绿茶滋味品质的伏安型电子舌检测机理研究

The value of green tea was decided by the content of beneficial material of tea liquor and the suitable proportion of compositions of taste. Therefore, the taste quality of tea liquor is the most important indexes in green tea quality designation. The taste quality of green tea was usually designed by a sensory panel, which was easy disturbed by subjective factors and objective factors, and the sense organ was easy to fatigue in continuous calssifying the taste quality of green tea. .In this study, the voltammetric electronic tongue (VE-tongue) was first applied in detecting the taste quality of green tea. The research was focused on the basic research about mechanism of detecting the taste quality of green tea by VE-tongue based on sensors array and various amplitude pulses. On the basis of analysis the difference between the responses of the green tea liquors, the sensitivity of sensors to compositions of taste was explored to reveal the characteristics of sensor array's responses to compositions of varied quality of green tea, and the correlation between sensor array's responses and taste quality of green tea was analyzed. Data processing was applied to find the optimum pattern recognition to identify the taste quality of green tea and to predict taste quality indexes by the VE-tongue. .Based on the research, the optimum sensor array, amplitude pulses and data processing methods for taste quality prediction of green tea was chose, and lay scientific basis for the development and application of VE-tongue specialized in the detection of green tea products' taste quality.

绿茶的价值主要体现于溶解在茶汤中对人体有益物质含量的多少及滋味成分组成配比是否符合消费者的要求，因此茶汤滋味是衡量绿茶滋味品质最重要的指标。绿茶的滋味品质通常由专业品茶师通过感官判定，而该方法易受到"客观环境"和"主观心理"的影响，且评审人员容易产生感官疲劳。.本课题提出了应用伏安型电子舌技术检测绿茶滋味品质的新方法，侧重于基于多传感器阵列的伏安型电子舌在不同的扫描电压条件下对绿茶滋味品质检测的机理研究。拟在分析不同滋味品质等级绿茶的伏安型电子舌响应信号差异的基础上，探明传感器在不同的扫描电压条件下对绿茶滋味成分响应的灵敏度，揭示不同滋味品质等级的绿茶对传感器响应特性的影响规律，阐明绿茶滋味成分与伏安型电子舌响应信号的相关性，获取较佳的模式识别方法，实现伏安型电子舌对绿茶滋味品质等级的定性区分和滋味成分的定量预测，为绿茶滋味品质检测专用伏安型电子舌的开发提供理论基础。

茶汤的滋味品质是评价绿茶品质的最重要指标。绿茶的滋味成分复杂，主要有多酚类（涩味）、氨基酸（鲜爽）、咖啡碱（苦味）和糖类（甜味）等。目前，感官判定法易受“客观环境”和“主观因素”的影响；理化测定法预处理繁琐耗时；精密仪器法购买及维护费用昂贵，对操作人员要求高。电子舌系统是模拟味觉系统的仿生系统，通过样品滋味信息和模式识别方法能够定性评价样本品质和和定量预测滋味成分，该方法省去了化学分析的步骤，且样品无须前处理。本课题在研究不同的传感器、扫描电压和频率的组合多种食品主要成分响应信号的影响规律的基础上，优选配置传感器、扫描电压波形和频率；研究了金属传感器的响应原理，从原始响应信号中提炼出够反映食品品质的响应信号的特征参数；探讨绿茶滋味品质等级的定性区分和主要滋味成分的定量预测模型。为了进一步研究绿茶的感官品质，在分析生物感官工作原理的基础上，设计实验采集了绿茶余味信息，并且将电子鼻（嗅觉信息）应用到检测中。同时，根据电子鼻和电子舌响应信号的特点提出了数据融合方式，提高了检测精度。主要结论有：（1）通过研究伏安型电子舌的传感器阵列对水果和奶制品的响应灵敏度和响应规律，在初选电极阵列和工作参数的基础上，优选了金、银、铂和钯4种电极组成电极阵列；电极的扫描电压频率为1Hz、10Hz和100Hz；电压扫描波形为多频梯形扫描波和多频矩形扫描波组成的组合波形；特征值提取方法面积法（以两个频率的采样曲线和X轴之间的面积之和为特征值）；（2）通过研究电子鼻和电子舌对七种不同等级的绿茶的响应特性，分别验了证智能味觉和嗅觉信息能够相互补充，融合后数据的分析结果要好于任何一个单独的仪器；面积法的分析结果要好于定值法，而且余味信息是对智能感官响应信息的有效补充。带有余味的融合数据的区分效果好于没有余味的融合信息，且对等级、香叶醇、水浸出物和多酚的预测系数也要好。本项目在分析不同滋味品质等级绿茶的伏安型电子舌响应信号差异的基础上，探明金属传感器在不同的扫描电压条件下对绿茶滋味成分响应的灵敏度，揭示不同滋味品质等级的绿茶对金属传感器响应特性的影响规律，阐明绿茶滋味成分与伏安型电子舌响应信号的相关性，获取较佳的模式识别方法，实现伏安型电子舌对绿茶滋味品质等级的定性区分和滋味成分的定量预测，为绿茶滋味品质检测专用伏安型电子舌的开发提供理论基础。

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