一、背景
近紅外光譜技術(shù)作為一種快速、無(wú)損的檢測手段,在水果品質(zhì)檢測中得到了廣泛應用。隨著(zhù)消費者對水果品質(zhì)要求的提高,以及水果生產(chǎn)向精細化、標準化發(fā)展的趨勢,近紅外光譜技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢逐漸成為水果檢測領(lǐng)域的重要工具。該技術(shù)通過(guò)測量水果在近紅外光區的光譜特征,可以實(shí)現對水果內部多種成分(如糖類(lèi)、酸度、水分等)的快速、無(wú)損檢測,為水果的品質(zhì)評估、分級、貯藏和加工提供科學(xué)依據。
二、測試原理
NIR波段,覆蓋780至2500納米(nm)的范圍,其內的光吸收現象直接觸發(fā)了分子的振動(dòng)響應。這些分子振動(dòng)隨后生成了光譜數據,而光譜的具體特征則緊密關(guān)聯(lián)于樣品的化學(xué)構成。在農產(chǎn)品樣本的NIR光譜分析中,??捎^(guān)察到較為寬泛的波峰,這歸因于樣品中普遍存在的有機功能團(如C-H、O-H、N-H等化學(xué)鍵)在振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的倍頻與組合振動(dòng)效應,它們相互交織,導致了吸收光譜的重疊現象。因此,NIR光譜不僅能夠大致描繪出樣品的整體化學(xué)特征,還能在單張光譜圖上揭示出多種組分的存在信息,為農產(chǎn)品的品質(zhì)分析提供了強大的技術(shù)支持。
三、測試條件
光源條件:近紅外光譜儀需要使用穩定的近紅外光源,光源的波長(cháng)范圍應覆蓋近紅外區域(一般為780-2500nm),以保證能夠激發(fā)水果樣品中的含氫基團并產(chǎn)生可測量的光譜信號。光源可采用單個(gè)或多個(gè)50 W鹵素燈組合的方式,既可以提高光照功率,也可以提高光照面積和均勻度。
光纖條件:光纖可采用600、800 μm或者1000 μm的大芯徑,提高光通量。
儀器條件:SR50R17近紅外光纖光譜儀波長(cháng)范圍900-1700nm,具備高精度、高靈敏度的技術(shù)特點(diǎn),適合水果無(wú)損檢測應用。
環(huán)境條件:檢測過(guò)程中應控制環(huán)境溫度、濕度等條件,以減少環(huán)境因素對光譜信號的影響。
四、測試方法
近紅外反射檢測法:適用于檢測水果果皮表面的信息,如色澤、光澤度等。但由于反射光信息主要攜帶的是表面的光譜信息,對水果內部信息的反映較少,因此不太適用于內部品質(zhì)的檢測。
近紅外透射檢測法:理論上適用于透明或半透明樣品,但由于水果是整顆且為不透明的固體,透射法無(wú)法穿透樣品,因此在實(shí)際應用中較少使用。
近紅外漫反射檢測法:是一種介于反射和透射之間的測量方法,適用于不透明、固體、半固體樣品。其特點(diǎn)是接受的光信息能夠全部反映水果內部組織的特性,因此被廣泛用于水果內部品質(zhì)(如含糖量、酸度等)的檢測。
五、近紅外光譜水果應用
品質(zhì)評估:通過(guò)測量水果的光譜特征,可以預測其硬度、甜度、酸度等品質(zhì)參數,為水果的品質(zhì)評估提供科學(xué)依據。
分類(lèi)鑒別:不同水果的光譜特征有所差異,通過(guò)比較和分析光譜數據,可以實(shí)現對不同水果種類(lèi)的區分和鑒別。
功能性水果評價(jià)與篩選:對于富含特殊成分的功能性水果,近紅外光譜技術(shù)也可用于其評價(jià)與篩選。
病害監測:如利用近紅外光譜技術(shù)快速診斷柑橘黃龍病等病害,為病害的防控提供早期預警。
近紅外光纖光譜儀在水果檢測中具有廣泛的應用前景和重要的實(shí)用價(jià)值。隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善,相信其在水果品質(zhì)檢測領(lǐng)域將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
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