【摘 要】
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猕猴桃含有人体需要的多种氨基酸以及维生素,因而具有丰富的营养价值。随着生活水平的改善,人们对品质的要求越来越高。糖分、硬度及含水率等指标是影响猕猴桃品质的主要因素,而近红外、高光谱技术是目前常用的无损检测方法。但是,猕猴桃内部结构较为复杂,传统的近红外光谱分析技术不能提供光在组织传播过程中吸收和散射的单独信息,使得光与组织相互作用时所携带的信息描述不清。为了了解猕猴桃吸收和散射特性的变化规律,及吸
【基金项目】
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十二五国家科技支撑项目（西部特果精选关键技术装备研发与集成示范2015BAD19B03）； 国家自然科学基金项目——外源性植物生长激素对猕猴桃果实光学特性的影响机理解析（No.31772065）；
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猕猴桃含有人体需要的多种氨基酸以及维生素,因而具有丰富的营养价值。随着生活水平的改善,人们对品质的要求越来越高。糖分、硬度及含水率等指标是影响猕猴桃品质的主要因素,而近红外、高光谱技术是目前常用的无损检测方法。但是,猕猴桃内部结构较为复杂,传统的近红外光谱分析技术不能提供光在组织传播过程中吸收和散射的单独信息,使得光与组织相互作用时所携带的信息描述不清。为了了解猕猴桃吸收和散射特性的变化规律,及吸收和散射特性与理化参数之间的相关性,本文搭建了猕猴桃组织光学特性参数检测系统;以‘华优’和‘海沃德’猕猴桃为研究对象,测量了生长和采后储藏过程中猕猴桃的光学参数（吸收系数、约化散射系数）、品质参数（总糖、总酸、硬度、含水率、可溶性固形物含量SSC）、物理参数（质量、横经和纵经）等指标;研究了猕猴桃吸收系数及约化散射系数的变化规律及其分别与总糖、总酸、硬度、含水率和SSC之间的相关性。本文的主要研究内容及结论如下:（1）根据单积分球技术搭建了猕猴桃组织光学特性参数检测系统,并对系统进行了验证。基于单积分球技术搭建了由积分球、光谱仪、光源等组成的光学参数测量系统,并采用光学参数已经被广泛公布的Intralipid溶液对本系统光学参数的检测性能进行了测试。（2）分析了生长期（盛花后30天至100天）‘华优’和‘海沃德’猕猴桃果肉和果皮组织的吸收系数和约化散射系数的变化规律。生长期猕猴桃果肉的吸收系数在673nm、975nm、1400nm波段附近有吸收峰,且在673nm波段处,吸收系数随猕猴桃的生长呈下降趋势;生长期猕猴桃果肉的约化散射系数光谱与吸收系数光谱相比更平坦,且峰值不明显;‘华优’猕猴桃果肉在550～700nm、950～1650nm波段范围内,其约化散射系数随猕猴桃的生长呈上升趋势;猕猴桃的约化散射系数远大于其吸收系数,猕猴桃为高散射性物质;生长期猕猴桃果皮的吸收系数和约化散射系数均高于果肉,尤其在550～670nm波段范围内,果皮的约化散射系数约为果皮吸收系数的5～10倍。（3）研究了生长期猕猴桃理化参数的变化规律,分析了生长期果肉的光学参数与理化参数之间的相关性。结果指出,对于‘华优’猕猴桃,其吸收系数与总糖和含水率的最好相关性出现在688～695nm（叶绿素敏感区）,相关系数分别为-0.73和0.66,其次出现在1400nm附近（水敏感区）,相关系数分别为-0.66和0.62;在690nm和1090～1340nm波段范围内,其果肉的约化散射系数与总糖和含水率的相关性较好,相关系数分别为0.83和-0.70,及0.83和-0.75。对于‘海沃德’猕猴桃,在1090～1340nm波段范围内其约化散射系数与总糖和含水率的相关性最好,相关系数分别为0.66和-0.84（4）分析了采后储藏期（采后14天至84天）‘华优’和‘海沃德’猕猴桃果肉和果皮组织的吸收系数和约化散射系数的变化规律。储藏期‘华优’和‘海沃德’猕猴桃果肉的吸收系数变化趋势相同,在673nm、975nm、1180nm和1400nm波段附近均有明显的峰值;猕猴桃果肉的约化散射系数随着储藏期增加呈下降趋势,与生长期约化散射系数的变化趋势相反;储藏期猕猴桃果肉的约化散射系数约为其吸收系数的3～5倍。（5）研究了采后储藏期猕猴桃理化参数的变化规律,分析了储藏期果肉的光学参数与理化参数之间的相关性。结果指出,对于‘华优’猕猴桃,其吸收系数与总糖的最好相关性出现在702nm（R=-0.53）、与硬度（R=0.45）和含水率（R=0.37）最佳相关性出现在660～670nm波段范围内,在950～1350nm波段范围内,约化散射系数与SSC和硬度的相关性最高,相关系数分别为-0.88和0.79。对于‘海沃德’猕猴桃,其吸收系数与含水率和硬度的最好相关性出现在715nm和1650nm附近,相关系数分别为0.4和-0.47。在950～1358nm波段范围内,约化散射系数与含水率和硬度的相关性最高,分别为0.74和0.77。本研究结果说明,猕猴桃果肉的光学参数随着猕猴桃的成熟而发生变化。生长期中光学参数与理化参数的相关性优于采后储藏期,而且约化散射系数与理化参数的相关性优于吸收系数。本文的研究结果对于了解果品的光学参数与理化特性的关系及对开发果品品质无损检测仪具有一定的指导作用。
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