利用近红外漫反射光谱技术进行苹果糖度无损检测的研究

利用近红外漫反射光谱技术,研究了1300～2100 nm波长范围内无损检测苹果糖度的可行性。采集了每个苹果去皮前、后最大横径上四个点的近红外平均光谱和整个苹果的糖度值。采用主成分回归(PCR)和偏最小二乘法(PLS)对试验数据进行了多元统计分析。结果表明：在1300～2100 nm波长范围内无损检测(即带皮检测)苹果的糖度是可靠的,并且PLS模型的性能更优于PCR模型。本文还对用单测点光谱和多测点平均光谱建立的糖度模型进行了研究,结果表明用单测点光谱预测整个苹果的糖度,其精度明显低于多测点平均光谱。这说明用苹果上一个点的光谱来预测整个苹果的糖度,其精度是不够的。因此,在利用近红外漫反射光谱在线检测苹果糖度时,作者建议采用多个光纤探头来采集多点光谱,然后取其平均值预测。     

利用高光谱成像技术和多变量校正方法检测苹果的硬度（英）

高光谱图像集图像信息与光谱信息于一身,应用于农产品品质无损检测领域。该研究尝试利用高光谱图像技术结合多变量校正方法检测苹果硬度的可行性。试验通过获取的高光谱图像中提取有效的光谱信息来建立预测苹果硬度的预测模型。在建立模型过程中,偏最小二乘（PLS）和支持向量回归（SVR）两种多变量校正方法被比较,结果表明在785.11～872.45 nm范围内,SVR模型的性能优于PLS模型,模型对硬度预测结果的相关系数为0.6808。试验结果表明高光谱图像技术可以被用来检测苹果的硬度。     

基于机器视觉和近红外光谱技术的杏干品质无损检测

干果品质直接影响其市场销售。该研究以杏干为对象探讨用机器视觉和近红外光谱技术快速无损检测干果内外品质的方法。拍摄杏干4个不同位置的彩色图像,用基于区域骨架化的填充法分割杏干,提取每种角度下的面积。从100个正常杏干样本中随机挑选75个为校正集,25个为预测集,用多元线性回归对杏干的实际质量和4个面的面积建模,得到校正集和预测集相关系数分别为0.9374和0.9307,杏干质量分级的准确率为90%。提出用基于平均灰度的区域增长法提取杏干缺陷,缺陷检测的准确率为84.5%。采用SNV对杏干近红外光谱进行预处理,然后分别采用偏最小二乘法(PLS)、向后区间偏最小二乘法(biPLS)及联合区间偏最小二乘法(siPLS)建立杏干糖度预测模型。结果表明,当全光谱范围被划分为22个子区间,优选出区间[17、2、3、9、20、13、7、18、15、11、6],主因子数为10时建立的biPLS糖度模型性能最好。其校正集相关系数和校正均方根误差分别为0.8983和1.23,预测集相关系数和预测均方根误差分别为0.8814和1.46。研究表明,机器视觉结合近红外光谱技术能对杏干内外品质进行综合检测,也可为其他干果的品质检测提供借鉴。     

基于主成分分析的蓝莓果实质地品质评价

为完善蓝莓果实质地品质评价体系,应用物性分析仪整果穿刺和质地多面分析法对22个蓝莓品种的果实质地品质进行测定,分析各质地参数间的相关性,并采用主成分分析法建立蓝莓果实质地品质优劣评价模型,对22个蓝莓品种的果实质地品质进行综合评价。结果表明,代表蓝莓果实质地品质的10个质地参数均存在品种间差异,其中品种间果皮破裂距离、果皮脆性、果皮韧性、果实硬度、粘附性、咀嚼性和回复性差异较大,果皮强度、弹性和内聚性差异较小。蓝莓果皮破裂距离与果皮强度、果皮韧性呈极显著正相关,果皮脆性与果皮韧性、果皮破裂距离呈极显著负相关,果实硬度与果实弹性呈显著负相关,咀嚼性与果实硬度、粘附性、弹性呈显著正相关,回复性与内聚性呈极显著正相关。采用主成分分析法建立了蓝莓果实质地品质综合评价指数模型,筛选出综合评价蓝莓果实质地品质的核心指标:果实硬度、果皮脆性和果实回复性。果实质地品质优良的参评蓝莓品种依次为大粒蓝金、克瑞顿、布莱登、陶柔、夏普蓝、莱格西、奥尼尔、泽西、米德、双迪。本研究结果为高品质蓝莓品种选育和良种采后储运、加工及销售提供了重要参考。     

