色澤是食品重要的外觀指標(biāo)，它與食品的類別和純度有關(guān)，通過(guò)測(cè)定食品的色澤即可達(dá)到檢驗(yàn)其品質(zhì)的目的。食品色澤測(cè)定傳統(tǒng)方法是目視法，目視法受很多因素的影響，準(zhǔn)確性較差。色差儀通過(guò)測(cè)量三刺激值來(lái)確定物質(zhì)的顏色，將其應(yīng)用于食品領(lǐng)域，具有測(cè)量速度快、價(jià)廉且具有一定精度的優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了高精度精密色差儀在食品顏色品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用，對(duì)此感興趣的朋友可以了解一下！
高精度精密色差儀檢測(cè)食品顏色品質(zhì)的原理：
色差是指兩個(gè)顏色在顏色知覺(jué)上的差異，包括明度差、彩度差和色相差三個(gè)方面。色差的評(píng)估問(wèn)題一直是顏色科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)和實(shí)際生活中一個(gè)重要問(wèn)題，客觀的測(cè)量或評(píng)價(jià)兩個(gè)給定色樣之間的色差，長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是工業(yè)界異性非常困難而又迫切的問(wèn)題。而且理想的色差公式的計(jì)算結(jié)果與目測(cè)應(yīng)有良好的一致性，可真正使用近試統(tǒng)一的色差寬容度用于質(zhì)量控制。因此，在基礎(chǔ)色度學(xué)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出一種色差公式和對(duì)應(yīng)的色度空間，使得計(jì)算的色度值與目測(cè)結(jié)果較為均勻一致。
色差儀常用的色度空間是CIELAB色空間，它是利用L*，a*，b*三個(gè)不同的坐標(biāo)軸，指示顏色在幾何坐標(biāo)圖中的位置及代號(hào)。它是基于一種顏色不能同時(shí)既是綠又是紅、既是藍(lán)又是黃這種理論而建立起來(lái)的。一種顏色用CIEL*，a*，b*表示時(shí)，L*軸表示明度，黑在底端，白在頂端；+a*表示紅色，-a*表示綠色；+b*表示黃色，-b*表示藍(lán)色。任何顏色的色彩變化可以用a*，b*數(shù)值來(lái)表示，任何顏色的層次變化可以用L*數(shù)值來(lái)表示，用L*，a*，b*三個(gè)數(shù)值就可以描述自然界中的任何色彩。
若兩個(gè)彩色樣品都按L*，a*，b*標(biāo)定顏色，則兩者之間的總色差△E*ab以及各單項(xiàng)色差可用下列公式計(jì)算：
總色差△E*ab=[（ΔL*）2+（Δa*）2+（Δb*）2]1/2
明度差△L*=L1*-L2*（明度差異）
色度差△a*=al*-a2*（紅/綠差異）
△b*=b1*-b2*（黃/藍(lán)差異）
計(jì)算色差時(shí)，可以把其中的任一個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)樣，另一個(gè)是試樣（假定1為試樣，2為標(biāo)準(zhǔn)樣），當(dāng)計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)正負(fù)值時(shí)，其物理含義是：
△L*為正時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣淺（偏淺），△L*為負(fù)時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣深（偏深）；
△a*為正時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣紅（偏紅），△a為負(fù)時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣綠（偏綠）；
△b*為正時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣黃（偏黃），△b為負(fù)時(shí)表明測(cè)試樣較標(biāo)準(zhǔn)樣藍(lán)（偏藍(lán)）；
△E*ab色差公式以一個(gè)數(shù)值代表總色差，△E*ab值越大，表明色差越大，反之則越小。
高精度精密色差儀在食品顏色品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用：
