一种桃果实冷害无损检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种桃果实冷害无损检测方法，属于农产品采后检测和控制技术领域,其特征在于：包含以下步骤：①制备标签，标签包括有中部设置有通孔的标签本体；②在待检测的桃果实非红色区域即绿色或黄色区域贴上步骤①中的标签；③采用光照法对桃果实进行光照处理；④色差仪测定：开启色差仪，记录数据a*值；⑤分析数据，记录桃果实的a*值，以确定桃果实的冷害及其程度。与现有技术相比，本发明具有如下优点：利用冷害桃果实对光照敏感这一生理特性，将内部的冷害症状转变为外观色泽变化，为桃果实冷害检测提供了一种直观、处理时间短、准确度高的无损检测方法。此方法可以用于桃果实流通过程中各环节的冷害检测，具有重要的生产意义。
【专利说明】
一种桃果实冷害无损检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种食品检测技术，尤其涉及桃果实冷害无损检测方法，属于农产品 采后检测和控制技术领域。
【背景技术】
[0002] 桃，为蔷薇科，桃属，桃亚属的核果类果实。因色泽艳丽、香味浓郁、营养丰富，深受 广大消费者喜爱。桃属于典型的呼吸跃变型果实，采后呼吸旺盛，后熟软化迅速，极易腐烂 变质，常温贮藏期极短。低温是延缓桃果实后熟软化，延长贮藏期的有效措施，但桃果实在 低温下易发生冷害。冷害症状包括果肉褐变、木质化或絮败、风味变淡、出汁率下降、货架期 不能软化后熟等。冷害果的食用价值大幅降低，严重影响其商品价值。目前的研究表明，2.2 ~7.6°C是桃果实冷害发生的最敏感温度带，较多研究表明，5°C条件下桃果实最易发生冷 害，建议温度为〇°C或者冰温(冰点~0°C)贮藏。一般果蔬如香蕉，冷害临界点温度为11°C， 适宜贮藏温度为13-15 °C，控制贮藏温度可避免冷害的发生。桃果实适宜温度0 °C或者冰温， 低于冷害临界点温度，无法通过控温的方法避免冷害的发生。虽然桃果实最适贮藏温度比 较明确，但其贮藏期却只能凭经验进行判断。这主要是由于桃果实冷害症状表现具有滞后 性，即使低温下已发生冷害，大多只能在出库后货架期才会显现出来，此时造成的损失己无 法挽回，因此，实现对初期冷害果实的检测具有很大的经济意义。另一方面冷害的发生在内 部，外观却与正常果无异，无法从表面直接判断，不像香蕉冷害后果皮会褐变。传统的桃果 实冷害评价方法，是一种破坏性检测，先将桃果实货架期放置3d(72h)，然后切开桃果实，通 过观察内部结构，如果肉发绵、发硬、褐变等症状，根据其症状及程度来判断冷害及其程度， 或者通过出汁率或褐变度等指标进行评价。破坏性检测后桃果实已丧失商品性，无法在生 产上应用。也因此，无损检测准确辨别冷害果和正常果至关重要，既可以避免冷害果进入销 售环节，也可以使正常果继续低温贮藏，最大化冷藏期。
[0003] 申请号为201310409795.7(公开号为CN103439270B)的中国发明专利《一种高光谱 图像检测桃果实早期冷害的方法》正是基于以上技术需求公开的一种无损检测方法。先取 出果实并置于货架条件3天后，采集半透射高光谱图像，进行数据分析和冷害判断。只是高 光谱检测处理时间为3天时间，冷害症状已完全表现出来，如褐变、发绵、风味下降等。虽然 可判断冷害，却无法提前预防和及时处理，无法避免冷害果进入销售环节。因而冷害的检测 还迫切需要一种进入货架期前即可判别的无损检测方法。实验研究发现桃果实冷害症状形 成过程中，除了表现出前文所述冷害症状外，冷害桃果实对光照变得极为敏感，光照处理后 果皮色泽会逐渐变红，甚至暗红。而正常果对光照敏感性弱，短时间的光照果皮不变红或仅 略微变红。因此，利用冷害桃果实对光照极度敏感这一生理特性，将桃果实内部冷害症状转 变成了外观色泽变化，为桃果实冷害及其程度判断提供了一种新型无损检测方法。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有科学问题及技术现状而提供一种利 用光照无损检测方法，借以区分桃果实冷害及其程度，即先对待测桃果实进行光照处理，再 以精密色差仪为工具，对其进行检测采集数据，然后依据冷害判断标准对桃果实冷害及其 程度进行评价。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:该桃果实冷害无损检测方法，其 特征在于:包括下列步骤：
