综述了近些年来国内外运用现代仪器及
随着现代仪器分析技术的发展，茶叶香气物质 分离分析技术已过渡到气相色谱-嗅辨 （ GC-O） 方 法。孙琳等对气相色谱-嗅觉测量技术及其在茶叶 活性香气化合物中的研究总结阐述了 GC-O 活性香 气化合物的评价方法有稀释分析（ AEDA） 、频率检 测法和强度评价法三类，以及研究化合物间相互作 用的 OASIS 技术［19］。
Abstract Ｒesearch progress on tea quality evaluation by modern instruments and pattern recognition technology were summarized in recent years based on testing color，aroma and taste． The prospect in intellectualized assessment of objective and accurate tea quality evaluation was discussed．
色卡研制早在染料工业中有所应用，结合了色 度学原理和先进的测色技术，体现了目视评定与测 色仪器的一致性。王同和等对 8 种绿茶的干茶、汤 色和叶底色泽进行色差参数测定与感官审评给分， 利用 Photoshop 软件读取出绿茶色泽的 Lab 值，并通 过确定绿茶色差参数的波动范围制作出专业版、标 准版和简化版的色卡，为茶叶审评课教学提供了理 论依据［11］。这为今后 完 善 其 他 茶 类 色 卡 制 作 及 应 用方面提供了技术参考。
茶叶香气指纹图谱（ Fingerprint） 主要是指通过 GC 及 GC-MS 等分析技术对各种茶叶色谱特征峰的 聚类分析或相似度比较，从而建立不同品种、不同产 地、不同种类等茶叶的香气信息库，用于茶叶品质评 价及地域、品种判别等方面［15］。
潘瑞景等利用 GC-MS 技术建立了九个不同产 地半枝莲及其混淆品的指纹图谱，在此基础上结合 化学计量学直观推导式演进特征投影法 （ HELP） ， 及质谱库检索结合保留指数的方法对半枝莲及其混 淆品进行化学成分分析，同时应用相似度分析（ SA） 对不同产地的半枝莲及其混淆品的指纹图谱进行判 别［16］。随着我国原产 地 域 产 品 保 护 制 度 的 不 断 推 行及产品种类的不断丰富，对茶叶品质保真和地域 判别技术提出了更高要求，指纹图谱技术也不断应 用于茶叶品质研究领域。采用 SPME 技术富集不同 批次婺源绿茶和武夷岩茶的干茶香气，并利用 GC-
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茶叶
40 卷
出必须建立其茶叶色泽参数与茶叶品质的关系模 型，才能使 电 脑 评 价 色 泽 品 质 技 术 走 向 实 用பைடு நூலகம்化［4］。 随着计算机视觉技术的逐步发展，茶叶生产加工中 也有所应用。如郝志龙等在白茶加工过程中利用计 算机视觉技术研究白茶色泽变化，提出用计算机视 觉技术定量描述茶叶色泽变化与茶叶内含色泽成分 的相互关系有待深入研究［5］。 2． 2 光谱技术
光谱仪是分光测色系统的核心部分，对整个可 见光的光谱数据进行收集，颜色表达完整，精度高。 彭博等利用光谱辐亮度计设计了一套颜色测量系 统，并通过该系统对中国颜色体系色片进行测量试 验，测量 精 确 度 较 高，具 有 普 遍 实 用 性［6］。 随 着 颜 色测量领域应用的深入，精确的在线测量技术也在 不断改善中。色差仪是根据 CIE（ 国际标准照明委 员会） 建立的一系列表示可见光谱的颜色标准空间 原理测量样品与被测样品的色差以及三色度值，实 现测色过程全自动化。赖凌凌等以 39 个福建绿茶 为研究对象，探讨了 L* a* b* 表色系统与绿茶感 官审评汤色得分的相关性，结果表明各色度值对茶 水冲泡条件的变化灵敏度较高，提出分析茶汤品质 时应针对不同外形和嫩度的绿茶分别建立相关性分 析标准以 提 高 评 判 准 确 性［7］。 更 进 一 步 的 研 究 将 茶叶中的化学成分、茶汤色度值与感官审评关联起 来，发现色度值与各品质特征及品质总分均呈显著 性关系［8，9］。赵杰文等已发明一种茶叶汤色品质的 量化评价方法，即由 3 位以上评茶员得到茶样汤色 感官最终评分值，再通过色差计分别测量多批选取 茶样的汤色色度值并计算衍生指标值，利用主成分 分析（ PCA） 和反向传播算法（ BP） 神经网络建立 BP 神经网络模型，该方法能科学有效地给出茶叶汤色 品质的量 化 值，与 感 官 审 评 方 法 具 有 很 好 的 一 致 性［10］。这些研究为今 后 茶 叶 色 泽 品 质 数 值 化 和 客 观化表征提供了科学依据。 2． 3 色卡法
