科學(xué)島團(tuán)隊(duì)在南瓜感官品質(zhì)的快速檢測(cè)和可視化上取得新進(jìn)展

近日，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)院智能所作物品質(zhì)光譜智能感知團(tuán)隊(duì)利用近紅外光譜技術(shù)（NIRS）和高光譜成像技術(shù)（HSI），實(shí)現(xiàn)南瓜的感官品質(zhì)等多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的快速測(cè)定和可視化，相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際期刊Journal of Food Composition and Analysis和Microwave and Optical Technology Letters上。

南瓜品質(zhì)的快速測(cè)定技術(shù)能夠幫助育種家更有效地選育優(yōu)質(zhì)南瓜品種，或幫助南瓜生產(chǎn)商控制產(chǎn)品質(zhì)量和精細(xì)化加工。感官品質(zhì)（SQ）是南瓜蒸煮時(shí)的口感、質(zhì)地等綜合感受的反映，是消費(fèi)者最關(guān)注的品質(zhì)指標(biāo)之一。此外，淀粉、水分也是南瓜的主要品質(zhì)指標(biāo)，并且它們和感官品質(zhì)含量密切相關(guān)。然而，傳統(tǒng)的南瓜感官品質(zhì)評(píng)價(jià)方法主觀性強(qiáng)，操作復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)。

為了解決這一問(wèn)題，科研團(tuán)隊(duì)分別基于NIRS和HSI兩項(xiàng)具有快速、多組分同時(shí)檢測(cè)優(yōu)勢(shì)的傳感器技術(shù)，開(kāi)發(fā)出南瓜感官品質(zhì)等品質(zhì)指標(biāo)的快速檢測(cè)及可視化方法。研究人員收集了34個(gè)南瓜果實(shí)的97份南瓜切片樣本，分別利用近紅外光譜儀和高光譜成像平臺(tái)進(jìn)行南瓜樣品的NIR和HSI數(shù)據(jù)采集。采用合適的算法優(yōu)化出南瓜的淀粉含量和水分含量的光譜檢測(cè)模型。之后，利用南瓜淀粉、水分和南瓜感官品質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)多元線性回歸方程，對(duì)南瓜感官品質(zhì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。10個(gè)不同品種南瓜測(cè)試樣品的驗(yàn)證結(jié)果表明，上述NIRS方法和HSI方法對(duì)南瓜感官品質(zhì)的預(yù)測(cè)相關(guān)性分別可達(dá)到0.788和0.934。除了實(shí)現(xiàn)結(jié)果預(yù)測(cè)以外，研究人員進(jìn)一步利用HSI技術(shù)直觀地將南瓜的感官品質(zhì)、淀粉和水分分布情況反演出來(lái)，為相關(guān)人員進(jìn)一步掌握和分析南瓜品質(zhì)提供有效信息。

圖1. 南瓜品質(zhì)的光譜分析流程圖

圖2. 南瓜切片的品質(zhì)可視化圖像（a：水分；b：淀粉含量；c：感官品質(zhì)得分）