[0006] ①制备标签，所述标签包括有标签本体，所述标签本体设置有通孔；
[0007] ②在待检测的桃果实非红色区域即绿色或黄色区域贴上步骤①中的标签；
[0008] ③采用光照法对桃果实进行光照处理，所述的光照处理中光照强度为1000-50001ux，光照时间为6-24h;
[0009] ④色差仪测定:开启色差仪，用标准黑腔对色差仪进行全黑校准，校准完成后用标 准白板进行全白校准，校准完成后，选择漫反射光源，此时选用白板作为样品测定，保存样 品值;然后对准步骤②中待检测桃果实上标签的通孔处进行测定，记录数据a*值；
[0010] ⑤分析数据，记录桃果实的a*值，以确定桃果实的冷害程度。
[0011] 优选地，所述的光照法光照强度为400011^，光照时间为61!。当光照强度为 100011^、200011^、300011^、400011?、500011?处理色泽达到稳定所需时间分别为2411、1811、 12h、6h、6h(详见附图1)。从图中能看出，随着光照强度的增加，色泽达到稳定所需时间就 短，而同样地在达到色泽稳定的6h里，所需的光照强度为40001UX和50001UX，因此作为优 选，选用光照强度40001UX，光照时间为6h。光照处理后，冷害桃果实色泽逐渐变红，正常果 无明显色泽变化，且冷害程度与红色的深浅程度一致。本发明就是利用这一生理特性对桃 果实进行冷害区分和程度评价。
[0012] 具体地，桃果实冷害程度的判断标准为a*<0，绿色或黄色，判断为0级，为正常果， 可以继续贮藏，也可销售或加工;0〈a*<5，微红色，判断为0级，为正常果，不可继续贮藏，但 可销售或加工;5〈a*<10为轻度冷害果，浅红色，判断为1级，不可继续贮藏或销售，但可用 于加工；10〈a*<15,深红色，为中度冷害果，判断为2级，不可继续贮藏或销售，勉强可用于 加工;a*>15,暗红色，为重度冷害果，判断为3级，已失去食用价值和商品价值，不可贮藏、销 售或加工。
[0013] 与现有技术相比，本发明的优点在于利用光照法与色差仪法相结合的方式，通过 评价标签通孔处的桃果实色泽来判断冷害及其程度。利用冷害桃果实对光照敏感的这一生 理特点，采用光照法处理桃果实，检测方法在不破坏桃果实完整性，可以提前判断冷害及其 程度，相对于传统破坏性检测，最大的优点在于检测时间较早，可以有效避免冷害果进入销 售环节，而采用色差仪法对桃果实进行冷害及其程度进度评价相比主观分级评价法，主要 由于人的经验和色感的不同，对色泽的评价和冷害程度评价也会有所不同，结果也会因人 而异，很难得到统一的标准结果，所以人工法误差相对较大，而利用色差仪法进行冷害程度 的评价，客观，测量方便，快捷，结果重复率高，测量误差小;利用光照法与色差仪法相结合 的方式，与传统的人工检测方法相比较，本发明的优点在于该检测方法是一种无损检测方 法，无需切开桃果实，检测后正常果仍具有商品性，且处理时间较短，最短仅需6h即可判断 冷害与否，而此时冷害果内部冷害症状还未完全表现，虽失去鲜销价值，但仍具有加工价 值，可避免损失的进一步扩大。
【附图说明】
[0014] 图1:本发明中光照强度和光照时间对冷害桃果实a*的影响结果图；
[0015] 图2:本发明中标签的结构示意图（其中，1为通孔，2为标签本体，3为冷害定性条，4 为冷害级别比色阶）；
[0016] 图3:本发明中利用光照处理法检测桃果实冷害示意图（其中，5为日光灯，6为桃果 实，7为标签）。
【具体实施方式】
[0017]以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0018] 本发明的桃果实以"湖景蜜露"水蜜桃为例，挑选色泽相近、无病虫害、无机械伤的 果实;色差仪的型号:DC-P3型全自动测色色差计，生产厂家:北京市兴光测色仪器公司。
[0019] 实施例1光照法和色差仪相结合
[0020] 本发明通过实例得到的结果，作光照法和传统法冷害程度的相关性分析，说明光 照法可以用于冷害判断。采用本发明方法用于桃果实冷害无损检测，该方法包括以下步骤：