3 茶叶香气品质评价研究进展
3． 1 气相技术 气相技术主要用于测定挥发油、极性较小的成
分或衍生化后的可挥发性成分； 气质联用（ GC-MS） 应用较多，可在线提供气相图谱中主要成分的化学 结构信息。叶红等采用 GC-MS 法对不同产地 6 种 茶叶中的 10 种香气成分进行比较分析，结果分别指 出红茶、铁观音和碧螺春区别于别类茶的香气特征， 并指出碧螺春新茶和陈茶存在的很大区别在于检测 出的香气成分相差很大，且香气成分的含量可作为 评判新旧茶叶的依据［12］。Kanokwan Jumtee 等利用 GC-MS 获得的挥发性物质信号结合多变量数据分 析技术对日本绿茶感官品质排序进行评价和预测， 结果表明正交信号校正-偏最小二乘绿茶品质排序 模型对其品质预测效果良好，且鉴别出构成绿茶品 质的重要香气物质为香叶醇、吲哚、芳樟醇、顺茉莉 酮、二氢猕猴桃内酯等 13 种，这些挥发性物质的指 纹图谱很可能成为绿茶品质全面评价的标记物［13］。 N． Togari 等利用化学计量学分析茶叶香气的 7 种感 官特 征 与 GC 图 谱 信 息 的 相 关 性，多 元 线 性 回 归 （ MLＲ） 、主成分回归（ PCＲ） 和偏最小二乘（ PLS） 三 种校正方法对树脂味和烘烤香以外的 5 种香气特征 的多元回归模型预测准确度高，所得 77 个峰中对清 花香、甜花香和甜果香预测贡献值较大的分别是芳 樟醇和茉 莉 内 酯，2 -苯 乙 醇 和 茉 莉 内 酯，2 -苯 乙 醇， 并指出利用气相色谱结合多变量校正方法分析茶叶 香气品质需与它们的香气成分联系起来［14］。 3． 2 指纹图谱技术
CHEN Meili1，2 ，TANG Desong1 ，GONG Shuying1*
（ 1． Tea Ｒesearch Institute，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China； 2． Forestry Ｒesearch Institute，Guangxi，Liuzhou 545300，China）
Key words tea； color； aroma； taste； quality evaluation
1前言
感官审评是评定茶叶品质优劣的重要方法，具 有快速、全面、准确等特点，但该方法需要有丰富的 茶学知识和审评经验。培养一名茶叶审评员训练周 期长，没 有 相 当 经 验 的 积 累，难 以 得 到 可 靠 的 结 果［1］。化学检 测 方 法 用 于 茶 叶 品 质 成 分 的 含 量 及 组成分析，结果较为准确、客观，但操作繁琐，且不能 较好地反映茶叶的整体品质。近些年来，随着现代 科学与精密仪器分析技术的发展，茶叶色香味品质 的理化检测手段也得到了快速发展。
收稿日期： 2013 － 10 － 31 修改稿收稿日期： 2013 － 12 － 10 基金项目： 国家茶叶产业技术体系经费资助（ CAＲS-23） 作者简介： 陈美丽（ 1987 年 － ） ，女，湖南慈利人，硕士研究生，主要从事茶叶加工与审评方面的研究。* 通讯作者： shuygong@ zju． edu． cn
GC-O 在风味强度评价方面具有仪器无法比拟 的优越性，结合质谱技术可对香气成分进行定性与 定量，其应用范围也将更加广泛。汪厚银等应用气 质联用 / 气相色谱-嗅觉测定技术同时测定了西湖龙 井茶汤的挥发性呈香成分和嗅感特征，结合检测频 率分析初步确定出二甲硫醚、2-甲硫基丙醛、3-乙基2，5-二甲基吡嗪、芳樟醇、α-松油醇、香叶醇和顺-茉 莉酮为西湖龙井 茶 的 特 征 香 气 成 分［20］。 吕 海 鹏 等 通过 GC-MS 技术鉴定出普洱茶的主要香气物质有 甲氧基酚类、醇类和碳氢化合物三类，借助 GC-O 分 析仪确定普洱茶香气中的特征化合物为 1，2-二甲 氧基苯、1，2，3-三甲氧基苯、1，2，3-三甲氧基-5-甲基 苯、4-乙基-1，2-二甲氧基苯、β-紫罗兰酮、β-芳樟醇、 芳樟醇氧化物等［21］。可见 GC-MS 结合 GC-O 技术 不仅能分析样品化合物的组成，还能鉴别香气化合 物的类别、香气强度及其对总体香气的贡献，从各种 香气成分呈味的阈值出发而避免高含量香气成分确 定茶叶主香物质的弊端。 3． 4 电子鼻技术
