[发明专利]苹果贮藏期的快速预测方法及系统、气调贮藏监控系统

说明书

本发明属于苹果贮藏技术领域，公开了一种苹果贮藏期的快速预测方法及系统、气调贮藏监控系统，采用基于遗传支持向量机的苹果成熟度分类建模方法，实现多元大样本数据分类，建立苹果贮藏时间预测的成熟度无损分类模型；以入库成熟度、实时多元感知环境因子信息为输入，构建非线性动态神经网络的贮藏期成熟度时序动态预测方法，实现贮藏时间目标值动态预测。本发明提出基于贮藏期成熟度时序变化规律的最佳贮藏时间预测方法，建立基于多传感器融合的贮藏时间动态预估系统，为苹果高效贮藏与保鲜提供定量基础和方法支撑。

技术领域

本发明属于苹果贮藏技术领域，尤其涉及一种苹果贮藏期的快速预测方法及系统、气调贮藏监控系统。

背景技术

苹果是世界温带地区的主要果树作物，2015年，中国苹果栽培面积3500万亩左右，产量4261.34万吨，面积和产量均居世界第一，但鲜苹果出口量为83.3万吨，仅占我国苹果总产量的1.9％，在国际上的市场占有率与我国苹果生产大国的地位极不相符。现有苹果采后大部分都贮藏起来以满足季后供应，其贮藏量占总产量的比重高达80％，但是随着贮藏时间的延长，贮藏果实完成后熟过程，发生一系列生理变化，导致苹果的质地从酥脆多汁变得绵软，严重影响了食用价值与商品价值。苹果果实在采后贮藏期间，受多种贮藏环境因子影响，其内部仍继续进行着成熟过程，物理化学和生理参数都在不断变化。果实贮藏后熟阶段，果实进行呼吸作用，消耗果实本身的有机物，又进一步加速果实后熟变软过程，导致果实品质下降，因此，在后熟过程中，控制果实的呼吸强度是延迟果实跃变期、保持果实品质、延长贮藏期的重要措施。温度是影响果实呼吸强度的重要因素之一，当贮藏温度高时，呼吸代谢酶的活性增强、生化反应速率加快、呼吸作用强度增加，不仅促进呼吸代谢，而且还促进与果实成熟和衰老相关的代谢过程发生。研究表明，贮藏环境的相对湿度，对果实后熟特性和品质有显著的影响。另外，贮藏环境气体中的氧和二氧化碳浓度可抑制苹果果实的呼吸强度和乙烯的催熟作用；而低氧抑制呼吸主要因为减少呼吸过程最后一步电子的氧化，抑制了电子传递链与氧化磷酸化相伴而生的ATP产生，从而降低了代谢活性。可见，苹果采后贮藏保鲜多种环境因子的相互作用共同决定着其后熟过程生理特性变化和果实的保鲜品质。因此，如何实现苹果成熟度的无损检测，基于不同成熟度果实，融合动态贮藏多环境因子与苹果贮藏后熟过程动态特性变化的品质检测预估模型，对于准确预测苹果最佳贮藏时间，保证其商品性尤为重要。

综上所述，现有贮藏品质方法存在诸多缺点和不足：1)贮藏过程的成熟度均采用理化抽检的方式，理化测定结果准确，但是操作复杂、对果品进行破坏性测定，不适用于对全贮藏果品检测；2)果实贮藏环境多因子互做与果实品质和生理特性关系考虑不足，可能导致出库过早，果实未完成后熟，果品食用不甜、太硬；或是出库过晚，果实已完全熟过，品质下降，食用太绵，水分过少，同时将会增加贮藏过程果品病害率发生，导致贮藏量损失。

通过本发明方法，可以在果品采收后对果品按成熟度进行分级，实现按果品的成熟等级进行分批贮藏；与此同时在贮藏过程实时监测贮藏环境因子的变化，可对果品不用进行破坏性理化测定，就可推测出果品在特定贮藏环境下后熟过程的变化，了解到果品在贮藏条件下的品质变化信息，实时进行反馈，预测出果品的最佳出库时间。工作人员在最佳出库时间前后一两天对果品出库，能够保证出库的果品食用口感佳，病害率低，产量损失少。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种苹果贮藏期的快速预测方法及系统、气调贮藏监控系统。

本发明是这样实现的，一种苹果贮藏期的快速预测方法，所述苹果贮藏期的快速预测方法基于可见/近红外光谱检测技术，利用获取的苹果反射光谱数据，以及实测的苹果硬度、总糖含量、可滴定酸度含量，利用如下公式(1)，建立了基于遗传支持向量机分析方法的成熟度分类模型。

式中，RPI为成熟指数，F为硬度，TA为总糖含量，TSS为可滴定酸度含量。

以入库成熟度、实时多元感知环境因子信息为输入，采用非线性动态神经网络的贮藏期成熟度时序动态预测方法，实现贮藏时间目标值动态预测。