可见近红外光谱漫透射技术检测西瓜坚实度的研究.pdf

第27卷，第6期 光谱学与光谱分析 2oo7年6月 and June，2007 SpectroscopySpectralA。nalysis 可见／近红外光谱漫透射技术检测西瓜坚实度的研究 田海清，应义斌。，陆辉山，徐惠荣，谢丽娟，傅霞萍，于海燕 浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江杭州 310029 摘要西瓜是一种广受世界各国消费者喜爱的水果，坚实度是西瓜的一个重要品质指标，文章利用可见／ 近红外漫透射光谱技术进行了西瓜坚实度(FM)的无损检测研究。采用偏最小二乘法(PI§)和主成分回归法 (P(’R)建立了FM与漫透射光谱的元损检测数学模型，对比分析了不同光谱预处理方法(原始光谱％丁，一 的影响。根据模型相关系数(，．)及预测平方根标准偏差(砌髑壬=P)进行了不同模型的预测性能对比，结果表 o．974，础江sEP—o．589N)。研究表明：应用可见／近红外漫透射光谱技术检测西瓜的坚实度是可行的，为今 后快速无损评价大果形厚果皮类水果坚实度提供了理论依据。 关键词可见／近红外光谱；漫透射；坚实度；西瓜；无损检测 中图分类号：TP242．6文献标识码：A 文章编号：1000—0593(2007)06—1113一05 大果形厚果皮类水果，如西瓜的内部品质无损检测中的应用 引 言 报道很少。 本文采用可见／近红外漫透射光谱技术检测了“早春红 西瓜是所有水果中果汁含量最丰富的水果，号称夏季瓜 玉”西瓜的坚实度(FM)，建立了西瓜FM定量分析的数学模 果之王。西瓜在世界各地都受到消费者的喜爱，在选购西瓜 型，探讨了可见／近红外漫透射技术在西瓜及其他大果形厚 方面，消费者已经积累了丰富的经验，如“观察外部形态”， 果皮类水果的FM无损检测中的应用前景。 “触、拍、压、闻”等无损检测法。但这些经验都与主观因素 有关，并不是每个消费者都容易掌握。因此，科学地、客观 1实验部分 地无损检测，按西瓜成熟度分级销售，对销售者和消费者都 是有益的[1]。在对西瓜的内部品质检测中，坚实度是一个重 1．1测量系统 要指标[21。 本系统采用可见／近红外漫透射光谱分析方式，主要包 近年来，近红外光谱技术以具有自身独特的优点：分析 括特制光源、光纤光谱仪、西瓜柔性支撑物、检测探头、光 速度快、可以同时测定多种组分、实现非破坏性和无污染性 纤及用于存储光谱信号的计算机。其基本原理如图1，光源 测试、费用低等，广泛应用于水果、食品和农业、生物化学 发出的光线进入西瓜内部组织中，从西瓜内部出来的漫透射 和工业流程检测等方面[3屯引。在水果的近红外无损检测中， 光谱信号经检测探头和光纤进入光谱仪，光谱仪与计算机连 对小果形、薄果皮类水果的无损检测，有很多研究报道，如 接，采用插入式光谱采集卡，漫透射光谱信号通过光谱采集 利用近红外漫反射技术对苹果的内部品质进行无损检 卡采集到计算机中，由光谱处理软件进行处理。盛放西瓜的 测[15’221，YiIlg等人利用傅里叶变换近红外光谱技术对苹果托盘固定有柔性支撑物，即对入射光线起到密封作用，同时 和梨的糖度和有效酸度进行了无损检测研究[23m]，Liu等人可以适应不同形状的西瓜。每个西瓜进行3次光谱测量，分 建立了梨内部品质的近红外光谱无损检测系统，并进行了试 别位于花萼处、横径最大处(赤道)和靠近花梗处(保证花梗 验研究[25|，Andrew等人对猕猴桃的干物质和可溶性固形物不影响光谱的采集)，检测结果以％T来表达，采集到的光谱 含量进行了近红外无损检测研究[261。但近红外光谱技术在平均后作为样品特征光谱。 收稿日期：2006—03一04。修订日期：2006-06—19 基金项目