棉花顏色級的感官檢驗和儀器化檢驗分析

杜凱

東營市食品藥品檢驗研究院 山東東營 257091

顏色級檢驗分為感官檢驗、測試儀檢驗。文章論述內容主要結合GB/T13786的棉花分級室和握持棉樣，讓樣品表面密度和實際標準表面相似，根據顏色級實際標準結合顏色級文字敘述來確定顏色級。另外的手段就是儀器檢驗，目前市場上常用儀器設備為HVI檢測。針對棉花顏色級的分析，在理論上兩種檢驗方式所得結果應該并無差別，相符率標準整體較高，但是部分情況下兩者仍舊存在差別，這因素影響因素不同。

1 棉花顏色級的感官檢驗及影響因素

1.1 棉花顏色級的感官檢驗概述

感官評價可以被定義為用來喚起、測量、分析、解釋所引起的一種人體感官來的反應方式。古文《御題棉花圖》的《撿曬圖》中對棉花的評價為“棉貴純白，土黃色者亦可織而直賤，水浥者惟供雜用。”這就是古代感官檢驗的一種體現。棉花顏色級感官體驗原理主要是人眼成像，在自然界各種物體在光纖的折射下產生不同的明暗度，呈現出不同光線，光線通過角膜、晶狀體、玻璃折射等在視網膜上呈現出不同景物的影像形成光刺激。棉花顏色級檢驗手法有：

握持棉樣，在試樣內挑選出平整平面適當彎曲后手抓住的兩端，讓樣品表面密度與顏色實物表面密度相似，隨后進行統一檢測比較。

按序判斷，首先判斷棉花類型為白棉、淡點污、淡黃污，根據棉花黃度在對應顏色內找到最接近的棉塊，其次應該和棉塊比較看反射率。需要注意試樣和比較之間的標準棉塊必須接近黃度，否則無可比性。

文字、實物需要精密結合，任何一級黃度都因有共同的描述特征，白棉為六字口訣，按照口訣確定。確定級別之后與實物標準核對，看是否與所選擇對應。白棉中超級白的棉花在標準中也許很難找到對應棉塊，甚至無對應棉塊，這種棉塊憑感覺判斷該樣品達到哪一個等級的共同描述特征就確定哪個等級。

結合文字描述判斷臨界棉樣，在棉樣處的等極線和類型附近屬于臨界棉樣，無論是感官還是儀器測試都會存在誤差，產生跨級跨類的影響，這個時候要結合文字描述來判斷級別。

排除雜質和回潮率的干擾，棉花回潮容易給人陰暗的感覺，嚴重影響眼睛反射率的判斷，對回潮率大的樣品應在晾干之后再檢驗，而且要注意表面雜質多的樣品很容易給人反射率低的錯覺，因此需要對樣品進行適當整理之后再檢驗。

特殊棉花就低不就高，如白、黃、灰相間的棉花應根據比例，以低比例來確定類型級別。

正確存儲、使用，棉花會自然變異，而且溫度、濕度也會影響棉花導致變異。高溫高濕變異大、低溫低濕變異小。因此根據實際情況來看棉花應盡量存儲在干燥的低溫環境當中，避免太陽直射。使用標準是防止灰塵大量落到表面影響反射率[1]。

1.2 棉花顏色級的感官檢驗的影響因素

這里簡單分析影響因素：①自然界光線，在GB/T13786中規定了棉花分級室照明器的光照度、色溫、顯示指數要求與室內環境灰度、布局各方面。標準照明是人工模擬自然界內中等陰天北向軸光來進行觀察。國內有學者針對這一方面進行了研究；②視網膜的感光細胞與大腦皮層的綜合分析，一張圖在眾人眼中顏色可能存在很大差異，主要原因是人作為個體，對顏色敏感度感受不同。視網膜上感光細胞由視錐、視桿細胞組成，兩種細胞在接收到光線和顏色之后在視網膜上呈現出不同的顏色，在視網膜上成像，視覺神經將影像傳入到大腦皮層，大腦皮層解讀影像，這個環節倘若因為偏差等原因均會造成同樣事物的不同結果。在相同條件環境下因為個體差異和實踐經驗的不同而得到相關差異。通過反復實驗在有效期內對棉花顏色級食物標準、檢驗棉樣進行對比縮短個體差異對顏色級造成的影響，通過多總結、多提煉來提高大腦皮層的綜合分析，最終提升檢驗水平。在實際過程中也會其他因素也會影響顏色級感官檢驗，比如品級檢驗思維、檢驗員手法、實物標準的使用。