1.在面粉和稻米品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)面粉質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。白度是人們?nèi)庋蹖?duì)物質(zhì)色彩的一種感官印象，其特點(diǎn)是具有高的光亮度和低的彩度。傳統(tǒng)的數(shù)字式白度計(jì)測(cè)出的白度值不能很好地表達(dá)面粉的色澤，因?yàn)榘锥戎蹈叩拿娣塾萌庋塾^察色澤并不一定很好，而且無(wú)法對(duì)白度進(jìn)行量化分析。色彩色差計(jì)對(duì)面粉色澤的因素進(jìn)行區(qū)分，確定了L*，a*，b*值，據(jù)此判斷哪些數(shù)值的高低決定了面粉色澤的好壞，利用色彩色差計(jì)還可以精確地比較不同面粉樣品之間的色差。
直鏈淀粉含量是決定稻米食味品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局將直鏈淀粉作為優(yōu)質(zhì)稻谷分等定級(jí)的主要依據(jù)。目前，國(guó)內(nèi)外有多種方法可以進(jìn)行直鏈淀粉的檢測(cè)，如電流滴定法、凝膠過(guò)濾法、正丁醇沉淀法等，應(yīng)用最為普遍的是碘比色法。該方法由于操作步驟繁瑣，檢測(cè)精度受到了一定程度的影響。為此，為了準(zhǔn)確的測(cè)定直鏈淀粉的色度值，就可以使用色差儀。不同比例配制的直鏈淀粉和支鏈淀粉混合物顯色溶液的色度值與直鏈淀粉質(zhì)量濃度具有相關(guān)性，通過(guò)測(cè)定樣品顯色液的色度值可以計(jì)算直鏈淀粉的含量，達(dá)到較高的檢測(cè)精密度。此法測(cè)定直鏈淀粉含量具有成本低、效率高、對(duì)環(huán)境條件的要求相對(duì)寬松等特點(diǎn)，為GB/T17891-1999《優(yōu)質(zhì)稻谷》在糧食收購(gòu)中的應(yīng)用提供了依據(jù)。
2.在植物油品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
目前，檢驗(yàn)植物油的指標(biāo)有很多，如酸價(jià)、碘價(jià)、過(guò)氧化值等。但是，由于化學(xué)方法比較麻煩而且還需大量有機(jī)溶劑，不但增加了檢測(cè)成本，而且對(duì)檢測(cè)者造成危害。因此，油脂色澤又成為油脂質(zhì)量評(píng)價(jià)的依據(jù)之一。植物油脂具有各種不同的顏色，主要是由于油籽粒中含有類胡蘿卜素、黃酮類色素、葉綠素、棉酚等多種色素物質(zhì)，在制油過(guò)程中溶于油脂的緣故。油脂的色澤，除了與油籽粒的粒色有關(guān)之外，還與加工工藝以及精煉過(guò)程有關(guān)。此外，油脂品質(zhì)變劣和油脂酸敗也會(huì)導(dǎo)致油色變深。所以，測(cè)定油脂的色澤，可以了解油脂的純凈程度，加工工藝和精煉程度，也可判斷是否變質(zhì)。我國(guó)植物油國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，常采用羅維朋比色計(jì)法測(cè)定色澤，并制定了相應(yīng)的指標(biāo)。然而目視比較油脂的顏色這種方法需要有熟練的經(jīng)驗(yàn)和較高的素質(zhì)，并且受環(huán)境因素的影響，色差計(jì)的出現(xiàn)代替了這種目視比色法。
色差儀測(cè)量植物油色澤品質(zhì)時(shí)，采用的是國(guó)際上通用的CIELAB色空間，它是利用L*，a*，b*三個(gè)不同的坐標(biāo)軸，指示顏色在幾何坐標(biāo)圖中的位置及代號(hào)。并且通過(guò)計(jì)算機(jī)直接換算成L*、a*、b*值，對(duì)顏色進(jìn)行數(shù)值化表示，還能自動(dòng)記憶和處理測(cè)定數(shù)值，得到兩點(diǎn)間顏色的差別，以△Eab表示。
3.在肉類制品品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
