【产品应用】使用在线高光谱成像设备估算番茄的糖度

B站影视 2024-12-20 15:51 1

摘要:白利糖度(Brix)通常被认为是相关糖分浓度的指标,白利糖度已成为评估番茄口感与质量的主要方式。传统手段中,一般使用折射仪式糖度计等破坏性方法来量化番茄中的白利糖度。虽然这些技术准确且简单,但在大规模的检测时存在挑战,破坏性方法劳动强度大、耗时长,检测大量样本

1.介绍

白利糖度(Brix)通常被认为是相关糖分浓度的指标,白利糖度已成为评估番茄口感与质量的主要方式。传统手段中,一般使用折射仪式糖度计等破坏性方法来量化番茄中的白利糖度。虽然这些技术准确且简单,但在大规模的检测时存在挑战,破坏性方法劳动强度大、耗时长,检测大量样本时会消耗大量资源。使用在线高光谱成像仪,可进行非接触式无损快速估算番茄的白利糖度。

图1 美国Headwall高光谱成像仪

2.方法

该研究包括了来自十七种精心挑选的樱桃型番茄品种的一百多个番茄(仍然附着在果穗上),样品放置于扫描台上,使用美国Headwall的MV.C VNIR(400-1000nm)和MV.C NIR(900-1700nm)两台高光谱成像仪同时进行扫描。然后在perClass Mira软件中进行分析,所有番茄都使用折射式糖度计进行了传统的、破坏性的白利糖度测量,基于两组光谱数据与白利糖度数值建立了一个回归模型。

图2 近红外结果的回归模型

使用不同波段的高光谱成像仪进行分析对比,NIR波段的模型精度更高,测试集上的平均预测误差约为 0.5 Brix 单位,使用10折法(10-fold Cross Validation)与留一法(leave on out)进行交叉验证,回归模型精度高,可以有效地应用于未见过的番茄品种。

图3 近红外结果的回归模型

当将回归模型应用于单个果穗上时,出现了一个显著但可预期的趋势(图4):在顶部(最先形成且最成熟的)观察到最高的白利糖度,而向下的(后形成且成熟度较低)番茄的值逐渐降低(味道较差)。考虑到消费者会吃掉果穗上的所有番茄,行业更倾向于小的白利糖度差值,使用本研究中的设备,这些信息可以在几秒钟内快速评估。

图4 单个果穗上的白利糖度分布与不同果穗上白利糖度差值

使用高光谱成像新技术可快速估计白利糖度水平和番茄果穗糖度差值的能力,在果蔬行业,可进行快速评估与质量控制,这是品牌产品所必需的能力要求。

3.Headwall公司介绍

Headwall公司专注于全反射式高光谱成像技术,其高光谱传感器广泛应用于遥感和工业机器视觉等市场,产品光谱覆盖400-1000nm、900-2500nm、900-1700nm、400-2500nm、670-780nm、220-380nm等波段。

来源:in点科技

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