針對棉花顏色級感官檢驗的影響因素體現在：①棉花本身特性，如產地影響。因為物體本身顏色取決于物體本身、光源、周圍環境、觀察者視覺系統等相聯系。如新疆棉、內地棉，如為當年新棉花還是存儲幾年的儲備棉花；為早期棉花或者的霜后化花等；②光源，室內光源、工作區光照也會對棉花顏色級產生影響；③檢驗周圍環境，如室內墻壁、設備顏色、天花板顏色。④人員影響，檢驗過程中檢驗人員本身起到非常重要的作用，因為視覺差異而導致視覺檢驗也存在差異，這要求檢驗過程中應遵守個體差異和棉花本身顏色的規律，進行科學的感官分析。

多年來感官檢驗人員都是測量顏色的重要工具，到目前為止這仍舊是判斷棉花顏色的主要方式，但是人的主觀判斷確實存在不足，比如人的眼睛對微小衍射差別很敏感的時候并不適合判斷顏色。但是仍舊需要好的標準作為指導，很好的辨認顏色差異[2]。

2 棉花顏色級的儀器化檢驗及影響因素

2.1 棉花顏色級的儀器化檢驗概述

以目前廣泛使用的HVI為例，該儀器設備顏色級檢驗原理是利用光電轉換原理，通過氙燈照射到棉樣表面，光反射到濾光片、光敏電路板上傳輸到電腦中，電腦通過計算測試得到棉花的反射率（Rd）、黃度（+b），根據這兩者來確定棉花的顏色級。儀器設備的使感官人眼成像類似，氙燈模擬自然界光線作用，濾光片和光敏電路板模擬角膜、晶狀體、視網膜等，電腦軟件模擬大腦皮層的神經計算功能進行綜合分析。但是與人眼不同，HVI是精密先進儀器設備的，制造出來的儀器設備差異性非常小，最終電腦軟件分析出來的顏色級整體質量也比較好。

但是儀器設備僅僅是設備觀察的過程，儀器只能看到試樣窗口試樣表面的平均色澤，任何儀器都不能區分色澤是點的結果還是含雜數量、或者是色澤結果，或者是背景色[3]。所有類型組合最終都會得到平均色澤。而分級工人可以立刻知道正確色澤，比如在試樣上有人為因素的葉片碎屑，根據色澤深淺分級工人可以區分灰棉、白棉、淡點污棉。部分試樣上點污很少，儀器就會給出與白棉相同等級的色澤平均值。分級工人會看到輕的點污，這是儀器檢驗所不具備的優勢。

2.2 棉花顏色級的儀器化檢驗的影響因素

2.2.1 檢驗影響因素

顏色級校準瓷板，在HVI中顏色使用反射率（Rd）、黃度（+b）與國際CLELAB測量使用的AMS瓷磚相關。在儀器中每一臺HVI都有匹配的顏色級校準瓷板，瓷板包括白色、棕色、黃色、灰色、中心色板積累，而不同瓷板有不同的反射率（Rd）、黃度（+b）數值，可精確到小數點后兩位，校準瓷板在使用過程中標定值會發生變化，瓷板磚在使用過程中每一年都需要移送到中國纖維智聯監測中心監測賦值之后，儀器才可以重新檢測，瓷板標定值量值傳遞才得以實現。但是瓷板本身就是易碎結構，如果在這個過程中出現釉面劃傷、脫落、裂紋等現象就證明標定值已經發生了變化，不能繼續使用。而且在使用過程中還要避免指紋和棉花碎屑等污物粘結在校準瓷磚測試面、或者是儀器設備采集窗口，影響到最終測試結果。如果實驗室有對臺實驗設備，一定要注意校準瓷的標定值差異，在實際管理內容中采取措施來進行管理。

