CN102692482A - 一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法,适用于判别闽南、闽北和广东三个产地的乌龙茶归属,首先提出乌龙茶产地Bayes判别函数,通过检测自变量咖啡碱、C、EGCG、ECG、锰和锌代入所述Bayes判别函数,计算所得最大值所对应的函数类别即为该茶的归属地。该方法提出的判别函数的正判率达95%,判别效果良好。且简单易行,只需上述六项生化成分数值经简单计算即可实现乌龙茶闽南、闽北、广东三产地的快速、有效区分,不仅能够满足普通消费者茶类区分的要求,还可为国际茶叶贸易中的茶类判别提供参考。

Description

一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法
技术领域
本发明涉及茶叶判别技术领域,特别是一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法。
背景技术
乌龙茶作为我国特种茶,以其独特地“馥郁花果香”而畅销于世,成为世界三大主销茶类之一。乌龙茶品质除受品种、季节影响外,更受地域的限制,产地不同,品质亦不同。从品鉴到贸易,乌龙茶产品的判别均涉及其中,而目前乌龙茶产地判别的主要手段依然是感官审评。感官审评是依靠人的嗅觉、味觉、视觉和触觉等感觉对茶类进行判别,可快速鉴定茶叶的主要感官特征并敏锐判别品质异常现象,是目前国际贸易中乌龙茶产地判别的主要手段,但此法对评茶人员以及审评环境要求严格,受限条件较多,较难实现标准化,有必要寻找一种客观、可靠、可量化乌龙茶产地判别方法,以促进乌龙茶在国际中的顺利流通,更好地保护消费者权益。
判别分析是一种判别和分类的技术,通过建立判别函数对其他未知分类的数据进行类别归属,具有预测的意义,具体包括距离判别、Fisher判别和Bayes判别三种不同的判别分析方法,距离判别与Bayes判别是两种实质的判别方法,前者实际依据的是百分位点或置信区间,后者实际依据的是概率。而著名的Fisher判别,只是依据方差分析的思想,对判别变量进行线性变换,然后用于距离判别,其实不能算是一种实质的判别方法。距离判别、Fisher判别对变量的分布类型并无特定要求,其不足之处是未考虑各总体出现概率的大小,也给不出预报的后验概率及错判率的估计以及错判之后造成的损失。而Bayes判别对判别变量要求严格,很好地克服了距离判别、Fisher判别的不足,且已广泛应用于经济学、社会学、自然科学、医学等多个领域。
在茶叶领域,本专利首次提出应用基于生化成分的Bayes逐步判别分析法进行乌龙茶产地的判别,所提技术明显优于目前已有方法。如有学者采用基于化学指纹图谱的Fisher判别法进行了的茶叶原料的判别分析研究[1],本专利与上述文献的不同及优势之处在于:①本专利所应用的Bayes逐步判别分析法明显优于Fisher判别法;②本专利所应用的Bayes逐步判别分析法一步到位、快速、有效。即本专利采用SPSS统计软件Analyze模块下的Discriminant(判别分析)即可完成,无需分多分析模块进行。③与上述方法相比,本专利是基于生化成分的乌龙茶产地判别分析法,所采用变量及分析目的与已有文献不同,且变量检测方法均有国际标准可依;判别技术成熟,分析结果客观,方法简单易行,便于推广应用。
注:上述引用文献如下:
 [1]王丽鸳, 成浩, 周健, 等. 基于多元化学指纹图谱的武夷岩茶身份判别研究[J]. 茶叶科学。
发明内容
本发明的目的是提出一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法,该方法仅需知道茶叶的咖啡碱、C、EGCG、ECG、锰和锌六项生化成分数值,代入本发明提出的函数经简单计算即可实现乌龙茶闽南、闽北、广东三产地的快速、有效区分。
本发明采用以下方案实现:一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法,其特征在于:适用于判别闽南、闽北和广东三个产地的乌龙茶归属,构建乌龙茶产地的Bayes判别函数,该函数的表达式为:
F闽南=3.057x6+5.061x1+14.557x7+160.863x4+0.025x8+0.332 x9-46.852;
F闽北=1.199x6+8.070x1+16.476x7+200.408x4+0.018x8+0.527 x9-52.8502;
F广东=5.586x6+8.905x1+5.534x7+183.393x4+0.021x8+0.493 x9-68.277;
其中自变量x1为咖啡碱,x4为C,x6为EGCG,x7为ECG,x8为锰,x9为锌,将该自变量数值代入所述Bayes判别函数,计算所得最大值所对应的函数类别即为该茶的归属地。 
在本发明一实施例中,所述乌龙茶产地的Bayes判别函数的方法包括:
首先,检测乌龙茶产品中咖啡碱、儿茶素、锰、锌四项生化成分;
其次,以所述四项生化成分以及EGC、C、EC、EGCG、ECG为变量,采用SPSS统计软件Analyze模块下的判别分析Discriminant,按统计量Wilks' Lambda最小值原则筛选变量,进行逐步判别分析,建立所述Bayes判别函数。 
在本发明一实施例中,还包括Bayes判别函数的验证:
首先,进行训练样本的回代判别,获得回代正判率;
其次,每次剔出训练样本中的一个样本,利用其余样本建立判别函数,再用所建立的判别函数对剔出的那个样本作判别,并依序轮流完成所有观测值的分析;
最后,采用外部验证样本验证判别函数的判别效果。 
本发明的有益效果是:本发明提出的判别函数的正判率达95%,判别效果良好。且简单易行,只需知道待判乌龙茶茶样的六项生化成分数值:EGCG、咖啡碱、ECG、C、锰和锌,经简单计算即可实现乌龙茶闽南、闽北、广东三产地的快速、有效区分,不仅能够满足普通消费者茶类区分的要求,还可为国际茶叶贸易中的茶类判别提供参考。 
具体实施方式
本实施例提供一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法,其特征在于:适用于判别闽南、闽北和广东三个产地的乌龙茶归属,构建乌龙茶产地的Bayes判别函数,该函数的表达式为:
F闽南=3.057x6+5.061x1+14.557x7+160.863x4+0.025x8+0.332 x9-46.852;
F闽北=1.199x6+8.070x1+16.476x7+200.408x4+0.018x8+0.527 x9-52.8502;
F广东=5.586x6+8.905x1+5.534x7+183.393x4+0.021x8+0.493 x9-68.277;
其中自变量x1为咖啡碱,x4为C,x6为EGCG,x7为ECG,x8为锰,x9为锌,将该自变量数值代入所述Bayes判别函数,计算所得最大值所对应的函数类别即为该茶的归属地。
例如,已知一新茶样的9项自变量值(按表二顺序)依次是2.20、8.40、2.10、0.06、0.7、4.6、1.0、1026、27.20,将入选变量代入上述的三个类组函数,就可以计算出各类组的函数值,它们分别是36.81、31.71、29.03,其中36.81=3.057×4.60+5.061×2.20+14.557×1.00+160.863×0.06+0.025×1026+0.332×27.2-46.852,三个函数值中的最大值36.81是由“闽南”的判别函数计算得出,故这一新茶样将被归属在闽南类组。
这里要说明的是,本发明的关键在于提出了一种Bayes判别函数,通过所述自变量代入该函数,即可得出判断结果,这里为了让本领域的技术人员更好的理解上述Bayes判别函数符合判别标准,下面对该函数的构建方式及验证方式进行简单的介绍,要说明的是,该构建原理并不是用于限制本发明判别方法的技术方案。
所述乌龙茶产地的Bayes判别函数的方法包括:
首先,采用国际和国家标准(见表一),检测闽南、闽北和广东共3产地的乌龙茶产品中咖啡碱、儿茶素、锰、锌等四项生化成分;
表一
Figure 2012101940602100002DEST_PATH_IMAGE002
其次,以所述四项生化成分以及EGC(表没食子儿茶素)、C(儿茶素)、EC(表儿茶素)、EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)、ECG(表儿茶素没食子酸酯)这9项为变量,如表二所示,采用SPSS统计软件Analyze模块下的判别分析Discriminant,按统计量Wilks' Lambda最小值原则筛选变量,进行逐步判别分析,即以逐步方式,将每一步骤中能将整体Wilks' Lambda值减到最小的变量选入判别模式,建立茶类的Bayes判别函数。
表二
Figure 2012101940602100002DEST_PATH_IMAGE003
该Bayes判别函数的验证包括:
首先,进行训练样本的回代判别,获得回代正判率;即将全体训练样本作为新样本,逐个回代已建立的判别函数中判别归属,例如,判别结果如下表:
回代正判率: (A+B+C)÷(A+B+C+b+c)×100%;
其次,每次剔出训练样本中的一个样本,利用其余样本建立判别函数,再用所建立的判别函数对剔出的那个样本作判别,并依序轮流完成所有观测值的分析;
最后,采用外部验证样本验证判别函数的判别效果,即验证判别函数分类是否正确,判断函数是否具有实际应用价值。一般正判率在90%以上,判别函数具有应用价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (3)

