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摘要：本文以茶葉品質評價為研究目標，探討模糊數學理論在茶葉品質評價方面的應用，并通過實例運用模糊數學理論對茶葉品質進行定量分析與評價，探討模糊數學理論在茶葉品質評價方面應用的有效性。對模糊數學在茶葉審評中的應用進行案例分析，以色澤、外形、香氣、滋味四個指標作為茶葉品質評價因素，邀請專家實驗樣本的色澤、外形、香氣、滋味進行依次打分與等級劃分，然后進行模糊隸屬度函數構建與綜合評價，經過模糊綜合評價分析，該批茶葉的品質審評結果為：認為品質優秀的約有45%比重，認為品質良好的約有40%比重，認為品質中等約有10%比重，認為品質差的約有5%比重，對模糊綜合評價結果取最大值所對應的評價結果，作為模糊綜合評價的最終結果，則該批茶葉品質的模糊綜合審評結果為優秀。

關鍵詞：茶葉評審；模糊數學理論；應用分析

0引言

食品安全問題一直以來都是民眾密切關注的問題，直接關系到民眾的切身利益與身體健康，對食品中的有害成分或危險物質進行檢測，全面評價食品的安全性，是食品投入到市場銷售之前的重要控制性環節，食品安全性的評價可以成為食品安全標準制定的依據，也是督促食品安全政策的嚴格落實的重要方法。茶文化產生并發源于中國，在中國有著非常久遠的發展歷程，早在神農嘗百草這一神話故事以來，中國就開始衍生出了獨有的茶文化，喝茶是我國的重要飲食習慣，茶也成為了我國人民日常生活中不可或缺的重要食品，更是漂洋過海出口到海外拓展國外茶市場，據海關出口信息統計數據顯示，2017年我國茶出口量為35.52萬噸，與上年同期相比，增長了8.09%。2017年全年茶出口金額為16.14億美元，同比增長8.72%，增長速度比出口量快。縱觀2013-2017年，我國茶出口量呈先降后增的態勢運行，表明茶葉在國外的受歡迎程度。茶葉的品質越高，其市場售價越高，茶葉在采集、初制、精制加工等工序之后的需要對茶葉的品質進行評審，以確定茶葉的優劣以及市場價格。茶葉的審評是茶葉生產的關鍵環節，可以有效指導與促進茶葉生產工序的開展，也能夠發現與挖掘出茶葉在初制、精制加工過程中因操作不當或技術水平低下而帶來的質量問題，從科學的角度客觀、合理地對茶葉的品質狀況進行評價，從而確定茶葉的等級。

1茶葉品質審評方法

現有的茶葉品質審評方法包括感官審評法、理化審評法以及統計審評法。感官審評法主要是依賴于審評人的味覺、視覺、觸覺、嗅覺等感官對茶葉的色、香、味、形等茶葉的表面特征進行優劣評判，感官審評分為干茶審評和開湯審評，俗稱干看和濕看，即干評和濕評。一般說，感官審評品質的結果應以濕評內質為主要根據，但因產銷要求不同，也有以干評外形為主，作為審評結果。而且同類茶的外形內質不平衡不一致是常有的現象，如有的內質好、外形不好，或者外形好，色香味未必全好，所以，就感官審評而言，評茶程序主要分為干看和濕看，按外形、香氣、湯色、滋味、葉底的順序進行。感官審評法的審評流程簡單、審評內容全面，是當前茶葉品質審評中最常使用的方法，但是這種方法會受限于人體感官評定的靈敏度、審評人的地域性差別、精神狀態以及個人喜好等因素，若是審評人的對于茶葉品質的理解以及其個人愛好與偏向不同，則茶葉品質審評的結果也會產生較大的波動，進而影響到茶葉審評的精度與準確性。理化審評法是一種基于茶葉理化成分的茶葉品質審評方法，由于茶葉品質的外在體現如色、香、味等實際上是由其內在所含有的化學成分與沖泡條件息息相關的，因此可以通過測定茶葉中相關化學成分的含量與成分間的量比實現對茶葉品質的客觀評價，通過對茶葉中的酚氨比、氨基酸、咖啡堿等元素含量進行測定，并基于此構建相應的茶葉品質評價數學模型，定量評價茶葉的品質，這種基于理化分析的茶葉審評方法與人體感官審評方法相比更加科學且客觀，從定量化的角度對茶葉的品質進行審評，可以避免感官審評方法中茶葉品質審評結果的不確定性，但是這種方法需要對茶葉進行含量測定與理化分析，實現流程相對復雜，在面對批量的茶葉品質審評時會存在審評效率低下的問題。統計審評法是以所有審評人員的感官檢驗數據作為實驗數據，基于此建立統計模型，對審評人員的感官檢驗結果進行統計分析與投票，最終確定所有審評人員對于同批次茶葉的一致性結果。統計審評法包括模糊數學理論、線性回歸模型、神經網絡模型、支撐向量機等。與人體感官審評法與理化審評法相比，統計審評法既充分利用了人體感官審評法中豐富的專家經驗知識與人體感官，又借助統計模型實現了定量化分析與評價，相比較理化審評法而言其流程與步驟得到了大大簡化，鑒于其在審評準確性與審評效率方面的顯著優勢，統計審評法已然成為當前茶葉品質審評中的主流方法之一。

