在茶叶深加工过程中，茶多酚和咖啡因含量实时快速检测可保证其最终产品的质量，传统的化学检测方法检测时间长、检测费用高，无法满足茶叶加工过程中快速检测的要求。目前光谱分析技术在茶叶及产品的品质检测应用中多采用商业化的实验室近红外光谱仪，仪器价格昂贵，体积和质量大，携带和使用不便，不适应现场或在线检测。鉴于此，本课题以企业实际应用为目标，设计和开发了一套便携式可见/近红外光谱检测系统，并在茶叶深加工过程中原料和速溶茶粉中茶多酚和咖啡因含量快速检测上得到应用。具体研究内容如下:　　(1)便携式可见/近红外光谱检测系统硬件开发。从实际应用出发，开发的硬件系统核心是主要是由微型结构的分光系统和检测器组成，其中检测器采用2048位线阵电荷耦合元件（ILX554B，SONY公司，日本），分光系统采用狭缝宽度为25μm的固定光栅光谱仪（SD1200，OTO Photonics公司，台湾）。采用10瓦和+5V的卤素灯光源，并利用Y型光纤（QR400-7-VIS-BX，海洋光学公司，美国）作为光传导部件。工作过程中，由光源发出的光通过Y型光纤的入射光端口，到达探头端并照射在样品上，经样品反射。携带有样本信息的反射光将进入Y型光纤的另一个端口，通过狭缝，到达光谱仪的分光系统，最终照射在检测器上，再经过光电转换和A/D转换并通过USB传输到电脑中，从而获得样品的光谱信息。整个硬件系统的结构紧凑，成本低、携带和使用方便，可以满足茶叶和速溶茶粉快速在线检测的要求。　　(2)便携式可见/近红外光谱检测系统软件开发。首先从软件的开发平台、需求和流程等方面进行了深入的分析，采用了Microsoft Foundation Classes和多线程技术，利用模块化思想将软件分为光谱仪控制模块、输入输出文件模块、图形显示模块和光谱建模分析模块，满足模块间低耦合、模块内高内聚等要求，使代码简洁、易于维护，其中光谱建模分析模块结合了PLS算法，方便了用户建模分析，整个软件的交互界面美观，操作简单。　　(3)便携式可见/近红外光谱检测系统在茶叶品质快速检测上的应用。实验以深加工原料绿茶为对象，利用便携式可见/近红外光谱检测系统采集绿茶样本光谱数据，筛选和优化数据处理方法，从光谱信息中挖掘相应的特征波段，建立绿茶中茶多酚和咖啡因的定量分析模型。实验结果表明，经过标准正态变量变换预处理后，采用联合区间偏最小二乘方法建立的模型要优于全波段偏最小二乘回归模型。利用预测集中20个独立样本分别对茶多酚含量模型和咖啡因含量模型分别进行测试，测试结果显示，茶多酚含量模型的相关系数和预测均方根误差分别为Rp=0.8804和RMSEP=1.5400;咖啡因含量模型的相关系数和预测均方根误差分别为Rp=0.7815和RMSEP=0.3390。研究还对该便携式可见/近红外光谱检测系统检测结果的稳定性进行了验证，结果显示该系统对同一样本三次平行检测值的变异系数能控制在5％以内，显示了较好的稳定性。研究成果表明该便携式可见/近红外光谱检测系统可用于茶叶深加工原料中茶多酚和咖啡因含量的快速检测，为工业中茶叶深加工原料品质快速判断提供切实可行的方法。　　(4)便携式可见/近红外光谱检测系统在速溶茶粉品质快速检测上的应用。实验以茶叶深加工产品——速溶绿茶粉为对象，利用便携式可见/近红外光谱检测系统采集速溶绿茶粉样本的光谱数据，筛选和优化数据处理方法，从光谱信息中挖掘相应的特征波段，建立速溶绿茶粉中茶多酚和咖啡因的定量分析模型。实验结果表明，经过标准正态变量变换预处理后，采用联合区间偏最小二乘方法建立的模型要优于全波段偏最小二乘回归模型。利用预测集中20个独立样本分别对茶多酚含量模型和咖啡因含量模型分别进行测试，测试结果显示，茶多酚含量模型的相关系数和预测均方根误差分别为Rp=0.8826和RMSEP=4.8200;咖啡因含量模型的相关系数和预测均方根误差分别为Rp=0.8717和RMSEP=0.5400。研究还对该便携式可见/近红外光谱检测系统检测结果的稳定性进行了验证，结果显示该系统对同一样本三次平行检测值的变异系数能控制在5％以内，显示了较好的稳定性。研究成果表明该便携式可见/近红外光谱检测系统可用于茶叶深加工产物速溶茶粉中茶多酚和咖啡因含量的快速检测，研究对茶叶深加工工业中产品质量快速智能化检测系统的建立具有重要意义。