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來源:賽斯拜克 發(fā)表時間:2023-06-05 瀏覽量:936 作者:awei
可見/近紅外高光譜相機是一種用于分析水果品質(zhì)的先進技術(shù)。其中,糖度是水果品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。在枇杷生產(chǎn)中,糖度的測定對于保證枇杷質(zhì)量和市場價值具有重要作用。使用高光譜相機測定枇杷糖度,可以實現(xiàn)對枇杷品質(zhì)的精準(zhǔn)控制,提高枇杷生產(chǎn)效率和市場競爭力。
枇杷作為一種水果,其營養(yǎng)成分豐富,口感爽滑甜美,受到廣大消費者的青睞。因此,枇杷品質(zhì)的好壞直接影響著消費者的購買欲和市場競爭力。好的枇杷品質(zhì)應(yīng)該具備果形規(guī)整、果色鮮艷、果肉質(zhì)地細膩、味道鮮甜等特點,其糖度和口感是消費者首要關(guān)注的指標(biāo)。
可見/近紅外高光譜相機是一種先進的光學(xué)儀器,其原理是利用特定波長的光作為刺激,掃描檢測物體表面反射的光譜,并采集其光譜范圍和光譜強度信息,最終得出物體的光譜特征。在枇杷品質(zhì)檢測中,可見/近紅外高光譜相機可以檢測枇杷糖度值和其他重要營養(yǎng)成分的含量,從而實現(xiàn)對枇杷品質(zhì)的快速精準(zhǔn)控制。
枇杷糖度是衡量枇杷品質(zhì)的重要指標(biāo)之一,其值越高,說明果實越甜美,品質(zhì)越好。枇杷糖度的值受多種因素的影響,包括氣候溫度、土壤肥力、果樹品種、成熟度等因素。
與傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法相比,可見/近紅外高光譜相機具有許多優(yōu)勢。首先,其檢測速度快,高效率,不需要任何化學(xué)試劑,避免了化學(xué)污染,也減少了時間和經(jīng)濟成本的浪費。其次,其測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠,可以區(qū)分不同品質(zhì)的水果,并能檢測糖度、水含量、酸堿度等多種指標(biāo)。此外,該技術(shù)還可以被遠程或?qū)崟r監(jiān)測和控制,便于數(shù)據(jù)收集和分析。
對于枇杷糖度檢測,首先需要采集枇杷樣品,并將其放置于高光譜相機前。然后啟動相機,進行掃描采集,并對光譜數(shù)據(jù)進行處理,并提取出糖度與光譜特征間的相關(guān)性。最后,根據(jù)特征值,判斷樣品的糖度水平,并進行評估和分類。
與傳統(tǒng)檢測方法相比,使用高光譜相機檢測枇杷糖度值,不僅速度更快,還更加準(zhǔn)確可靠。同時,還可以大大降低檢測誤差和成本,提高檢測效率。進一步提高可見/近紅外高光譜相機檢測的精度和可靠性的方法包括不斷優(yōu)化算法模型、保持相機和樣品的穩(wěn)定、準(zhǔn)確標(biāo)定光譜和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等。
本研究應(yīng)用了400-1000nm的可見/近紅外高光譜相機,可采用SINESPEC賽斯拜克技術(shù)有限公司產(chǎn)品SP130M進行相關(guān)研究。光譜范圍在400-1000nm,波長分辨率優(yōu)于2.5nm,可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區(qū)域波段選擇)。
枇杷的營養(yǎng)價值較為豐富,果實皮薄多汁,酸甜可口。我國貴州開陽是枇杷種植地之一,且開陽土壤富硒,使得開陽富硒枇杷深受歡迎。但是,枇杷果實較為嬌貴,在采摘和貯藏的過程中,果實的品質(zhì)就會下降,其中,糖含量的變化十分明顯。隨著枇杷果實呼吸作用的進行,糖含量會逐漸上升,這就會導(dǎo)致果實的甜酸度不佳,影響到枇杷的口感和風(fēng)味,導(dǎo)致其經(jīng)濟價值降低。
我國水果糖度的傳統(tǒng)檢測方法雖然準(zhǔn)確性較高,但是具有破壞性,且效率低、耗時長;而依靠經(jīng)驗主觀判斷水果品質(zhì)又無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致結(jié)果存在隨意性,對品質(zhì)的分選不準(zhǔn)確。因此,在水果品質(zhì)的分選方面,無論是傳統(tǒng)的檢測方法還是個人經(jīng)驗主觀判斷都造成了水果品質(zhì)參差不齊,難以體現(xiàn)我國水果的市場競爭優(yōu)勢。開陽枇杷是貴州的特色水果,對其果實進行質(zhì)量分級能夠精準(zhǔn)定位其市場價格,同時維護好開陽枇杷的區(qū)域品牌地位。由此可見,建立一套快速無損的枇杷果實的糖度檢測方法對于監(jiān)控其品質(zhì)、指導(dǎo)市場價格具有實際意義。
為實現(xiàn)快速無損檢測水果品質(zhì),對水果進行分級,進而提升水果的經(jīng)濟價值,本文以開陽富硒枇杷為研究對象,提出了一種基于可見/近紅外光譜結(jié)合化學(xué)計量學(xué)預(yù)測枇杷糖度的方法。首先,采用光纖光譜儀獲取枇杷樣本的光譜數(shù)據(jù),并測定枇杷的實際糖度值。然后,提取樣品的光譜數(shù)據(jù),采用SNV和MSC 2種方法對其進行預(yù)處理,并基于原始光譜和經(jīng)預(yù)處理后的光譜建立預(yù)測枇杷糖度的PCR和PLSR模型。
通過使用高光譜相機測定枇杷糖度,不僅可以實現(xiàn)對枇杷品質(zhì)的快速精準(zhǔn)控制,還可以減少人工干預(yù),降低檢測誤差和成本,并提高檢測效率。因此,該技術(shù)廣泛應(yīng)用于枇杷生產(chǎn)和質(zhì)量管理領(lǐng)域,具有重要的意義和應(yīng)用前景。這種技術(shù)除了能應(yīng)用于枇杷品質(zhì)檢測領(lǐng)域之外,還能在農(nóng)業(yè)、食品安全、醫(yī)學(xué)、環(huán)保等多個領(lǐng)域中得到應(yīng)用,為人們帶來更好的生活品質(zhì)和健康保障。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展,可見/近紅外高光譜相機技術(shù)在枇杷品質(zhì)檢測的應(yīng)用前景也越來越廣闊。未來,這種技術(shù)可能會應(yīng)用在更多的水果和蔬菜的品質(zhì)檢測、病蟲害檢測、肉類畜禽的品質(zhì)檢測等領(lǐng)域