模式识别技术对茶叶品质进行评价的研究进展，并对茶叶品质更为客观准确的智能化评价作出了展望。
关键词 茶叶； 色泽； 香气； 滋味； 品质评价
中图分类号： TS272． 5； O4
文献标识码： A
文章编号： 0577-8921（ 2014） 01-007-06
Ｒesearch progress on tea quality evaluation by testing color，aroma and taste
第1 期
陈美丽等 茶叶色香味品质评价技术研究进展
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MS 技术分别对其图谱进行研究，建立的茶叶指纹图 谱相似度均大于 0． 90，符合指纹图谱研究技术的要 求，可作为婺源绿茶和武夷岩茶品质保真、质量控制 和地域 判 别 的 一 个 指 标［17］。 B． B． Borse 等 利 用 GC-MS 分析来自四个不同产区的印度红茶香气特 征，鉴定出 25 种挥发性香气物质作为指纹标记来辨 别不同产区特征，研究表明仅靠近帕兰波地区的红 茶香气成分含壬醛而没有二氢猕猴桃内酯，安纳马 莱地区的红茶正己醇含量最低，尼尔吉里纳德地区 乙酸香叶酯含量最低，二甲苯仅在库尔蒂地区茶中 出现，这为茶叶产区的追溯提供了理论依据［18］。 3． 3 气相色谱-嗅辨（ GC-O） 法
2 茶叶色泽品质理化评价研究进展
一直以来，人们都是通过视觉对茶叶色泽进行 品质鉴定，而视觉的产生依赖于视觉的适宜刺激和 视觉的生理机制，在同一批次样品比较中基准较为 一致，若在不同光照等外界条件下则容易引起色差 等。随着科学技术的发展，结合现代电子技术对茶 叶色泽进行客观化评价的研究已成为热点。
2． 1 机器视觉技术 机器视觉是指通过图像摄取装置将被摄取目标
茶 叶 Journal of Tea 2014，40( 1) : 7 ～ 12
茶叶色香味品质评价技术研究进展
陈美丽1，2 唐德松1 龚淑英1*
（ 1． 浙江大学茶叶研究所，浙江 杭州 310058； 2． 柳州市林业科学研究所，广西 柳州 545300）
摘 要 本文从构成茶叶品质的色泽、香气和滋味三个因子出发，综述了近些年来国内外运用现代仪器及
随着现代仪器分析技术的发展，茶叶香气物质 分离分析技术已过渡到气相色谱-嗅辨 （ GC-O） 方 法。孙琳等对气相色谱-嗅觉测量技术及其在茶叶 活性香气化合物中的研究总结阐述了 GC-O 活性香 气化合物的评价方法有稀释分析（ AEDA） 、频率检 测法和强度评价法三类，以及研究化合物间相互作 用的 OASIS 技术［19］。
Abstract Ｒesearch progress on tea quality evaluation by modern instruments and pattern recognition technology were summarized in recent years based on testing color，aroma and taste． The prospect in intellectualized assessment of objective and accurate tea quality evaluation was discussed．
色卡研制早在染料工业中有所应用，结合了色 度学原理和先进的测色技术，体现了目视评定与测 色仪器的一致性。王同和等对 8 种绿茶的干茶、汤 色和叶底色泽进行色差参数测定与感官审评给分， 利用 Photoshop 软件读取出绿茶色泽的 Lab 值，并通 过确定绿茶色差参数的波动范围制作出专业版、标 准版和简化版的色卡，为茶叶审评课教学提供了理 论依据［11］。这为今后 完 善 其 他 茶 类 色 卡 制 作 及 应 用方面提供了技术参考。