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摘 要：本文介绍了该技术的基本原理，总结分析了国内外在色差判别技术应用于食品品质评价的研究现状和存在问题，并提出了该技术在食品品质评价未来研究发展方向的几点思考，以期为相关研究提供参考。
关键词：色差，食品品质，快速评价，研究进展
品质是反映某一物体的某些性质的一个模糊概念。通常食品的品质有三个方面的内容，一是反映物体外表特征的外表品质；二是反映物体基本物理性质的品质；三是反映物体内部特征的内部品质。在三个类型的品质中，随着人们对食品的需求从数量到质量的转变，反映食品内部特征的内部品质指标越来越被人们所重视。传统的食品内部品质检测主要依靠抽样式的化学检测，过程复杂、耗时长、成本高，难以实现实时监控的实际需求。色差判别技术作为一种新兴的食品品质快速评价手段，具有同时融合了光谱信息和计算机视觉技术的图像信息的优点，对检测物颜色可实现定量检测，因此，色差判别技术在食品品质快速评价中有着独到的应用。
1. 色差判别技术原理与设备
1.1 色差判别技术的基本原理
色差的评估问题一直是颜色科学领域内和实际生活中一个重要问题，客观的测量或评价两个给定色样之间的色差，长期以来被认为是工业界非常困难而又迫切的问题。色差判别技术是仿照人眼感色的原理，采用能感受红、绿、蓝三种颜色的受光器，定量获得这一颜色的信号。
1.2 色差仪
色差计按其测量原理来分，可分为三刺激值型和分光型。三刺激值色差计具有价格低廉，外形小巧，出众的灵便性以及操作简便等优点。但是，该类型的设备不适合用于例如反射率光谱和色强度复杂的色彩分析中。分光型色差计因具有高精度性且可以测得每一波长下的反射率曲线，因此，更适合复杂的色彩分析。
2. 色差判别技术在食品品质快速评价中的应用
2.1 果蔬及其制品品质评定中的应用
果蔬的色泽是多种色素类物质的综合反应。理化测定某一种或几种色素的含量尚难以代表其色泽状况。但通过人的感官进行评定，又会受到多种因素的影响，其品质间的微小差别表现重现性较差。鉴于此，人们开始转向借助其它仪器对颜色的辨别。林文超等[1]利用色差计对3个不同叶色大白菜品种花青素含量以及色泽指标，并对色泽参数和花青素含量进行了相关和回归分析，结果表明花青素含量与色泽指标呈极显著的相关性，以色泽参数值与花青素含量所建立的多元回归方程其相关系数为0.9629，根据所建立的方程，采用色差判别技术可快速测定紫色大白菜花青素的含量。李春阳等[2]研究了葡萄籽贮藏过程中色差、多酚及原花青素含量的变化，结果认为通过葡萄籽色差变化，快速判定葡萄籽中多酚和原花青素的变化是可行的。
2.2 肉类及其制品品质评定中的应用
肉品的品质及新鲜度检验主要从感官性状、理化、腐败分解产物及细菌污染程度等方面进行，传统方法主要有感官评定、挥发性盐基氮、pH值和细菌总数测定等，感官鉴定虽然简便易行，但由于受感觉器官的极限性和人的主观性限制，对于变质初期肉和微生物的分解作用难以得出正确结论，尚需进行实验室补充检验。而色彩色差计法检测肉的新鲜度及品质速度快、操作简便、条件容易控制，能规律性地反映肉的新鲜度及品质。
2.3 谷物及其制品品质评定中的应用
直链淀粉含量是决定稻米食味品质的重要指标之一，也是国家质量技术监督局将直链淀粉作为优质稻谷分等定级的主要依据。侯彩云等[3]提出了一种基于计算机色度学原理的稻米直链淀粉含量检测方法，探讨了采用扫描仪代替传统的分光光度计，通过一次性测定标样和多个被测样品显色液的色度值，结果表明，显色液的色度值与直链淀粉质量浓度具有良好的线性相关性（ r=0.980），此法测定直链淀粉含量具有成本低、效率高、对环境条件的要求相对宽松等特点。
