一种速溶红茶适度发酵的控制方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种速溶红茶适度发酵控制的方法和装置。由于速溶红茶发酵液颜色与速溶茶品质相关，通过计算机设定发酵液的目标色泽和阈值，并实时通过光纤和光谱仪测定发酵液的发酵过程中的透射光谱，计算机计算发酵液的色度值和发酵液色度值与目标色度值之间的色差△E。当色差△E小于设定的阈值时，停止发酵液发酵。本方法可以高度精确地监测发酵液在发酵中的色度值从而实现适度发酵，可以应用于绿茶、乌龙茶等提取物生产高品质优质速溶红茶粉。
【专利说明】一种速溶红茶适度发酵的控制方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明属于生物发酵领域，具体涉及对发酵液的可见光谱实时检测，同时涉及速溶红茶适度发酵的控制技术。
【背景技术】
[0002]当今世界红茶的消费量占到70%以上，通过绿茶、乌龙茶或茶叶原叶提取物进行液态发酵生产速溶红茶粉，可以解决原料供应的瓶颈，同时可以生产优质速溶红茶。
[0003]传统红茶液态发酵过程中的发酵适度的判定是靠人工经验控制，无法实现实时和精准的控制。由于这种发酵方式受工人技术水平影响较大，发酵不易控制，效果难以保障，致使速溶红茶一直存在产品品质不高、产品质量不稳定等问题，成为制约速溶红茶发展，无法满足国内蓬勃发展的速溶红茶产业的要求。
[0004]速溶红茶粉发酵过程中最显著的变化是茶叶提取物的颜色，所以茶叶提取物的发酵过程中颜色可以作为评定许多红茶质量的重要指标。但传统的相机测色由于易受环境影响，无法远距离测量，且光谱分辨率限于3个传感器(红、绿、蓝)，其结果色彩测量时受到很大限制，无法达到对速溶茶发酵高精度控制的需求。
[0005]人的感官判断造成的模糊性与不确定性和传统的相机测色环境受限和检测精度底等问题，现有技术中，关于发酵液色度值的测量精度和发酵适度的控制精度均有待提高。
【发明内容】
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[0006]本发明的目的在于提供一种速溶红茶发酵控制方法及装置，实现对速溶红茶粉发酵过程中茶叶提取物颜色的准确测量，从而实现对速溶红茶的适度发酵控制，提高红茶质量。
[0007]为了解决以上技术问题，本发明将可见光谱技术应用于生产优质速溶红茶发酵控制，具体技术方案如下:
[0008]一种速溶红茶适度发酵控制方法，其特征在于包括如下步骤:
[0009]步骤一，利用发酵罐发酵，经理化分析和感官评审，获取适度发酵的发酵液；计算机通过速溶红茶发酵控制装置，获得光谱仪采集的适度发酵发酵液的光谱信息，并采用CIE标准色度学系统将发酵液的透射光谱转换为发酵液的色度值，将计算得到的适度发酵液的色度值的均值即发酵液的目标色度值；计算得到的适度发酵液的色度值与所述目标色度值的最大色差即阈值；所述色度值采用CIELAB色度空间，色差计算采用欧式距离；
[0010]步骤二，以后每次发酵速溶红茶时，只需要将步骤一得到的目标色度值和阈值输入到计算机控制程序中；在发酵过程中，计算机发酵控制程序将实时通过光谱仪采集发酵液的透射光谱计算发酵液的色度值，同时计算发酵液的色度值与目标色度值之间的色差；当色差小于设定的阈值时，认为发酵中的发酵液已到达适度发酵，立即停止发酵；当色差大于等于设定的阈值时，继续对发酵液进行发酵；从而实现对速溶红茶发酵液发酵适度的精准控制。[0011]所述的发酵液为绿茶、乌龙茶、绿茶茶叶原叶任一种的提取物。
[0012]根据所述一种速溶红茶适度发酵控制方法的装置，其特征在于:主要包括计算机
(I)、光谱仪(2)，入射光纤(6)、透射光纤(3)、发酵罐⑶和循环取样支管(5)；
[0013]所述循环取样支管(5)安装于发酵罐(8)外壁；取样泵(4)位于循环取样支管(5)的下端位置，用于实时抽取所述发酵罐内的发酵液；循环取样支管(5)中部的一侧开有透明圆孔A连接入射光纤(6)的一端，相对的另一侧开有透明圆孔B连接透射光纤(3)的一端；入射光纤(6)的另一端与光源(7)连接；透射光纤(3)的另一端与光谱仪(2)连接；循环取样支管(5) —侧的入射光纤(6)射出的光能透过发酵液直接进入另一侧的透射光纤(3)，最终进入到光谱仪(2);
[0014]光源(7)发出的光通过入射光纤(6)，到达循环取样支管(5)，通过循环取样支管一侧的透明圆孔A、透过发酵液，通过循环取样支管(5)另一侧的透明圆孔B，经过透射光纤
(3)最终进入到光谱仪(2);
[0015]所述计算机(I)与光谱仪(2)连接，计算机安装有发酵控制程序，具有人机交互界面，能实时获取光谱仪采集发酵液的380nm-780nm的透射光谱信息并采用CIE标准色度学系统将光谱信息转换为色度值，自动显示发酵罐中发酵液的色度值，通过交互界面人为设定发酵液的目标色度值和阈值；
[0016]所述光源(7) 为齒光灯。
[0017]本发明具有有益效果。本发明通过循环取样支管和光纤传导方案使得可以长距离、实时检测发酵罐中的发酵液，通过可见光谱技术方案使得可以实现对发酵液颜色高度精准检测，通过检测程序的色差判定方案实现了对发酵液的发酵适度自动和高精度判定。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明速溶红茶适度发酵控制的装置示意图；