[0021] (1)样品准备:0°C贮藏15、30、45d时，分别取桃果实30个，以经验判断15d桃果实为 正常果、30d部分冷害且程度较轻，45d基本完全冷害，且程度较重。在待检测的桃果实非红 色区域(绿色或黄色区域)贴上标签，其上留有约lcm的圆形孔(略大于色差仪测量口径），并 标有冷害级别色阶和冷害定性条。为了更好进行对比分析，对各个桃果实进行编号。
[0022] (2)光照法处理：将桃果实置于室温下，采用日光灯光照处理，光照强度为 40001UX，光照时间为6h，可观察到前部分桃果实会逐渐变红，之后继续光照处理红色程度 不再继续增加(如图1和3所示）。
[0023] (3)色差仪测定:①预热：把探头放在任何一种表面干净的白色物体上，按下右上 角的电源开关，这时探头灯亮，并倒数计时，表示处于预热阶段。预热后显示〈ZERO〉表示预 热完成，可以调零;②调零:探头底下放黑筒，按"调零"键，鸣"嘟"，几秒种后又鸣"嘟"，并显 不〈WHITE〉;③调白：探头底下放标准白板，按"调白键，几秒种后显不〈MEASU〉，表不可以测 量;④测定:将待测的桃果实特制标签圆孔处对准色差仪探头，按"测量"键，鸣"嘟"，几秒种 后又鸣"嘟嘟嘟"，显示色差值L*、a*、b*值。
[0024] (4)冷害及程度判断标准:根据圆孔处a*值大小对桃果实的冷害及程度进行评价： 冷害标准为:a*< 5，判断为正常果;a*>5判断为冷害果。
[0025] 冷害程度标准为:a*值<0，判断为0级，为正常果;0〈a*<5，判断为0级，为正常果； 5〈a*<10,判断为1级，为轻度冷害果;10〈a*<15,判断为2级，为中度冷害果;a*>15,判断为 3级，为重度冷害果。
[0026] (5)传统法判断：将已测定色差的桃果实，继续室温下贮藏48h(合计72h)，切开桃 果实，观察内部症状，测定桃果实出汁率和褐变度，综合判断冷害及程度。出汁率测定采用 离心法测定，先将桃果实果肉切片，放入预先放置吸水纸的离心管中，3000rpm离心10min， 再取出果肉，分别放入果肉前后和取出果肉前后质量，以出汁率=[取出前质量-取出后质 量]/[放入后质量_放入前质量]*100%。褐变度的测定采用比色法，取2g果肉，加入5ml缓冲 液，1 〇〇〇〇g离心1 Omin后，取上清液，测定OD420 〇
[0027] (6)相关性分析：
[0028] 本申请通过实施例得到的结果，做数值的相关性分析，说明a*值能表示桃果实的 冷害程度。试验结果如下：
[0029] 表1:光照法相关因素的相关性分析
[0031 ] 注:*表示显著，**表示极显著。
[0032]由表1可以看出，色差仪所测得的色差值L*、a*和b*，其中，a*与传统法上表示桃果 实冷害的褐变度、出汁率和冷害级别之间的相关性达到极显著(P〈〇.01)，且高度正相关;而 L*仅与褐变度达到显著相关，b*与褐变度和出汁率和冷害级别无明显相关性(p>0.05)。 [0033]故，从表1能够看出，光照法能作为冷害级别判断的方法，并且a*值与桃果实冷害 的褐变度、出汁率和冷害级别之间的相关性达极显著，a*值可以表示桃果实的冷害程度。 [0034] (7)判断结果：以传统法的判断方法和准确率为标准，而利用光照法和色差仪结合 的方法(冷害级别0桃果实作为正常果，级别1、2、3的桃果实作为冷害果），对比传统法和光 照法，光照法所得结果如表2所示，桃果实的冷害判断结果正确率高达96.7 %。从上述判断 结果可以看出，采用光照法与传统法判断的冷害级别间达到极显著(P〈〇.01)，且高度正相 关如表3所示。因而表明，光照法与传统法对桃果实冷害的测定结果高度一致，可以采用光 照法判断桃果实的冷害及程度。
[0035]表2光照法判断结果
[0038] 表3:光照法与传统法的相关性分析
[0039]
[0040] 由表3可以看出，光照法与传统法一致，都与冷害级别具有相关性，说明光照法能 作为冷害级别判断的方法。
[0041] 实施例2:特制标签的应用
[0042] 本发明通过实例得到的结果，说明特制标签的应用有效排除原果皮色泽对结果的 干扰，可以提高桃果实冷害的判断准确度。采用本发明方法用于桃果实冷害无损检测，该方 法包括以下步骤：
