近年來(lái)，人們對(duì)果蔬品質(zhì)關(guān)注度提高。隨著成像技術(shù)和光譜技術(shù)的快速發(fā)展，高光譜成像技術(shù)廣泛應(yīng)用于各種果蔬產(chǎn)品的快速和非破壞性檢測(cè)中。高光譜成像技術(shù)具有“圖譜合一”的優(yōu)點(diǎn)，可同時(shí)檢測(cè)果蔬的內(nèi)部、外部品質(zhì)信息。本文介紹了高光譜成像儀在果蔬品質(zhì)安全無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用，感興趣的朋友可以了解一下！
果蔬品質(zhì)安全檢測(cè)中重要性：
果蔬是人們生活中不可或缺的食物，雖然我國(guó)果蔬產(chǎn)量位居世界前列，但果蔬出口量比例很低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。造成這個(gè)問(wèn)題的主要原因是有關(guān)部門(mén)不能嚴(yán)格地按照出口標(biāo)準(zhǔn)對(duì)果蔬品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)及分級(jí)，果蔬商品化處理水平低。隨著人們生活水平的提高，以及我國(guó)綜合實(shí)力的不斷增強(qiáng)，在國(guó)際果蔬市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈的情況下，消費(fèi)者對(duì)果蔬的品質(zhì)要求越來(lái)越高，除了果蔬的外部品質(zhì)，對(duì)其內(nèi)部品質(zhì)也更加關(guān)心。
目前，果蔬的品質(zhì)檢測(cè)方法主要有化學(xué)檢測(cè)法、近紅外光譜檢測(cè)法、可見(jiàn)光圖像檢測(cè)法等。其中，化學(xué)檢測(cè)法進(jìn)行測(cè)定費(fèi)時(shí)費(fèi)力，嚴(yán)重破壞了果蔬內(nèi)部的組織成分，測(cè)定結(jié)果受人工操作影響較大，且不適用于大批量果蔬處理；近紅外光譜分析法和可見(jiàn)光圖像技術(shù)都各自有自己的特點(diǎn)，但是不能同時(shí)獲取被測(cè)物的圖像和光譜信息，且在應(yīng)用方面有一定的局限性。隨著光譜技術(shù)和圖像處理技術(shù)的發(fā)展，高光譜成像技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于果蔬的快速無(wú)損檢測(cè)中，并且國(guó)內(nèi)外大量研究表明高光譜技術(shù)在果蔬的品質(zhì)檢測(cè)領(lǐng)域中具有發(fā)展?jié)摿?。高光譜技術(shù)集合了成像技術(shù)和光譜技術(shù)兩者的優(yōu)點(diǎn)，具有“圖譜合一”的特點(diǎn)，其中圖像信息可以檢測(cè)果蔬的外部品質(zhì)，光譜信息則可用于果蔬內(nèi)部品質(zhì)的檢測(cè)，同時(shí)可以將圖像信息和光譜信息進(jìn)行特征融合，以此達(dá)到更好的檢測(cè)效果。
高光譜成像儀在果蔬品質(zhì)安全無(wú)損檢測(cè)中的應(yīng)用：
高光譜成像技術(shù)結(jié)合了計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)和光譜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，數(shù)據(jù)信息量大，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像信息和光譜信息進(jìn)行判別、分類、識(shí)別的全面分析。圖像特征和光譜特征都有助于評(píng)價(jià)果蔬品質(zhì)，將最佳波長(zhǎng)的光譜數(shù)據(jù)與空間信息特征進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，并應(yīng)用到預(yù)測(cè)模型中，可以得到更好的預(yù)測(cè)結(jié)果，也能更好地體現(xiàn)高光譜成像技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大高光譜成像技術(shù)的潛在應(yīng)用。其在果蔬品質(zhì)安全檢測(cè)中的具體應(yīng)用，主要體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方法面：
1.果蔬外部品質(zhì)檢測(cè)
果蔬的外部品質(zhì)主要包括顏色、紋理、形狀、大小、表面污染和表面缺陷等特征，外部品質(zhì)是果蔬品質(zhì)的最直接體現(xiàn)。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)較為明顯的外觀特征的自動(dòng)檢測(cè)，但是對(duì)于果蔬輕微損傷、腐敗、凍傷等大部分特征不明顯的外部特征則需要結(jié)合圖像技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。區(qū)別于傳統(tǒng)的二維成像技術(shù)，高光譜成像技術(shù)可以獲得不同光譜維度上的圖像信息，更有利于果蔬外部品質(zhì)的檢測(cè)分析。
2.果蔬內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)
果蔬內(nèi)部品質(zhì)主要包括糖度、硬度、酸度、水分、pH、可溶性固形物、淀粉含量等指標(biāo)。可溶性固形物含量是指果蔬中所有溶于水的化合物的總稱，包括可溶性糖類、酸、維生素、礦物質(zhì)等，它是果蔬重要的內(nèi)部品質(zhì)之一。利用高光譜成像技術(shù)（400～1000 nm）無(wú)損檢測(cè)草莓的含水量、可溶性固形物和酸度等品質(zhì)指標(biāo)，利用偏最小二乘（PLS）和多元線性回歸（MLR）對(duì)測(cè)定指標(biāo)進(jìn)行建模，利于預(yù)測(cè)模型就可以對(duì)果蔬內(nèi)部品質(zhì)進(jìn)行分析。
3.果蔬品質(zhì)安全檢測(cè)
食品安全關(guān)系到消費(fèi)者的飲食安全和健康，因此得到全社會(huì)持續(xù)性的高度關(guān)注。同內(nèi)部品質(zhì)檢測(cè)一樣，食品安全的檢測(cè)目前仍是以傳統(tǒng)的化學(xué)方法為主。品質(zhì)安全主要通過(guò)檢測(cè)水果和蔬菜的動(dòng)物糞便等外來(lái)物污染、各種病害、品質(zhì)劣變、細(xì)菌感染和農(nóng)藥殘留等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。大量的成功應(yīng)用案例證明了高光譜成像技術(shù)在水果和蔬菜品質(zhì)安全檢測(cè)方面的可行性和有效性，高光譜成像技術(shù)作為一種新的科學(xué)有效的檢測(cè)工具在未來(lái)食品安全檢測(cè)中也將扮演更加重要的角色。
動(dòng)物糞便往往含有各種病菌、細(xì)菌，被動(dòng)物糞便污染的水果和蔬菜對(duì)人類的健康是一種潛在的威脅。蔬菜中的糞便污染物會(huì)引起人類患上食源性傳染疾病。為了快速自動(dòng)地檢測(cè)蔬菜葉表面的糞便污染，通過(guò)高光譜成像儀，并利用主成份分析（PCA），提取果蔬表面糞便污染區(qū)域的光譜信息，建立相應(yīng)的預(yù)測(cè)模型，就可以對(duì)果蔬葉表面糞便污染進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而保證果蔬品質(zhì)的安全。
