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影响茶叶品质的主要生化指标的高光谱反演研究

陈雅君  
【摘要】:茶叶是一种复杂的混合物,经实验得出,茶叶中一些生化组分密切影响茶叶的品质,比如茶多酚、游离氨基酸、可溶性糖等。本文选取福建省安溪县石山村铁观音、罗岩村黄旦、大坪村毛蟹、后格村本山四个品种茶叶作为研究对象,每个品种采集35个样本。经过实验室测其光谱信息,化学实验测样本茶多酚、游离氨基酸、可溶性糖含量。采用统计学的分析方法进行生化组分含量高光谱估算模型建立,分别建立不同品种茶叶生化组分含量的估算模型以及所有样本的高光谱估算模型,最后对模型进行精度分析和评价,通过研究主要的结论如下:(1)不同茶叶品种的原始光谱数据主要的光谱特征类似,对茶叶原始光谱数据进行不同方法的预处理并提取光谱特征变量,分析各品种不同生化组分与这些光谱变量之间的相关性,基本上可以看出来,生化组分含量与原始光谱变量、平滑光谱变量、光谱特征变量的相关性比其与导数光谱和导数+SG平滑光谱变量的相关性不显著。(2)从所建立的生化组分的估算模型可以看出来,总体都是以导数光谱变量和导数光谱+SG平滑光谱变量为自变量的估算模型的精度比用光谱特征变量为自变量建立的模型高,而且基本多元回归模型的效果比一元回归模型的效果好。(3)从不同品种不同生化组分含量高光谱估算模型的最优模型分析,本山茶叶的茶多酚、游离氨基酸、可溶性糖含量的最佳估算模型中可溶性糖的最优估算模型的R2相比于茶多酚和游离氨基酸大,分别为0.912、0.848、0.863;而毛蟹的游离氨基酸的最佳估算模型的R2比茶多酚和可溶性糖含量的高,分别为0.919、0.914和0.834;铁观音则是茶多酚含量的高光谱估算模型的R2比游离氨基酸和可溶性糖的高,分别为0.867,0.774,0.838;黄旦的三个生化组分含量的估算模型的R2都较高,全部达到0.9以上,其中最高的是黄旦的茶多酚含量估算模型为0.913,其他两个生化组分估算模型的R2均为0.911。(4)从生化组分含量的角度分析最优模型,其中不同品种的茶多酚含量的最佳估算模型中毛蟹茶叶叶片茶多酚含量的估算模型R2最高,为0.914,而游离氨基酸含量的最佳估算模型仍然是毛蟹游离氨基酸含量的估算模型R2最高,为0.919,可溶性糖含量的最佳估算模型为本山茶叶的可溶性糖含量估算模型的R2最高,为0.912。而合起来的不同茶叶品种的不同生化组分含量的最佳估算模型的R2分别是茶多酚为0.747,游离氨基酸0.794,可溶性糖0.812。(5)本文分别研究了单品种不同生化组分含量与光谱变量之间的估算模型和混合品种不同生化组分含量与光谱变量之间的估算模型。总体上,单品种不同生化组分含量的高光谱估算模型的精度较混合品种的高,这可能与不同品种之间存在一定的差异有关系。


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