“像過(guò)安檢系統(tǒng)一樣簡(jiǎn)單，蘋(píng)果在運(yùn)送的過(guò)程中，體積、密度等數(shù)據(jù)就被檢測(cè)出來(lái)了，非常節(jié)省時(shí)間，且適用于流水線(xiàn)作業(yè)。”中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授韓東海率領(lǐng)的一個(gè)課題組近幾年作了一項(xiàng)有意思的研究，很貼近市場(chǎng)需求。

這項(xiàng)水果質(zhì)量快速無(wú)損檢測(cè)技術(shù)為沉悶的基礎(chǔ)研究帶來(lái)了一絲新意。該課題于2006年獲得國(guó)家自然科學(xué)基金支持。研究人員以可見(jiàn)/近紅外光譜和X射線(xiàn)成像技術(shù)為手段，圍繞蘋(píng)果內(nèi)外部品質(zhì)檢測(cè)相關(guān)的信息進(jìn)行了應(yīng)用基礎(chǔ)研究，并在研發(fā)過(guò)程中，自己組建了成套的儀器設(shè)備。

將可見(jiàn)/近紅外光譜和X射線(xiàn)成像技術(shù)用于水果檢測(cè)的理念國(guó)外已有，此次韓東海等研究人員采取了一些改進(jìn)手段，在研究中特別增加了采用透射結(jié)合漫反射技術(shù)同時(shí)檢測(cè)蘋(píng)果水心病和糖度的探索性研究。結(jié)果表明，該項(xiàng)新技術(shù)具有良好效果、其亮點(diǎn)是：具有較明朗的應(yīng)用前景，為蘋(píng)果產(chǎn)后分選、貯藏理論依據(jù)，在減少貯藏?fù)p失、保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高附加值方面意義重大。

我國(guó)是世界水果生產(chǎn)大國(guó)，其中蘋(píng)果和鴨梨是主要的品種，但每年出口量卻較少，其中蘋(píng)果的出口量?jī)H占總產(chǎn)量的2.1%。制約我國(guó)水果出口的一個(gè)重要原因，是對(duì)水果的分選檢測(cè)能力弱、速度慢、試驗(yàn)環(huán)境條件差，分選技術(shù)水平達(dá)不到國(guó)際市場(chǎng)的要求。目前，我國(guó)水果銷(xiāo)售質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水果外觀(guān)品質(zhì)的規(guī)定較多，對(duì)其內(nèi)在品質(zhì)只有硬度和可溶性固形物兩項(xiàng)指標(biāo)，而對(duì)那些外觀(guān)不可見(jiàn)但卻顯著影響水果內(nèi)在品質(zhì)的指標(biāo)，如蘋(píng)果水心病、霉心病、內(nèi)部褐變以及鴨梨黑心病等，還沒(méi)有列入水果產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為加強(qiáng)我國(guó)水果在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，滿(mǎn)足出口果品的質(zhì)量分級(jí)要求，必須將水果內(nèi)在品質(zhì)指標(biāo)列入到產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。檢測(cè)蘋(píng)果水心病和內(nèi)部褐變以及檢測(cè)鴨梨黑心病，就是反映水果產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)的重要指標(biāo)。

由于產(chǎn)生蘋(píng)果水心病、內(nèi)部褐變以及鴨梨黑心病的病果與正常果在外觀(guān)上沒(méi)有區(qū)別，過(guò)去對(duì)病果內(nèi)在品質(zhì)的檢驗(yàn)方法只能通過(guò)觀(guān)察隨機(jī)樣品的切片來(lái)進(jìn)行，但這種方法屬于破壞性抽樣檢測(cè)的方法，不但浪費(fèi)極大，而且對(duì)出口產(chǎn)品分級(jí)毫無(wú)意義。因此，必須采用非破壞性的無(wú)損傷檢測(cè)方法對(duì)水果內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)分級(jí)，才能適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)的要求。