辛儒岱等[4]采用色差计测定米粉焙炒过程中的颜色特征参数，并建立焙炒程度与颜色特征参数的相关方程和参考值范围，实现了米粉焙炒程度指标的仪器化和数量化。因此，将该法应用于冲调型米粉炒制程度的鉴定师可行的。
2.4 茶叶及其制品品质评定中的应用
茶叶品质色差分析法始于70年代的日本。茶色色泽是指茶叶在自然状态下所表现出来的颜色状况，它与茶叶品质关系密切，在一定程度上可以反映茶叶的品质状况。在茶叶感官品质评定中，干茶色泽、汤色、叶底在茶叶感官品质八项因子中占了三项，并依据成品茶色泽将茶叶分为绿茶、红茶、乌龙茶、黄茶、黑茶及白茶六大茶类而形成各自的品质特征。
3. 当前存在的问题及发展趋势
3.1 色差判别技术存在的问题
3.1.1 模型的通用性问题
目前，采用色差计所建立的模型只适合于某一种单一的食品，然而食品种类繁多，即使同一类食品也有不同的品种，品种间品质有差异，故单个品种所建立的模型很难适合于其他品种，因此建立基于色差判别技术的通用模型是现在急需解决的问题。
3.1.2 模型的转移问题
目前，所建立的模型都是在一台色差计建立的，同时只适合于这台仪器，如何将一台仪器上建立的数学模型准确的转移到其他仪器及不同类型仪器上是我们必需解决的问题，从而尽可能节省人力、物力。
3.1.3 色差仪的问题
色差的评价主要有两个影响因素，即光源和样品。同一种颜色在不同的光照条件下，观测和评定结果会不同，但色差计只能在自带光源特定光照条件下测定，目前所使用的光源仅仅是色度学中假想的标准照明体，且只能在一定时间内保持稳定；除此之外，周圍场、背景、样品外形等也受到严格限定，这些成为了色差计的局限。
3.2 色差判别技术展望
经过几十年的发展，色差判别技术已逐渐成为一种快速的现代分析技术。由于色差判别法的快速、非破坏性、无试剂分析、安全、高效、低成本及同时测定多种组分等特点，必将成为食品品质分析的经济、有效且最具发展前景的分析技术之一。从目前的发展趋势来看，未来将会向以下几个主要方面发展。
3.2.1 便携式设备的生产
由于传统化学方法分析耗时、费力、成本高，许多现代化的仪器又由于体积重量大，不便移动、实时性差，因而能同时测量食品各项品质的便携式检测仪将是农业部门和质检部门进行食品抽样检查迫切需要的设备，以便可以对食品进行实时质量监测和控制。
3.2.2 模型库转换及共享
由于建立稳定的近红外分析数学模型是相当复杂的过程，必须要先进的分析软件、有经验的专业技术人员和一批样品资源以进行大量困难与复杂的开发工作。因此，编制专用的定标模型校正软件，使定标工作模式化，易于掌握； 实现模型库共享和校正模型的可移植转换将是今后几年亟待解决的问题。
3.2.3 联用技术
色差技术与光纤技术结合必然使基于色差技术的在线检测技术广泛应用于食品以及其他各个领域，并在今后的发展中逐渐形成多种类、多功能的成熟在线检测装备投放于市场。随着色差技术应用的不断深入，色差技术必然将与网络技术结合，实现色差分析模型的在线更新与升级。
参考文献：
[1] 林文超， 王德森， 王海龙， 等. 大白菜花青素含量及色差指标相关性研究[J]. 青岛农业大学学报（自然科学版）， 2011， 28（3）： 201-204
[2] 李春阳， 许时婴， 张红城， 等. 葡萄籽贮藏过程中色差变化的研究[J]. 食品工业科技， 2007， 28（10）： 208-210
[3] 侯彩云， 崔改泵， 周小丰， 等. 稻米直链淀粉含量简化测定方法的试验研究[J].中国农业大学学报， 2004， 9（3）：9-12
