易科泰高光譜成像技術應用于水果內外部品質研究

近日，北京易科泰生態技術有限公司為河北省農林科學研究院遺傳生理研究所成功交付一套基于Specim高光譜成像技術的果品品質檢測系統，該系統具備高分辨率、高信噪比、高幀頻等特點，能夠為研究人員提供高效的數據采集體驗和高質量的數據成果。利用該系統對雞爪病侵染的梨進行了高光譜數據采集與分析，可以看出400-1000nm范圍內健康區域與受到侵染區域的反射光譜差異明顯，可進一步精確提取雞爪病侵染面積，進行梨外部品質鑒定。

水果的外部美學外觀和良好的內在品質對消費者來說都是至關重要的，高光譜成像技術是光譜技術和成像技術的有機結合，在食品藥品等領域的檢測鑒定及質量評價中，使用該技術的效果要明顯優于僅使用光譜信息或空間紋理信息的效果。并且高光譜成像技術具有快速、準確、無創、使用方便等優點，可以為水果外部及內部異質性檢測、控制水果產品質量提供一種高效便捷的方法。

應用案例一：秋月梨果實品質檢測

梨的石細胞是梨果實中所*的，其存在明顯影響梨果實品質。石細胞是由大量木質素和纖維素所組成的厚壁細胞，由近果皮部果肉至近果心部逐漸增多，通過高光譜成像可呈現梨果中石細胞的分布以及不同組別之間的差異。如下右圖，從左至右依次為未施加營養素的秋月梨（對照組-1、2）以及施加營養素后的秋月梨（實驗組-1、2）。在400-950nm范圍四個梨之間的光譜曲線基本重合，在950-1720nm范圍，對照組-2的光譜反射率值均高于另外三組。進一步分析發現，營養素的施加有效抑制了梨石細胞形成，對提升秋月梨的口感及品質有積極意義。

應用案例二：蘋果切片內部品質鑒定

蘋果是全球水果市場上消費量最大的農產品之一，但常規化學分析在確定單個水果組織水平發生的異質性時成本高昂且耗時，針對此現象，法國國家農業食品與環境研究院的學者們以蘋果橫向切片為研究對象，基于近紅外高光譜成像技術，開發了一種新的leave-one-out PLS模型，并成功地用于描述每個蘋果切片中干物質（DMC，R_cv² = 0.83，RPD = 2.39）和總糖（TSC，R_cv² = 0.81，RPD= 2.20）的分布。

這項研究展示了NIR高光譜數據對蘋果干物質含量和總糖含量分布有良好的預測能力，與常規化學分析相比，該方法顯示出水果取樣簡單、實驗偏差小、模型開發效率高等優勢，在更系統地評估水果變異性和異質性項目中具有巨大應用前景。

易科泰生態技術公司為食品、果蔬、藥品檢測鑒定等領域提供PhenoTron-HSI無損高光譜成像檢測方案，并提供SpectrAPP^®光譜成像技術創新應用項目合作與技術服務。

參考文獻：Lan W , Jaillais B , Renard C , et al. A method using near infrared hyperspectral imaging to highlight the internal quality of apple fruit slices[J]. Postharvest Biology and Technology, 2021, 175(1):111497.