杏果实成熟度特性参数与果柄分离力的相关性分析

为弄清杏收获所需的采收力,从而为杏收获机械的研制提供依据,研究分析了不同品种杏果实各项生理特性参数对果柄分离力的影响,通过试验仪器测定两个品种杏果实各项生理特性参数与果柄分离力,运用SPSS统计软件对试验数据进行相关性及拟合分析。相关性分析表明与果实成熟度相关的特性参数和果柄分离力间有着很高的相关性,其中库买提杏和轮台小白杏果实可溶性固形物含量与果柄分离力相关系数分别为：-0.957和-0.976;果实表面红绿色差值与果柄分离力相关系数分别为：-0.955和-0.942;果实表面硬度与果柄分离力相关系数分别为：0.957和0.904。通过对果柄分离力与生理特性参数进行曲线拟合分析,得到与成熟度相关的各项参数与果柄分离力的二次拟合方程和曲线。成熟期杏果柄分离力的变化范围为2～8 N;果实硬度在4.0～8.9 kg/cm2范围内,等级为软;果实表面红绿色差a*值均在1～5范围内。分析表明杏果柄分离力随果实可溶性固形物含量的升高而减小;随着果实表面红绿色差值升高而降低;果实表面硬度越小分离力越低,即果柄分离力随着果实成熟不断降低。     

基于近红外光谱的板栗水分检测方法

含水率是影响板栗贮藏、加工的关键指标之一,该文应用近红外光谱技术对板栗含水率进行快速无损检测。试验对240个板栗样本的带壳光谱和栗仁板栗光谱采用SPXY算法进行样本集划分,利用偏最小二乘法建立含水率定量检测模型,并对微分、多元散射校正、变量标准化等多种预处理方法对建模结果的影响进行比较。结果表明：栗仁和带壳板栗的光谱经一阶微分预处理后所建模型性能最佳,其中栗仁的水分检测模型校正集和验证集的相关系数分别为0.9359和0.8473,校正均方根误差为1.44%,验证均方根误差为1.83%;带壳板栗光谱所建模型校正集和验证集的相关系数分别为0.8270和0.7655,校正均方根误差为2.27%,验证均方根误差为2.35%。受栗壳的影响,带壳板栗光谱模型对含水率的预测精度低于栗仁光谱模型的预测精度。研究表明,近红外光谱分析技术可用于板栗含水率的快速无损检测。     

基于高光谱技术和改进型区间随机蛙跳算法的番茄硬度检测

为了准确、快速的检测番茄硬度,该文提出了一种基于改进型区间随机蛙跳算法优选高光谱特征波长的番茄硬度检测模型。在获取番茄高光谱图像后,首先对光谱数据进行多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)和归一化预处理。针对区间随机蛙跳算法(interval random frog,i RF)所需迭代次数大、算法收敛慢等缺点,该文提出了改进型区间随机蛙跳算法(modified interval random frog, miRF),并将其应用于特征波长选择。最后建立偏最小二乘回归模型(partial least squares regression, PLSR)预测番茄的硬度。iRF共选出特征波段100个,算法收敛时间为32.1 min,而miRF共选出特征波长47个,算法收敛仅需1.6 min。同时miRF-PLSR番茄硬度预测精度也更优,测试集相关系数达到了0.968 5,均方根误差为0.004 0 kg/mm~2。试验结果表明:结合高光谱技术和miRF算法可实现对番茄硬度的快速、无损检测。     

基于介电特性及ANN的油桃糖度无损检测方法

为了探索利用果品的介电特性无损预测内部品质的可能性,该文采用矢量网络分析仪测量了10 d贮藏期间,300个99-1油桃在20～4500 MHz频率下的相对介电常数和介电损耗因子,以糖度作为内部品质指标,基于x-y共生距离的样本划分法确定了含243个样本的校正集和57个样本的预测集;建立了预测油桃糖度的偏最小二乘、支持向量机及极限学习机模型,并综合比较了采用全频谱以及利用无信息变量消除法和连续投影算法分别提取的特征变量作为各模型输入变量时,对各模型拟合效果的影响。结果表明：连续投影算法结合极限学习机预测效果最好（预测相关系数为0.887,预测均方根误差为0.782）;与全频谱和无信息变量消除法相比,连续投影算法在简化模型及提高模型稳定性方面性能良好。该研究结果表明,基于油桃介电特性无损检测糖度是可行的,可为应用介电特性无损检测果品的内部品质指标提供了一种新方法。     