1.一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法,其特征在于:适用于判别闽南、闽北和广东三个产地的乌龙茶归属,构建乌龙茶产地的Bayes判别函数,该函数的表达式为:
F闽南=3.057x6+5.061x1+14.557x7+160.863x4+0.025x8+0.332x9-46.852;
F闽北=1.199x6+8.070x1+16.476x7+200.408x4+0.018x8+0.527x9-52.8502;
F广东=5.586x6+8.905x1+5.534x7+183.393x4+0.021x8+0.493x9-68.277;
其中自变量x1为咖啡碱,x4为C,x6为EGCG,x7为ECG,x8为锰,x9为锌,将该自变量数值代入所述Bayes判别函数,计算所得最大值所对应的函数类别即为该茶的归属地。
2.根据权利要求1所述的一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法,其特征在于:所述乌龙茶产地的Bayes判别函数的方法包括:
首先,检测乌龙茶产品中咖啡碱、儿茶素、锰、锌四项生化成分;
其次,以所述四项生化成分以及EGC、C、EC、EGCG、ECG为变量,采用SPSS统计软件Analyze模块下的判别分析Discriminant,按统计量Wilks′Lambda最小值原则筛选变量,进行逐步判别分析,建立所述Bayes判别函数。
3.根据权利要求2所述的一种基于茶叶生化成分的乌龙茶产地判别方法,其特征在于:还包括Bayes判别函数的验证:
首先,进行训练样本的回代判别,获得回代正判率;
其次,每次剔出训练样本中的一个样本,利用其余样本建立判别函数,再用所建立的判别函数对剔出的那个样本作判别,并依序轮流完成所有观测值的分析;
最后,采用外部验证样本验证判别函数的判别效果。
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