[4] 辛儒岱， 王培培， 潘思轶， 等. 基于色彩色差计的冲调型米粉焙炒程度判别及指标量化研究[J]. 食品工业科技， 2013， 34（13）： 62-65
关键词：色差，食品品质，快速评价，研究进展
品质是反映某一物体的某些性质的一个模糊概念。通常食品的品质有三个方面的内容，一是反映物体外表特征的外表品质；二是反映物体基本物理性质的品质；三是反映物体内部特征的内部品质。在三个类型的品质中，随着人们对食品的需求从数量到质量的转变，反映食品内部特征的内部品质指标越来越被人们所重视。传统的食品内部品质检测主要依靠抽样式的化学检测，过程复杂、耗时长、成本高，难以实现实时监控的实际需求。色差判别技术作为一种新兴的食品品质快速评价手段，具有同时融合了光谱信息和计算机视觉技术的图像信息的优点，对检测物颜色可实现定量检测，因此，色差判别技术在食品品质快速评价中有着独到的应用。
1. 色差判别技术原理与设备
1.1 色差判别技术的基本原理
色差的评估问题一直是颜色科学领域内和实际生活中一个重要问题，客观的测量或评价两个给定色样之间的色差，长期以来被认为是工业界非常困难而又迫切的问题。色差判别技术是仿照人眼感色的原理，采用能感受红、绿、蓝三种颜色的受光器，定量获得这一颜色的信号。
1.2 色差仪
色差计按其测量原理来分，可分为三刺激值型和分光型。三刺激值色差计具有价格低廉，外形小巧，出众的灵便性以及操作简便等优点。但是，该类型的设备不适合用于例如反射率光谱和色强度复杂的色彩分析中。分光型色差计因具有高精度性且可以测得每一波长下的反射率曲线，因此，更适合复杂的色彩分析。
2. 色差判别技术在食品品质快速评价中的应用
2.1 果蔬及其制品品质评定中的应用
果蔬的色泽是多种色素类物质的综合反应。理化测定某一种或几种色素的含量尚难以代表其色泽状况。但通过人的感官进行评定，又会受到多种因素的影响，其品质间的微小差别表现重现性较差。鉴于此，人们开始转向借助其它仪器对颜色的辨别。林文超等[1]利用色差计对3个不同叶色大白菜品种花青素含量以及色泽指标，并对色泽参数和花青素含量进行了相关和回归分析，结果表明花青素含量与色泽指标呈极显著的相关性，以色泽参数值与花青素含量所建立的多元回归方程其相关系数为0.9629，根据所建立的方程，采用色差判别技术可快速测定紫色大白菜花青素的含量。李春阳等[2]研究了葡萄籽贮藏过程中色差、多酚及原花青素含量的变化，结果认为通过葡萄籽色差变化，快速判定葡萄籽中多酚和原花青素的变化是可行的。
2.2 肉类及其制品品质评定中的应用
肉品的品质及新鲜度检验主要从感官性状、理化、腐败分解产物及细菌污染程度等方面进行，传统方法主要有感官评定、挥发性盐基氮、pH值和细菌总数测定等，感官鉴定虽然简便易行，但由于受感觉器官的极限性和人的主观性限制，对于变质初期肉和微生物的分解作用难以得出正确结论，尚需进行实验室补充检验。而色彩色差计法检测肉的新鲜度及品质速度快、操作简便、条件容易控制，能规律性地反映肉的新鲜度及品质。
2.3 谷物及其制品品质评定中的应用
直链淀粉含量是决定稻米食味品质的重要指标之一，也是国家质量技术监督局将直链淀粉作为优质稻谷分等定级的主要依据。侯彩云等[3]提出了一种基于计算机色度学原理的稻米直链淀粉含量检测方法，探讨了采用扫描仪代替传统的分光光度计，通过一次性测定标样和多个被测样品显色液的色度值，结果表明，显色液的色度值与直链淀粉质量浓度具有良好的线性相关性（ r=0.980），此法测定直链淀粉含量具有成本低、效率高、对环境条件的要求相对宽松等特点。