基于激光拉曼光谱的脐橙内部品质无损检测

论文初步探讨了运用激光拉曼光谱技术来检测脐橙内部品质的方法。应用激光拉曼光谱仪获取脐橙拉曼谱线,通过对拉曼谱线处理与分析得到了预测脐橙果肉糖度和硬度的谱线特征值,以四个谱线特征值为输入参数、脐橙糖度和硬度为输出建立了三层BP神经网络模型。结果表明,模型的糖度预测值与实测值之间的误差总体方差为0.0656,模型的硬度预测值与实测值之间的误差总体方差为0.0062。研究表明,采用激光拉曼光谱技术检测脐橙内部品质是可行的。     

贵州不同生态区蓝莓果实抗氧化特性研究

为了探讨贵州省不同生态区不同蓝莓品种果实抗氧化能力的差异,对不同生态区蓝莓品种选育及栽种配置做出合理规划。选择贵州省3个不同海拔生态区内种植5年生的4个蓝莓品种,并分别对供试蓝莓果实样品的总抗氧化能力、羟自由基清除能力和DPPH自由基清除能力进行测定,并结合测定蓝莓果实中总酚、类黄酮和原花色素含量,对蓝莓果实的抗氧化能力进行评价,结果表明,在高海拔地区蓝莓果实抗氧化能力强于低海拔地区,4个品种中"园蓝"的综合抗氧化能力最强;兔眼蓝莓中"园蓝"抗氧化能力强于"灿烂",高丛类蓝莓中"蓝雨"的抗氧化能力强于"莱克西"。蓝莓果实中原花青素含量、类黄酮含量、总酚含量与植株抗氧化活性显著相关(p0.01)。     

糖液与钙盐组合渗透脱水处理对冻融蓝莓品质的影响

为探究钙盐作为冷冻保护剂与高浓度糖液浸渍组合在常温下进行渗透脱水处理对冷冻蓝莓融化后质地品质的影响。对比以丙酸钙、乳酸钙、氯化钙为代表的3种钙盐冷冻保护剂及质量浓度为0.5、1.5、3.0、5.0 g/mL丙酸钙处理对冻融蓝莓品质的影响。通过观测蓝莓冻融后外观,测定硬度值、弹性、咀嚼性、胶着性、内聚性和回复性品质指标及可溶性果胶、共价结合型果胶和离子结合型果胶的含量。结果表明：添加钙盐结合糖液渗透脱水处理组均可减少蓝莓冻融后皱缩和质地瘫软现象,丙酸钙结合糖液渗透脱水处理组的汁液流失率比对照组降低约25.42%,显著低于（P＜0.05）其他处理组,丙酸钙处理组为较优的钙盐添加种类。对丙酸钙添加浓度进行优化筛选,发现当丙酸钙添加浓度为1.5 g/mL时可显著降低（ P ＜0.05）蓝莓果实的汁液流失和细胞膜透性,冻融后硬度为1.54 N、弹性0.75 mm,可溶性果胶、共价结合型果胶和离子结合型果胶含量分别达到1.03、0.83 和0.68 mg/g,减少蓝莓果实的质地瘫软现象并保持最佳冻融品质。丙酸钙浓度为1.5 g/mL结合渗透脱水技术使冻融蓝莓具有更好的品质,有利于食用和加工。研究结果不仅为解决蓝莓加工行业出现的由于长期冷冻所造成果实质地瘫软问题提供数据基础,还为研发提升果蔬原料冷冻贮藏品质的助冻剂及改性技术提供一定的理论依据。     

