检测苹果可溶性固体含量的方法

摘要

本发明提供一种检测苹果可溶性固体含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备苹果样品步骤；调节高光谱成像仪步骤；黑白版校正步骤；测量苹果样品的光谱反射率步骤；测量其他样品的光谱反射率步骤；用国标方法测定苹果样品可溶性固体含量步骤；建立数学回归模型步骤；以及苹果可溶性固体含量的测算程序化步骤。根据本发明所提供的检测苹果可溶性固体含量的方法，只需采用高光谱成像仪测得苹果的光谱反射率信息，带入线性回归模型中，即可计算得出该苹果的可溶性固体含量，因此该方法无需破坏苹果就可以快速准确地测算出苹果的可溶性固体含量。

主权项

一种检测苹果可溶性固体含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：准备苹果样品步骤，从一批苹果中抽取若干个苹果样品，将该苹果样品清洗干净，在0℃下保存至少12小时；调节高光谱成像仪步骤，将一个所述苹果样品放置在所述高光谱成像仪的水平位移台上，调节高光谱相机的高度和光源的强度以及矩形聚光透镜照射在所述苹果样品上的角度，使所述苹果样品表面处在所述矩形聚光透镜的焦平面处，调节所述矩形聚光透镜的景深，使所述高光谱相机能够拍摄到所述苹果样品整个曲面的清晰图像；黑白板校正步骤，移开所述苹果样品，保持所述光源的强度不变，将白板放置在所述焦平面处，记录所述白板在光波长为400～1000nm范围内的光谱反射率r₁，然后将所述矩形聚光透镜用黑板封闭，记录所述黑板在光波长为400～1000nm范围内的光谱反射率r₂；测量所述苹果样品的光谱反射率步骤，移开所述黑板和所述白板，将所述苹果样品放置在所述焦平面处，用黑板封闭所述矩形聚光透镜，记录样品黑板光谱反射率r₀，然后移开所述黑板，通过移动所述水平位移平台，扫描所述苹果样品的检测面，得到所述苹果样品在光波长为400～1000nm范围内的光谱反射率r_s，按如下公式校正所述苹果样品的光谱反射率r_s：式中R即为所述苹果样品校正后的光谱反射率；测量其他苹果样品的光谱反射率步骤，重复所述测量所述苹果样品的光谱反射率步骤，测量其他的苹果样品在光波长为400～1000nm范围内的光谱反射率，计算校正后的光谱反射率，计算所有的所述苹果样品在光波长400～1000nm范围内各个波长所对应的光谱反射率平均值，作光波长‑光谱反射率平均值曲线；用国标方法测定苹果样品可溶性固体含量步骤，采用国标ISO2173规定的水果和蔬菜制品可溶性固体含量的测定方法测定所有的所述苹果样品的可溶性固体含量；建立数学回归模型步骤，根据所述光波长‑光谱反射率平均值曲线在400～1000nm范围内选取至少37个特征波长，将该37个特征波长下所有的所述苹果样品校正后的光谱反射率与采用所述国标方法测得的相应的苹果样品可溶性固体含量进行关联，运用偏最小二乘回归法建立数学回归模型，以选取37个特征波长下的所述光谱反射率为例，得到数学回归模型如下：Y＝11.9607537294788‑0.143642520620794·X₁‑0.105863600481352·X₂+0.109246444282623·X₃‑0.254882848332586·X₄‑2.78691407831185E‑02·X₅‑7.86541002189555E‑02·X₆‑7.24996914024644E‑02·X₇‑0.144304439911315·X₈‑5.07006523779758E‑02·X₉+5.95223777462032E‑02·X₁₀‑5.62302521068629E‑02·X₁₁‑2.35601365841085E‑03·X₁₂‑5.21163682057966E‑02·X₁₃+1.83828562670345E‑02·X₁₄‑0.140737132450369·X₁₅‑0.049427159554811·X₁₆‑9.34192459275574E‑02·X₁₇+3.75959418377708E‑02·X₁₈+0.140441812259277·X₁₉+0.130902438187563·X₂₀+0.375000135236033·X₂₁+0.407714589795041·X₂₂‑0.245866506626271·X₂₃+0.129641648557972·X₂₄‑0.38961138317635·X₂₅‑0.210467060864052·X₂₆‑1.13028383697272E‑02·X₂₇+0.134858971155099·X₂₈+2.92203886573371E‑04·X₂₉+0.189169283541164·X₃₀‑0.219903013635167·X₃₁‑0.176347572189998·X₃₂‑3.82129235904802E‑02·X₃₃‑0.149341892845856·X₃₄+0.602969537823784·X₃₅+0.216166784146167·X₃₆+0.143622931484571·X₃₇，式中Y是苹果可溶性固体含量的模型预测值，X₁～X₃₇分别是所述苹果样品在所述37个特征波长下的校正后的光谱反射率；苹果可溶性固体含量的测算程序化步骤，将所述数学回归模型编写为MATLAB的计算程序，对其他任何苹果，只需将该苹果在0℃下保存至少12小时，采用所述高光谱成像仪测出所述苹果在光波长400～1000nm范围内的光谱反射率，提取所述37个特征波长下的光谱反射率，并输出为txt文件，在MATLAB中读入所述txt文件，并运行所述计算程序，即可计算得到所述苹果的可溶性固体含量。