[0019]图2为本发明发酵过程中光谱仪采集的发酵液透射率；实线为适度发酵的发酵液透过率光谱曲线,虚线为发酵中发酵液透过率光谱曲线；
[0020]图3为本发明发酵过程中发酵液色度值在色度值空间分布。
[0021]图中:I计算机，2光谱仪，3透射光纤，4取样泵；5循环取样支管，6入射光纤，7光源，8发酵罐。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案做进一步详细说明。本发明对速溶红茶发酵过程中色度值检测和适度发酵控制具有通用性。发酵液为绿茶提取物作为实施实例。其他茶叶提取物发酵也可以参照此实例进行。
[0023]图1为速溶红茶适度发酵控制装置的示意图，根据图1，将光谱仪与计算机用USB线连接，在循环取样支管中部两侧分别连接入射光纤和透射光纤；入射光纤的一端与循环取样支管连接，另一端与光源连接；透射光纤的一端循环取样支管连接，另一端与光谱仪连接；入射光纤和透射光纤与环取样支管两侧连接并处于相对位置。
[0024]通过发酵控制程序设定光谱仪的采集参数，积分时间100ms，平均次数10次，采集无发酵液时的参考光谱和暗光谱。打开卤素灯光源，加入发酵液，启动取样泵。此时光源发出的光进入入射光纤，达到入射光纤与取样支管连接的一侧，透过取样支管中的发酵液，进入取样支管另一侧透射光纤最终进入到光谱仪。计算机通过光谱仪获得发酵液的透射光谱。
[0025]在发酵过程中，利用上述装置实时采集发酵罐中发酵液的透射光谱，同时采集发酵过程中发酵样液并分析理化和感官评审，判断是否发酵适度。这里的理化指标主要测定提取物的茶多酚、咖啡因、茶红素、茶黄素含量，感官审评包括色、香、味。采集的透射光谱如图2所示，由图2可知，发酵过程中的透射光谱与发酵适度的透射光谱存在明显差异。根据CIE标准色度学系统将发酵液的透射光谱转换色度值，计算出的发酵液的色度值如表1所示。
[0026]表1:为发酵过程中发酵样液色度值、设定的目标色度值和阈值
[0027]
【权利要求】
1.一种速溶红茶适度发酵控制方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤一，利用发酵罐发酵，经理化分析和感官评审，获取适度发酵的发酵液；计算机通过速溶红茶发酵控制装置，获得光谱仪采集的适度发酵发酵液的光谱信息，并采用CIE标准色度学系统将发酵液的透射光谱转换为发酵液的色度值，将计算得到的适度发酵液的色度值的均值即发酵液的目标色度值；计算得到的适度发酵液的色度值与所述目标色度值的最大色差即阈值；所述色度值采用CIELAB色度空间，色差计算采用欧式距离； 步骤二，以后每次发酵速溶红茶时，只需要将步骤一得到的目标色度值和阈值输入到计算机控制程序中；在发酵过程中，计算机发酵控制程序将实时通过光谱仪采集发酵液的透射光谱计算发酵液的色度值，同时计算发酵液的色度值与目标色度值之间的色差；当色差小于设定的阈值时，则发酵中的发酵液已到达适度发酵，可立即停止发酵；当色差大于等于设定的阈值时，继续对发酵液进行发酵；从而实现对速溶红茶发酵液发酵适度的精准控制。
2.根据权利要求1所述的一种速溶红茶适度发酵控制方法，其特征在于:所述的发酵液为绿茶、乌龙茶、绿茶茶叶原叶中任一种的提取物。
3.根据权利要求1所述一种速溶红茶适度发酵控制方法的装置，其特征在于:主要包括计算机(I)、光谱仪(2)，入射光纤(6)、透射光纤(3)、发酵罐(8)和循环取样支管(5)；
所述循环取样支管(5)安装于发酵罐(8)外壁；取样泵(4)位于循环取样支管(5)的下端位置，用于实时抽取所述发酵罐内的发酵液；循环取样支管(5)中部的一侧开有透明圆孔A连接入射光纤(6)的一端，相对的另一侧开有透明圆孔B连接透射光纤(3)的一端；入射光纤(6)的另一端与光源(7)连接；透射光纤(3)的另一端与光谱仪(2)连接；循环取样支管(5) —侧的入射光纤(6)射出的光能透过发酵液直接进入另一侧的透射光纤(3)，最终进入到光谱仪(2); 光源(7)发出的光通过入射光纤(6)，到达循环取样支管(5)，通过循环取样支管一侧的透明圆孔A、透过发酵液，通过循`环取样支管(5)另一侧的透明圆孔B，经过透射光纤(3)最终进入到光谱仪(2); 所述计算机(I)与光谱仪(2)连接，计算机安装有发酵控制程序，具有人机交互界面，能实时获取光谱仪采集发酵液的380nm - 780nm的透射光谱信息并采用CIE标准色度学系统将光谱信息转换为色度值，自动显示发酵罐中发酵液的色度值，通过交互界面人为设定发酵液的目标色度值和阈值； 所述光源(7)为卤素灯。
【文档编号】G01N21/25GK103749760SQ201410023988
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月20日 优先权日:2014年1月20日
【发明者】陈全胜, 齐帅, 赵杰文, 欧阳琴, 李欢欢, 徐义, 张东亮 申请人:江苏大学