基于主成分分析的高丛蓝莓品种果实品质综合评价

比较分析不同品种蓝莓果实品质特性,确定代表性品质指标,建立蓝莓品质综合评价体系,为蓝莓品质合理评价和优良蓝莓品种筛选提供理论参考。以26个高丛蓝莓品种果实为材料,测定其11项品质指标（单果质量、果实横径、果实纵径、果形指数、果实硬度、可溶性固形物质量分数 可溶性糖质量分数、可滴定酸质量分数、糖酸比、维生素C质量分数、花色苷质量分数）,并采用主成分分析方法进行果实品质综合评价。结果表明：26个蓝莓品种的11项果实品质性状中糖酸比、可滴定酸质量分数、单果质量和花色苷质量分数的变异系数较大,其变异系数分别为33.67%、32.25%、30.84%和28.48%。通过主成分分析确定单果质量、果形指数、可溶性糖质量分数、可滴定酸质量分数、花色苷质量分数和果实硬度可作为评价蓝莓果实品质的代表性指标;建立综合品质评价模型,并依据各品种的综合品质得分进行优良度排序,得分排名前10位的蓝莓品种依次为'大果蓝金'莱格西'公爵'日出'维口'蓝片'早蓝'蓝丰'爱国者'红利',研究结果为大连地区蓝莓品种合理开发和应用提供了依据。     

60Co-γ辐照结合1-MCP处理对蓝莓贮藏品质的影响

为研究⁶⁰Co-γ辐照结合1-甲基环丙烯(1-MCP)处理对蓝莓贮藏品质的影响,以粉蓝蓝莓为试验材料,对采后蓝莓生理指标、营养指标及相关酶活性进行测定,研究0±0.5℃条件下6种处理(1.5 kGy辐照处理记为A、2.5 kGy辐照处理记为B、1.5 kGy辐照+1 μL·L^-1 1-MCP 处理记为C、2.5 kGy辐照+1 μL·L^-1 1-MCP处理记为D、1 μL·L^-1 1-MCP处理记为E,不进行任何处理记为F)对蓝莓贮藏品质的影响。结果表明,与对照(F)比较,4种处理(A、C、D、E)均能够抑制果实腐烂率的上升和风味指数的下降,延缓果实的生理代谢,更好地保持果实的营养品质和酶活性,而2.5 kGy辐照处理(B)降低了果实的硬度、L^*值、可溶性固形物含量和花色苷含量,加快了果实多聚半乳糖醛酸酶活性的上升。其中,在贮藏80 d时,A、B、C、D、E、F组蓝莓的腐烂率分别为24.94%、38.36%、13.87%、30.78%、22.96%和48.38%。因此,1.5 kGy ⁶⁰Co-γ辐照结合1 μL·L^-1 1-MCP处理蓝莓对果实的贮藏效果最好。本研究结果为蓝莓的贮藏保鲜提供了新思路。     

高光谱图像技术在水果品质无损检测中的应用

传统的近红外光谱分析法和可见光图像技术应用于水果品质无损检测中存在的检测区域小、检测时间长、仅能检测表面情况等局限性。高光谱图像技术结合光谱技术与计算机图像技术两者的优点,可获得大量包含连续波长光谱信息的图像块,其图像信息可检测水果的外部品质,光谱信息则可用于水果内部品质的检测,达到根据水果内、外部综合品质进行分类的目的。根据不同的采集设备,简介了两种获得高光谱图像的方法。综述了国内外将该技术应用于水果品质检测方面的研究进展,检测内容包括外观品质、损伤与缺陷,成熟度和坚实度,含糖量、含水率等内部品质,着重介绍了各高光谱图像的成像波段范围、分辨率、成像源,实验数据处理的方法以及实验结果等。根据综述所得提出了高光谱图像技术应用中需要解决的光谱降维、降低样品差异影响和实时检测平台搭建等问题。     

Response of ‘Bluecrop’ Highbush Blueberry to Boron Fertilization

The objective of this experiment was to examine the vegetative and generative responses of highbush blueberry to boron fertilization. The study was carried out in 2002–2003 in Central Poland on mature ‘Bluecrop’ blueberries (Vaccinium corymbosum L.) planted at a spacing of 3 × 1 m on a sandy loam soil with pH value of 3.9 and low hot water soluble boron status. Blueberries were soil- or foliar-supplied with boron. Foliar boron sprays were done four times per season: at the beginning of blooming, at petal fall, and three and six weeks after the ending of flowering. In each spray treatment, boron was applied at a rate of 0.2 kg ha^?1. Soil boron was applied at the stage of bud break at a rate of 2 kg ha^?1. Plants untreated with boron served as control. The results showed that boron fertilization increased boron levels in flower and leaf tissues. This treatment, regardless of boron application mode, did not affect plant vigor, the number of flowers per cane, fruit set, nor yield. Also mean fruit weight and berry firmness were not influenced by boron fertilization. Fruit of boron-supplied blueberries had higher soluble solids concentrations than those of the control plants. It is concluded that boron requirements of highbush blueberry are relatively low compared to most fruit crops and that critical leaf boron concentrations of ‘Bluecrop’ blueberry are below 15 mg kg^?1 DW.     