水果果實(shí)具有一定的光學(xué)特性，這些光學(xué)特性是基于光譜范圍的紫外光（UV）、可見(jiàn)光、近紅外光（NIR）的多光或單光的放射、透射、吸收或散射體現(xiàn)的。水果內(nèi)部質(zhì)量的光學(xué)指數(shù)，是所基于的水果內(nèi)部質(zhì)量特征與光譜響應(yīng)的相關(guān)性的表征，這些相關(guān)性通常是指色素和化學(xué)成分。研究表明，從正常蘋(píng)果與水心病蘋(píng)果的透射光譜圖可以比較出，蘋(píng)果的光密度隨水心病的嚴(yán)重程度逐漸減少，根據(jù)蘋(píng)果光譜能量差值，可以直觀(guān)地看出水心病果與正常果的差異。用透射結(jié)合漫透射技術(shù)同時(shí)檢測(cè)蘋(píng)果水心病和糖度的探索性的研究更具意義。

該課題組的研究涉及蘋(píng)果體積的X射線(xiàn)圖像法無(wú)損在線(xiàn)測(cè)定，模型計(jì)算體積與真實(shí)體積的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9203;蘋(píng)果水心病、腐心病的可見(jiàn)/近紅外能量光譜的識(shí)別技術(shù)，佳模型總判別率為98.1%，直接采用能量光譜建立判別模型，簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理提高速度。“X射線(xiàn)可以對(duì)水果內(nèi)部密度進(jìn)行檢測(cè)，和人體透視原理一樣，水心部分和正常果肉部分密度是有差異的。X射線(xiàn)成像看上去是平面圖像，但實(shí)際上是三維圖像，涵蓋了深度信息?！表n東海解釋?zhuān)瑱z測(cè)所需的X射線(xiàn)很弱、時(shí)間短，并且低于國(guó)際規(guī)定的輻射量標(biāo)準(zhǔn)，因此，水果可以**食用。

可見(jiàn)/近紅外能量光譜則是根據(jù)光能損耗反饋來(lái)判定果實(shí)內(nèi)部信息。這就像果實(shí)內(nèi)部是一群深睡的分子，光能透入水果后，分子吸收能量蘇醒活躍起來(lái)，的光能射入，被分子吸收一部分，反射回來(lái)后就會(huì)有損耗，根據(jù)損耗不同，可以判斷不同的內(nèi)部機(jī)理。

研究組提出，可見(jiàn)/近紅外透射光譜技術(shù)檢測(cè)果實(shí)病變具有較好效果，近紅外漫反射技術(shù)則對(duì)檢測(cè)糖度具有優(yōu)勢(shì)?？蒲腥藛T用被測(cè)蘋(píng)果病變部位的體積與完整蘋(píng)果近似體積的比值作為蜜果蜜指數(shù)，對(duì)所述蜜指數(shù)的范圍值進(jìn)行劃分，根據(jù)蜜指數(shù)落入的范圍值確定被測(cè)蘋(píng)果的蜜果級(jí)別。這一方法可以填補(bǔ)我國(guó)無(wú)損傷分級(jí)蜜果的空白。

“現(xiàn)在我們有了一個(gè)新的想法，研發(fā)一個(gè)近紅外能量光譜便攜式儀器。我們的設(shè)想，是可以將其背在肩上，對(duì)還在樹(shù)上的未成年水果的‘健康狀態(tài)’，進(jìn)行跟蹤。比如在采摘季節(jié)臨近時(shí)，可以每周檢測(cè)一次，在一片區(qū)域分東南西北方位定位好一定數(shù)量的果樹(shù)，給它們建立一個(gè)健康卡，在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)哪棵樹(shù)上的果實(shí)偏小或者糖度偏低，就可以考慮采取給它單獨(dú)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)等措施。這將在生長(zhǎng)過(guò)程中就對(duì)水果質(zhì)量進(jìn)行控制，降低果農(nóng)的風(fēng)險(xiǎn)，減少損失。”韓東海對(duì)自己的研究充滿(mǎn)自信，他希望這一技術(shù)更進(jìn)一步貼近社會(huì)生產(chǎn)需求。
 

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