HVI操作手法，同一個棉樣操作人員取樣量的多少、取樣部分、放樣方式等都會對測試結果產生直接影響。

校準檢查，HVI新型配備為雙顏色頭，在檢驗過程中系統校準檢查只會提示下顏色頭，不會提示上顏色頭。在測試中上下兩個顏色頭測試數據的平均值為最佳，如果上顏色頭測試數據不準必然影響到最終測試結果。在系統尚未進行更新之前需要實驗安排人員定期檢查設備上顏色頭。

設備維保水平和棉樣也非常重要，包括棉樣測試厚度等，均與顏色級儀器化檢驗結果相關聯[4]。

2.2.2 儀器檢驗存在問題

在儀器檢驗設備中，需要認識到我國檢驗儀器并不完善，我國實驗基礎存在一定缺陷，不能自由調節和控制美國HVI儀器，同時美國HVI儀器設備校驗方方式也不能真正實現對中國棉花質量、顏色的合理檢驗，最終檢驗結果存在很大問題。我國在發展中需要認識到棉花儀器檢驗不能依靠美國儀器，我國需要積極研制和找到適合我國的棉花檢驗儀器來實現棉花質量檢測。從檢驗科學程度來看，儀器檢驗缺乏一定的科學性與合理性。首先從核心棉樣來看我國雖然采取了一系列措施來改進和推動棉花檢驗改革，在這個階段內投入了大量人力、物力的財力，包括加大人才的投入建立科學實驗室與大量資金物質等，給予了物質上的支持，制定了棉花儀器化檢驗標準、準則等，因此棉花儀器化工作檢驗體系在我國逐漸成立，但是從根本上來看核心的校準棉樣仍舊需要從美國進口，從而導致棉花花色特征級標準體系無法真正實現中國棉花等級。從模式上來看我國長期以美國棉花儀器化檢驗模式作為標準，但是從根本上來看我國國情與美國國情之間存在極大差異，因此建議我國的儀器檢驗具體流程、實驗操作方面需要進行創新和改進[5]。

2.2.3 感官檢驗與儀器檢驗對比

在實際檢驗過程中影響檢驗結果的原因還有棉樣回潮率、棉花品種、棉花生長環境、棉花采摘期，使用的采摘方式和存儲時間等。比較兩種方式，感官檢驗方式的優點在于成本低廉，使用范圍廣，整體上比較方便，感官檢驗在棉花收購和貿易環節方面的價值非常重要。感官檢驗方式最主要的影響因素是人為因素，這種方式對人本身專業素質、專業能力方面提出了極高要求。棉花顏色級儀器化檢驗的優點是速度快、測試結果穩定，重復性和再現性都比較好，環境干擾也比較小。該方式的缺點是需要投入大量成本，而且不夠方便靈活，在具體使用過程中需要專業團隊來作為支撐。棉花色澤質量、表面粗糙度、光滑度這些都會影響到最終的檢驗結果。但是感官檢查主要是人為檢驗，人可以根據自己的檢測經驗來靈活掌握檢測內容，過濾其中存在的干擾因素，如葉片碎屑、形態粗糙等，但是儀器測試儀器固定不變，很難靈活，但是也會嚴格執行標準。

3 結語

綜上，目前棉花質量體制檢驗改革不斷發展，在未來的發展中儀器化檢驗必然是最終趨勢。盡管如此我們仍舊不能忽視感官檢測的重要性，感官檢測籽棉混軋、水捂籽棉等導致顏色變化不均勻等情況需要感官檢驗來進行。