2基于模糊綜合評價法的茶葉品質審評方法

模糊理論的來源是模糊集合理論，1965年美國加州大學伯克利分校L.A.zadeh（扎德）教授創立了模糊集合理論，他認為客觀世界中一方面存在著一些清晰的概念和現象，如“小于10的正整數”等，但是另一方面也存在一些相對模糊的概念與現象，例如自然語言中的“高個子”、“紅色與黃色”，這些概念不存在清晰的界定，反而存在灰色地帶等含糊性的概念，基于這一思考，L.A.zadeh針對這類模糊概念與現象提出了模糊集合理論。需要注意的是模糊邏輯本身是一種精確的方法，只是其處理的對象是一些不精確、存在灰色地帶的現象與信息。在模糊數學理論中衍生出的模糊綜合評價法是專項用于處理評估與預測的方法，基于模糊數學理論的茶葉品質審評是通過將所采集的影響茶葉品質的因素數據組織成模糊化單元，作為模糊邏輯系統的輸入數據，而模糊邏輯系統的核心為模糊規則庫與模糊推理機，推理機通過一系列模糊隸屬度函數構成，用于將輸入數據映射為分析結果，將模糊化單元輸入到模糊推理機中，推理所得結果即為茶葉品質評價結果。基于模糊數學理論的茶葉品質審評的具體實現步驟如下：

2.1確定茶葉品質評價因素

集評價因素集是在評價指標體系的基礎上形成的評價指標的集合，確定評價因素集是基于模糊數學理論的茶葉品質審評的首要環節。茶葉品質評價指標的選取首先需要對茶葉品質的構成進行細化分析，茶葉的品質決定了茶葉的等級、茶葉的市場價格以及茶葉的品種特征，茶葉的品質構成通常是指茶葉的感官品質，常見的茶葉品質包括茶葉的色、香、味、形等，其中色是指干茶色澤、湯色和葉底色澤，不同茶類具有不同的色澤，同一類茶的色澤也會因品種及栽培等條件的不同而有所差異；茶葉外形也是感官審評的一個重要內容，茶葉外形因茶葉種類、加工方式等因素的不同出現了各種花色，例如綠茶外形有長、扁、圓、針、卷、片等花色品種；香氣和滋味是人體嗅覺和味覺對茶葉中內含物的綜合反應，是茶葉品質構成的核心因子。香氣如板栗香、陳香、木香、綠豆香、花香等，茶葉滋味如茶湯的苦、澀、酸、甜、鮮等因子都是人體對茶葉品質的反應。通過上述對茶葉品質的分析，本文設計并確定了茶葉品質評價指標為色澤、外形、香氣、滋味四個指標。按照茶葉品質評價指標體系的分級生成評價因素集合U，U={u1，u2，…，um}，其中m為評價因素的個數。

2.2確定茶葉品質評價因素的模糊權重集

由于不同分層層級對茶葉品質的影響程度不同，同一層級中不同的評價因素對茶葉品質的重要性也不同，因此需要對每一個品質評價因素設置與確定其對茶葉品質的影響程度，即為權重，常見的權重確定方法包括專家經驗知識法、層次分析法等，專家經驗知識法是依賴于專家對茶葉品質評價對象的經驗知識以及其對各評價因素的理解與掌握程度，主觀地指定各評價因素的權重值。層次分析法是指面對某一研究問題時，需要將這一復雜的問題進行剖析與細化，由上至下將問題分解成多個層次以及層次上的若干元素或指標，通過對各個指標進行權重設置與評分，推測出每一層的權重值，再對各層進行權重計算，綜合得到最終的評價結果。同時，不同種類的茶葉，其在感官審評時的品質因子關注度是不同的，例如對于普通綠茶而言審評人更關注茶葉的香氣與滋味，而對于名優綠茶審評人更關注茶葉的外形，因此，在對品質評價指標的選取時，需要根據不同種類的茶葉稍作調整。因此，專家應當根據審評茶葉的類型對茶葉在各個評價因素方面的實際狀況進行打分，當各個評價因素的權重確定之后，就可以評價因素的權重集合A，A={a1，a2，…，am}，其中m為評價因素的個數。

2.3確定茶葉品質評價集

對評價結果進行分析，歸納出評價結果集合V，V={v1，v2，…，vn}，其中n為評價結果的個數，在本文的茶葉審評研究中，設置茶葉品質的評價結果為四級，分別為優秀、良好、中等與差。2.4確定模糊隸屬度函數對茶葉品質評價因素進行模糊評價，設該品質評價因素為ui，品質評價結果為vj，該品質評價因素對品質評價結果vj的隸屬度為ri，j，以此類推計算每個品質評價因素對各品質評價結果的隸屬度，各品質評價因素對應各品質評價結果所構成的模糊評價矩陣。2.5綜合評價矩陣構建與加權計算不同品質因素對茶葉品質的影響力不同，因此通過對模糊隸屬度集合進行加權計算獲得模糊綜合評價結果。2.6處理模糊綜合評價結果對模糊綜合評價的結果B=（b1，b2，…，bn）進行處理。

3基于模糊綜合評價法的茶葉品質審評應用

本小節將模糊綜合評價法應用于茶葉品質審評中進行案例分析，本文的實驗數據來源于茶葉出售市場上隨機購買的一批普通綠茶。4結語本文以色澤、外形、香氣、滋味四個指標作為茶葉品質評價因素，邀請20位專家對四個指標的權重進行設置與確定，并請專家對茶葉品質指標體系中的色澤、外形、香氣、滋味四個指標進行評分，統計20位專家對每項品質指標的打分，將分值對應到相應的茶葉品質等級中，運用模糊綜合評價法對上述茶葉品質評價因素進行模糊隸屬度函數計算與綜合評價。研究結果發現，本批次的茶葉品質為優秀。

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作者：王華1；馬艷秀1；潘寶柱2 單位：1.石家莊理工職業學院，2.河北工程技術學院