原料肉的新鮮度對(duì)食品安全與人類健康的影響很大，因此對(duì)原料肉的新鮮度進(jìn)行快速檢驗(yàn)具有現(xiàn)實(shí)意義。肉品新鮮度檢驗(yàn)主要從感官性狀、腐敗分解產(chǎn)物以及細(xì)菌污染程度等方面進(jìn)行。感官鑒定雖然簡(jiǎn)便易行，但由于受感覺(jué)器官的極限性和人的主觀性限制，對(duì)于變質(zhì)初期肉和微生物的分解作用難以得出正確結(jié)論，尚需進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室補(bǔ)充檢驗(yàn)。目前，新鮮度檢驗(yàn)的方法和指標(biāo)以及理化檢驗(yàn)中pH、電導(dǎo)值的測(cè)定等，均受到品種、采樣部位、家畜宰前狀況等因素的影響，難以反映肉品新鮮度變化的真實(shí)情況。總揮發(fā)性鹽基氮的測(cè)定是目前肉品新鮮度檢測(cè)中最重要的理化指標(biāo)，但檢測(cè)時(shí)操作復(fù)雜，而且被檢肉樣蒸餾時(shí)間長(zhǎng)短、蒸汽通入量大小、反應(yīng)強(qiáng)弱、反應(yīng)終點(diǎn)判定等均對(duì)測(cè)定值有較大影響，且這些因素較難控制。而色彩色差計(jì)法檢測(cè)肉的新鮮度速度快、操作簡(jiǎn)便、條件容易控制，能規(guī)律性地反映肉的新鮮程度。采用色差儀對(duì)肉的新鮮度進(jìn)行評(píng)定，只需根據(jù)色差儀測(cè)定的L、a、b值就可以對(duì)其新鮮度進(jìn)行判定。
4.在葡萄酒品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
葡萄酒的色度是評(píng)價(jià)葡萄酒外觀質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。根據(jù)葡萄酒的色度和色調(diào)，能夠判斷一瓶葡萄酒的氧化程度和質(zhì)量好壞，葡萄酒色度的高低，主要由葡萄酒中的酚類物質(zhì)花色素、單寧等決定，花色素、單寧含量高，葡萄酒的顏色就深，色度值也就相反之，比較低。但是色素的各種性質(zhì)，又受葡萄酒液的pH和某些試劑（如酸性亞硫酸鈉）等影響，從而使酒的色度發(fā)生變化。
為了保證葡萄酒顏色的準(zhǔn)確性，現(xiàn)在越來(lái)越多的葡萄酒生產(chǎn)商就會(huì)使用專業(yè)的色差儀來(lái)對(duì)葡萄酒的色彩進(jìn)行定量的描述，因?yàn)樯顑x可以檢測(cè)到人眼無(wú)法觀察到的細(xì)微變化，在進(jìn)行色彩質(zhì)量控制時(shí)比人類觀察者更為客觀有效，因?yàn)槿祟愑^察者具有主觀性，因人而異，檢測(cè)的結(jié)果也會(huì)有差異，同時(shí)，人類觀察者缺乏描述細(xì)微顏色差異的特定語(yǔ)言。而色差儀通過(guò)參照色度學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，在規(guī)定幾何條件下進(jìn)行測(cè)色，可以準(zhǔn)確的描述細(xì)微的顏色差異，以數(shù)字的形式表現(xiàn)出來(lái)。這些顏色數(shù)字的描述，允許葡萄酒生產(chǎn)商建立葡萄酒生產(chǎn)的顏色標(biāo)準(zhǔn)，并以數(shù)字的形式傳遞葡萄酒生產(chǎn)過(guò)程中的細(xì)微顏色變化情況，以保證葡萄酒顏色的一致性。
5.在茶葉品質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
茶色色澤是指茶葉在自然狀態(tài)下所表現(xiàn)出來(lái)的顏色狀況，它與茶葉品質(zhì)關(guān)系密切，在一定程度上可以反映茶葉的品質(zhì)狀況。在茶葉感官品質(zhì)評(píng)定中，干茶色澤、湯色、葉底在茶葉感官品質(zhì)八項(xiàng)因子中占了三項(xiàng)，并依據(jù)成品茶色澤將茶葉分為綠茶、紅茶、青茶（烏龍茶）、黃茶、黑茶及白茶六大茶類而形成各自的品質(zhì)特征。
茶葉色澤是多種色素類物質(zhì)的綜合反應(yīng)。除茶黃素、茶紅素在紅茶中的含量較高外，其他色素物質(zhì)含量都較少。理化測(cè)定某一種或幾種色素的含量尚難以代表其色澤狀況。但通過(guò)人的感官進(jìn)行評(píng)定，又會(huì)受到多種因素的影響，其品質(zhì)間的微小差別表現(xiàn)重現(xiàn)性較差。鑒于此，人們開(kāi)始轉(zhuǎn)向借助其它儀器對(duì)顏色的辨別，常用的就是色差儀。
將色差儀用于茶葉色澤品質(zhì)的分析，就是將原本抽象的色彩信息數(shù)字化，顏色的數(shù)字化是指用色度值數(shù)據(jù)（L*a*b、XYZ）對(duì)顏色進(jìn)行標(biāo)識(shí)，是顏色遠(yuǎn)程傳遞的前提。顏色的智能化是指利用電子信息技術(shù)進(jìn)行顏色識(shí)別、測(cè)色配色和顏色數(shù)據(jù)傳遞，使顏色溝通更加便捷、精準(zhǔn)?？梢?jiàn)，顏色的數(shù)字化智能化應(yīng)用，打破了傳統(tǒng)的交互方式，使快速反應(yīng)成為可能，采用色差儀代替?zhèn)鹘y(tǒng)茶葉色澤的測(cè)定將是大勢(shì)所趨。