[发明专利]一种基于近红外光谱的寒富苹果品质无损检测方法

说明书

技术领域

本发明属于农产品光谱分析、检测技术领域，涉及一种基于近红外光谱的寒富苹果品质无损检测方法，具体是一种苹果内部品质的检测方法，特别是寒富苹果糖度、酸度、质地（硬度或脆度）的检测方法。

背景技术

寒富苹果是以冬光和富士为亲本杂交而成的抗寒优质大苹果品种（李怀玉,乔凤岐.寒富苹果的育成及其社会效应[J].沈阳农业大学学报,1998,01:37-40.）。其果形短锥圆正，色彩红艳，外形美观，果实平均重量均在250g以上，最大可达900g，是单果重量较大的品种之一，其各项营养元素含量与鲜食优质果富士不相上下。但寒富苹果出汁率高于富士、国光、红星、黄元帅等其它苹果品种。

寒富苹果密植性强，尤其抗寒性明显超过国光等大型果，同时具有抗粗皮病、抗早期落叶病和抗蚜虫等特点。果实成熟较其他苹果品种早，有利于果实营养累积和树本恢复（苏秀丽.抗寒优质果树绿化新品种——寒富苹果[J].国土绿化,2008,01:54-55.）。自1997年培育问世以来，深受消费者青睐和果农大量种植。寒富苹果因其酸甜爽口、香甜酥脆，是备受北方人和欧洲人喜爱的一种鲜食水果。除了具有良好的鲜食品质以外，寒富苹果因其含酸量较高，是加工果酒、果汁、果醋和苹果罐头等产品的上好原料，所以近几年寒富苹果的市场需求量在不断攀升。

寒富苹果年出口量仅占总产量的3%左右，略高于全国苹果出口量仅占生产总量的1.5%的水平，制约着我国苹果出口主要原因是检测技术落后。采收后苹果大小、着色、成熟度、品质和商品性差异较大，应根据不同的用途进行检测和分级，而我国目前的苹果检测结果低于国际市场的标准，导致无法与国际其他国家品牌竞争。苹果附加值增加、苹果商品化和产业化等问题已逐渐成为制约苹果发展中的瓶颈问题，在检测过程中，对苹果进行实时检测，观察其生长信息具有实用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用可见/近红外光源针对寒富苹果内部品质进行无损检测的方法，该方法利用USB2000+近红外光谱仪和SpectraSuite光谱采集软件在480nm—900nm特征波段范围内对样品进行光谱采集，在光纤探头与参考板距离为24~42mm时的强度光谱作为参考光谱，照射颜色面按果品阴阳面比例、照射纬度在40°N~40°S范围内、具有表面特征特征（颜色、斑点、凹凸）的区域作为光谱采集点，得到的苹果反射率信息较完整且有代表性。利用光谱技术在检测平台上，可实现寒富苹果内部品质的无损检测，能够对寒富苹果中糖度、酸度、质地（硬度和脆度）进行快速分析，并可对寒富苹果品质进行预测，且可直接显示品质预测值，预测精度满足实际生产要求，该试验平台操作方法简单、易于控制、检测精度高。本发明可用于水果品质的在线检测分级。

采用的技术方案是：

一种基于近红外光谱的寒富苹果品质无损检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）待测样品的预处理：所有待测样品在采摘后检测前需放入自然冷源保鲜库中保存。从保鲜库中取出样品后实测前需对样品进行人工检查，确保样品表面没有变质情况，包括明显缺陷、腐烂和霉变。

（2）样品的光谱信息采集：

（2.1）扣除环境暗光谱：将满足以上筛选要求的待测样品置于非光谱采集区域，将设备连接，待光源温度稳定、发射出的近红外光波段的光平缓、稳定后，得到此时环境光谱曲线，此时扣除环境暗光谱，得到校正后的暗箱环境光谱。

（2.2）储存参考光谱：扣除暗光谱后将反射参考板放入平台内升降台光谱采集区域中，进行参考光谱的测定，在光线照射区域内移动反射参考板，观察光谱强度曲线随参考板位移变化的情况，待光谱强度处于3000—5000counts之间、光谱曲线清晰平稳、无明显跳动、无溢出、无失灵现象时，得到样品原始光谱曲线。

（2.3）光谱信息的采集：将反射参考板移出光谱采集区，移入待测样品，调节升降台使得反射参考板与光纤探头距离与上步骤相同、保持其他参数不变，照射颜色面按果品阴阳面比例进行采集，得到样品光谱曲线以及光谱数据。

（3）数据的整理及模型的建立：将得到的光谱文本数据统一整理输入Unscrambler9.7软件，通过对光谱信息的预处理找到模型综合判定系数最高的建模方法，建立预测模型后再利用软件中偏最小二乘回归的算法工具，对于模型进行最后的修正，得到最终的预测模型