茶叶作为全球重要的农产品，其表面颜色是评定品质优劣的关键指标。
从龙井的鲜嫩翠绿到普洱的深褐油润，色泽不仅反映茶叶的加工工艺，更与内含物质（如叶绿素、茶多酚）的保留程度密切相关。过去行业依赖人工目视法进行颜色评定，这种传统方式受主观经验、光照条件等因素影响，存在误差大、效率低、标准化难等问题。
实验证明，基于光纤光谱仪的茶叶颜色测量技术，通过 CIE 色度系统量化、自动化光谱采集和精准数据处理，其重复性精度达 1%，能有效区分茶叶品种与等级。
传统茶叶颜色评定的技术瓶颈
茶叶表面颜色是判定品质的重要指标，传统目视法依赖人工在特定照明条件下与标准色度图比对，存在显著局限性：人的眼睛难以识别细微色差，不同观察者结果差异大，且操作繁琐、效率低下。研究表明，目视法对茶叶颜色的测量误差超过 15%，远不能满足现代精准分级需求。
技术原理与优势
基于 CIE 色度系统的科学量化方法
CIE色度系统用三刺激值定量描述颜色，
根据 CIE 色度系统三刺激值计算模型，通过测量茶叶表面光谱反射率，将颜色信息转化为上式中可量化的 X、Y、Z 数值；
X、Y、Z 三刺激值：分别对应红、绿、蓝分量的刺激程度，由光谱反射比 ρ(λ) 与照明光源光谱功率分布 S (λ) 的积分计算得出标准白板校准：通过已知反射率的标准白板，校准获得茶叶表面的绝对反射率 ρ₂(λ)=φ₂(λ)×ρ₁(λ)/φ₁(λ)，确保数据准确性。硬件系统与采集方案
光源与光路设计：采用卤钨灯作为照明光源，以 45° 入射角照射样品，直径 10mm 的光纤探头在正上方接收反射光，避免环境光干扰。自动化采样系统：步进电机控制样品盒旋转，单次测量可实现 360° 范围内多次采样（重复 5 次），通过自编程序计算平均值，降低随机误差。光谱仪核心参数：使用 2048 像元线阵 CCD 探测器，光谱范围覆盖可见波段，分辨率满足颜色特征分析需求。实验验证与数据支撑
不同茶叶的光谱特征差异
上图所示为竹叶青1级、2级、青山绿水、普洱茶四种茶叶的反射率光谱曲线，谱图分析如下：
绿茶特征：竹叶青在 550nm 附近有明显绿光反射峰，而1级茶反射率峰值高于 2 级，对应更鲜嫩的色泽;普洱茶特征：全波段反射率均低于 20%，光谱曲线平坦，与深褐外观一致;颜色量化数据：通过三刺激值计算，可精准区分颜色相近的同类茶叶，如竹叶青 1 级与 2 级的 X 值差异达 8.7%。重复性与稳定性验证
短期重复性：同一样品连续测量 5 次，三刺激值相对标准差约 1%，远低于目视法误差；
长期稳定性：光源电压在 0.5% 范围内波动时，三刺激值变化可忽略，实际测量建议电源稳定 30 分钟后进行；
表面形态影响：茶叶表面粗糙度是主要误差来源，通过多次采样可有效减小影响。
产业应用场景与价值
茶叶分级与品质控制
在线检测生产线：通过集成光谱仪，传送系统可实现每秒 30 片以上茶叶的实时扫描，根据颜色数据自动分级，效率较人工提升10倍以上；精准定价支撑：高端茶因颜色分级精准度提升，可有效帮助茶企提高溢价率以及经济效益。加工过程优化
杀青工艺监控：通过 480nm 处反射率变化，实时判断茶叶杀青程度，避免欠杀或过杀；
揉捻程度评估：叶绿素破坏程度与 650nm 吸收峰强度正相关，指导揉捻时间控制，提升优质茶产出率 9%。
多元化应用拓展
该方法不仅适用于茶叶，还可推广至烟丝、大米、棉花等粗糙表面物体的颜色测量，为农产品品质检测提供通用化解决方案。
技术总结与展望
随着茶叶产业的规模化发展与品质管控需求升级，建立客观、精准的颜色测量方法成为行业迫切需求。
光纤光谱技术的引入和基于 CIE 色度系统的量化模型的构建，实现了茶叶表面颜色的科学测量，为茶叶品质控制提供了可靠的技术支撑。
奥谱天成ATP5200/ATP6500光谱仪凭借其采集快、精度佳、灵敏度高、稳定性好等特点，在颜色测量领域独具优势，能有效区分茶叶品种与等级。随着技术推广，奥谱天成光谱仪方案将为茶叶标准化生产、市场分级和品质追溯提供科学支撑，推动产业向智能化、精准化方向发展！
参考文献
1. 陈潇潇, 曹远生, 谢兴尧, 谭和平. 基于光纤光谱仪测量茶叶表面颜色的研究[J]. 应用光学, 2008, 29(5): 750-752.
DOI：1002-2082(2008)05-0750-03
END
郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。
