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來源:賽斯拜克 發(fā)表時(shí)間:2024-01-25 瀏覽量:468 作者:awei
果蔬品質(zhì)包括了形狀、顏色、大小和表面缺陷等外部品質(zhì)與糖度、酸度、硬度、可溶性固形物含量、淀粉含量、水分和成熟度及其他營養(yǎng)元素的含量等內(nèi)部品質(zhì),其品質(zhì)好壞是其市場銷量的重要因素。本文主要介紹近紅外高光譜技術(shù)主要對果蔬內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行檢測。
隨著人們生活水平的提高,對食品品質(zhì)的要求也越來越高。果蔬作為人們?nèi)粘I钪械闹匾巢模淦焚|(zhì)的檢測顯得尤為重要。傳統(tǒng)的果蔬品質(zhì)檢測方法通常需要人工進(jìn)行,效率低下且容易受到人為因素的影響。而高光譜成像技術(shù)的出現(xiàn),為果蔬品質(zhì)檢測提供了新的解決方案。
高光譜成像技術(shù)是一種利用光譜學(xué)原理,獲取樣品連續(xù)光譜信息的技術(shù)。相比傳統(tǒng)成像技術(shù),高光譜成像技術(shù)能夠獲取更多的信息,如樣品的化學(xué)成分、物理特性等。在果蔬品質(zhì)檢測中,高光譜成像技術(shù)可以用于檢測果蔬的外觀品質(zhì)、營養(yǎng)成分、農(nóng)藥殘留等方面。
本文應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī),可采用廣東賽斯拜克科技有限公司產(chǎn)品SP130進(jìn)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(dá)1200個(gè)光譜通道。采集速度全譜段可達(dá)128FPS,波段選擇后最高3300Hz(支持多區(qū)域波段選擇)。
新鮮度是反映果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)。剛采摘的果蔬通常需經(jīng)過儲(chǔ)存、運(yùn)輸,最終到達(dá)消費(fèi)者,該過程將影響其新鮮度品質(zhì)。一般而言,人們對果蔬新鮮度的主觀判斷是不準(zhǔn)確的。有人利用高光譜成像技術(shù)對蔬菜的新鮮度檢測進(jìn)行了探索。分別在失水0、10、24、48小時(shí)狀態(tài)下,利用成像光譜儀采集了小白菜、菠菜、油菜、娃娃菜等四種蔬菜葉片的光譜圖像并進(jìn)行對比分析。其中,小白菜葉片在不同失水時(shí)間下的高光譜圖像與機(jī)器視覺圖像的對比分析如下圖所示。從中可以看出,隨著時(shí)間的變化兩幅圖中的葉片狀態(tài)均有明顯變化,但機(jī)器視覺圖像只能看出失水狀態(tài),而高光譜圖像通過分析光譜信息的變化發(fā)現(xiàn),葉片在失水過程中其外觀形態(tài)及內(nèi)部葉綠素均有變化,葉綠素相對含量值預(yù)測模型的相關(guān)系數(shù)r=0.76,說明高光譜技術(shù)可以有效辨別蔬菜葉片的新鮮度。
腐爛是果蔬在貯藏、運(yùn)輸過程中最常見的一種現(xiàn)象,不僅影響果蔬的內(nèi)外部品質(zhì)甚至?xí)?dǎo)致食品安全問題。對桃子根霉菌進(jìn)行了深入研究,采用在400-1000 nm波段采集桃子360°全方位的高光譜數(shù)據(jù)(如下圖所示),然后通過統(tǒng)計(jì)方法和圖像分割算法得到三個(gè)單波長圖像(709 nm,807 nm和874 nm),可以明顯區(qū)分出邊緣、健全和腐爛部位。實(shí)驗(yàn)中將腐爛部位按照尺寸大小分為3級,在對健全部位、輕微腐爛、中等腐爛以及嚴(yán)重腐爛的建模預(yù)測中,輕微腐爛的預(yù)測準(zhǔn)確率為66.29%,其他三個(gè)的預(yù)測準(zhǔn)確率均在95%以上,而對健全和腐爛兩種級別的預(yù)測準(zhǔn)確率