辛儒岱等[4]采用色差计测定米粉焙炒过程中的颜色特征参数，并建立焙炒程度与颜色特征参数的相关方程和参考值范围，实现了米粉焙炒程度指标的仪器化和数量化。因此，将该法应用于冲调型米粉炒制程度的鉴定师可行的。
2.4 茶叶及其制品品质评定中的应用
茶叶品质色差分析法始于70年代的日本。茶色色泽是指茶叶在自然状态下所表现出来的颜色状况，它与茶叶品质关系密切，在一定程度上可以反映茶叶的品质状况。在茶叶感官品质评定中，干茶色泽、汤色、叶底在茶叶感官品质八项因子中占了三项，并依据成品茶色泽将茶叶分为绿茶、红茶、乌龙茶、黄茶、黑茶及白茶六大茶类而形成各自的品质特征。
3. 当前存在的问题及发展趋势
3.1 色差判别技术存在的问题
3.1.1 模型的通用性问题
目前，采用色差计所建立的模型只适合于某一种单一的食品，然而食品种类繁多，即使同一类食品也有不同的品种，品种间品质有差异，故单个品种所建立的模型很难适合于其他品种，因此建立基于色差判别技术的通用模型是现在急需解决的问题。
3.1.2 模型的转移问题
目前，所建立的模型都是在一台色差计建立的，同时只适合于这台仪器，如何将一台仪器上建立的数学模型准确的转移到其他仪器及不同类型仪器上是我们必需解决的问题，从而尽可能节省人力、物力。
3.1.3 色差仪的问题
色差的评价主要有两个影响因素，即光源和样品。同一种颜色在不同的光照条件下，观测和评定结果会不同，但色差计只能在自带光源特定光照条件下测定，目前所使用的光源仅仅是色度学中假想的标准照明体，且只能在一定时间内保持稳定；除此之外，周圍场、背景、样品外形等也受到严格限定，这些成为了色差计的局限。
3.2 色差判别技术展望
经过几十年的发展，色差判别技术已逐渐成为一种快速的现代分析技术。由于色差判别法的快速、非破坏性、无试剂分析、安全、高效、低成本及同时测定多种组分等特点，必将成为食品品质分析的经济、有效且最具发展前景的分析技术之一。从目前的发展趋势来看，未来将会向以下几个主要方面发展。
3.2.1 便携式设备的生产
由于传统化学方法分析耗时、费力、成本高，许多现代化的仪器又由于体积重量大，不便移动、实时性差，因而能同时测量食品各项品质的便携式检测仪将是农业部门和质检部门进行食品抽样检查迫切需要的设备，以便可以对食品进行实时质量监测和控制。
3.2.2 模型库转换及共享
由于建立稳定的近红外分析数学模型是相当复杂的过程，必须要先进的分析软件、有经验的专业技术人员和一批样品资源以进行大量困难与复杂的开发工作。因此，编制专用的定标模型校正软件，使定标工作模式化，易于掌握； 实现模型库共享和校正模型的可移植转换将是今后几年亟待解决的问题。
3.2.3 联用技术
色差技术与光纤技术结合必然使基于色差技术的在线检测技术广泛应用于食品以及其他各个领域，并在今后的发展中逐渐形成多种类、多功能的成熟在线检测装备投放于市场。随着色差技术应用的不断深入，色差技术必然将与网络技术结合，实现色差分析模型的在线更新与升级。
参考文献：
[1] 林文超， 王德森， 王海龙， 等. 大白菜花青素含量及色差指标相关性研究[J]. 青岛农业大学学报（自然科学版）， 2011， 28（3）： 201-204
[2] 李春阳， 许时婴， 张红城， 等. 葡萄籽贮藏过程中色差变化的研究[J]. 食品工业科技， 2007， 28（10）： 208-210
[3] 侯彩云， 崔改泵， 周小丰， 等. 稻米直链淀粉含量简化测定方法的试验研究[J].中国农业大学学报， 2004， 9（3）：9-12
[4] 辛儒岱， 王培培， 潘思轶， 等. 基于色彩色差计的冲调型米粉焙炒程度判别及指标量化研究[J]. 食品工业科技， 2013， 34（13）： 62-65