Nondestructive determination of total soluble solid content and firmness in plums using near-infrared reflectance spectroscopy

The fruit industry requires rapid, economical, and nondestructive methods for classifying fruit by internal quality, which can be built into the processing line. Total soluble solid content and firmness are the two indicators of plum internal quality that most affect consumer acceptance. These parameters are routinely evaluated using methods which involve destruction of the fruit; as a result, only control batches can be analyzed. The development of nondestructive analytical methods would enable the quality control of individual fruits. Near-IR spectroscopy (NIRS) was used to assess total soluble solid content (SSC, degrees Brix) and firmness (N) in intact plums. A total of 720 plums (Prunus salicina L. cv. 'African Pride', 'Black Diamond', 'Fortune', 'Laetitia', 'Larry Anne', 'Late Royal', 'Prime Time', 'Sapphire', and 'Songold') were used to obtain calibration models based on reference data and near-IR spectral data. Standard errors of cross-validation (SECV) and coefficients of determination for cross-validation (r(2)) were (0.77 degrees Brix; 0.83) for total soluble solids content and (2.54 N; 0.52) for firmness. Results suggest that NIRS technology enables fruit to be classified in terms of total soluble solid content and firmness, thus allowing increased sampling of each production batch and ensuring a given quality with greater precision and accuracy.     

鲜桃坚实度和糖度分布差异的实验研究

坚实度和糖度是评价水果成熟程度、果实品质的一个重要指标,桃内各处坚实度和糖度的分布存在一定差异。了解桃内坚实度、糖度存在的差异,将为根据这些指标进行完整水果分级提供指导。实验表明,不同成熟度的桃及同一个桃不同部位（顶部、中部、底部）、测点（沿周向分６点）的坚实度、糖度均存在差异,其中部位和成熟度对指标的影响是显著的,不同测点对指标差异的影响程度也不同。     

振动式蓝莓采摘的机理分析与仿真

为改变中国蓝莓人工采摘状况,实现高丛蓝莓的机械化采摘,该文研究了高丛蓝莓的采摘机理,并对所建立的数学模型进行仿真分析。首先分析蓝莓振动采摘机理,建立蓝莓植株采摘物理模型,推导得出动力学方程,采用数学物理微分方程求解得到蓝莓树枝稳态受迫振动输出解及采摘惯性力。运用MATLAB软件仿真分析蓝莓树枝稳态受迫振动时域仿真曲线及采摘力幅频特性仿真曲线,并进行了蓝莓采摘试验,试验数据与仿真结果一致：仿真结果满足蓝莓采摘条件的采摘频率为14～16rad/s,较优的采摘频率为15rad/s,该频率下的采摘效率为913颗/min,采摘生果率为2.99%,采摘果实损坏率为2.86%,未采净率为3.17%,机采人采效率比为10.14。研究结果可为高丛蓝莓采摘机的研制提供参考。     

Temporal sequence of cell wall disassembly events in developing fruits. 2. Analysis of blueberry (Vaccinium species)

Softening and pathogen susceptibility are the major factors limiting the marketing of blueberries as fresh fruits, and these traits are associated with fruit cell wall structure. However, few studies that characterize wall modifications occurring during development and ripening have been reported for this fruit. In this study the ripening-associated modifications of blueberry fruit cell walls (composition, pectin and hemicellulose solubilization, and depolymerization) at five stages of ripeness have been analyzed. Xylose was found to be the most abundant noncellulosic neutral sugar associated with fruit walls, and the observed high Xyl/Glc ratio suggested that xylans, which are usually a minor hemicellulosic fruit wall component, are abundant in blueberry. The pectic matrix showed increased solubilization at early and intermediate stages of ripening, but no changes were detected in late ripening. Furthermore, little reduction in pectin polymer size occurred during blueberry ripening. In contrast, hemicellulose levels decreased as ripening progressed, and a clear depolymerization of these components was observed. A model for cell wall degradation in this fruit is discussed.