[0043] (1)样品准备:取0 °C贮藏30d的桃果实20个，特制标签粘贴同实施例1。
[0044] (2)光照法处理:将桃果实置于室温下，采用日光灯光照处理，光照强度40001UX， 光照时间为6h。
[0045] (3)色差仪法判断：同实施例1。除测定特制标签圆孔处a*外，同时测定标签相对果 皮点位的a*，作为无特制标签对照。
[0046] 冷害及程度判断标准:同实施例1(4)。
[0047] (4)判别结果:如表3所示。
[0048]表3特制标签对冷害判断结果的影响
[0051] 由上表可以看出，特制标签的桃果实9号出现了误判现象，测得桃果实a*值为4.2， 判断为1级，而传统法判断为1级，准确度为95.0%。而无特制标签的桃果实3号、12号、20号 桃果实出现误判现象，使得准确度下降至85.0%。其中发现误判现象多为0级误判为1级。这 是由于桃果实本身由顶部开始至果身会带有鲜艳的红色，对于结果的判断会产生一定的影 响。使得未变红的果实误判为变红，而又将未变红的误判成变红，降低了判断准确定。而采 用特制标签可以排除原有红色的影响，提高判断的准确定。
[0052] 实施例3:色差仪法和人工法对判断结果的影响
[0053]人工法判断，其步骤包括如下：
[0054] (1)制备标签，标签包括有中部设置有通孔的标签本体，而通孔的下方位置设置有 冷害定性条和冷害级别比色阶，其中，冷害定性条包括三种标准色系，其在冷害定性条上的 分布为绿色、黄色和红色;而冷害级别比色阶设置在冷害定性条的下方，包括有6种色阶，I、 11、111、1￥、￥、￥1，色阶1对应相应的绿色，色阶11对应相应的黄色，色阶111、1￥、￥和￥1对应 相应的红色且颜色由浅至深，分别为微红色、浅红色、深红色和暗红色(标签的具体结构见 图2);
[0055]标准冷害定位条由黄至红，在进行比色时按照如下规则确定桃果实冷害程度，其 中色泽浅于或等于绿色，规定冷害级别为〇;色泽浅于或等于黄色，规定冷害级别为〇，色泽 浅于或等于微红色，规定冷害级别为〇，即绿色、黄色或微红色判断为〇级，为正常果，不可以 继续贮藏、但可销售或加工;色泽浅于或等于浅红色时，规定冷害级别为1，为轻度冷害果， 不可继续贮藏或销售，但可用于加工;色泽浅于或等于深红色时，规定冷害级别为2,为中度 冷害果，不可继续贮藏或销售，勉强可用于加工;色泽浅于或等于暗红色时，规定冷害级别 为3,为重度冷害果，已失去食用价值和加工价值，不可贮藏、销售或加工。
[0056] (2)比色，将光照处理后的桃果实通孔处的色泽与标签的冷害定性条和冷害级别 比色阶进行比色，依据桃果实通孔处的色泽以人工判断桃果实冷害及冷害程度。
[0057]本发明通过实例得到的结果，说明色差仪法因不受评价人员经验和色感强弱等主 观因素的影响，可以有效的提高冷害判断的准确度。
[0058] 取0°C贮藏30d左右的桃果实果实20个，按贮藏经验可知，部分发生冷害。40001UX 光照处理6h。分别采用色差仪法和人工法判断冷害级数。
[0059] (1)样品准备:取0 °C贮藏30d的桃果实20个，特制标签粘贴同实施例1。
[0060] (2)光照法处理:将桃果实置于室温下，采用日光灯光照处理，光照强度40001UX， 光照时间为6h。
[0061] (3)色差仪法：同实施例1。除测定特制标签圆孔处a*外，同时测定标签相对果皮点 位的a*，作为无特制标签对照。
[0062]冷害及程度判断标准：同实施例1(4)。
[0063] (4)人工法:根据特制标签圆孔处色泽，并依据特制标签上冷害级别色阶和冷害定 性条，判断桃果实冷害及其程度。
[0064] 人工法冷害判断标准：绿色、黄色或微红色，为正常果；浅红色、深红色、暗红色为 冷害果。
[0065]人工法冷害程度判断标准：绿色或黄色，判断为0级，为正常果；微红色，判断为0 级，为正常果;浅红色，判断为1级;深红色，判断为2级，为中度冷害果;暗红色，判断为3级， 为重度冷害果。
[0066] (5)判别结果:如表4所示。
[0067]表4色差仪法和人工法对判断结果的影响
[0070]由上表可以看出，色差仪法判断的桃果实冷害6号桃果实a*值为5.2,判断为1级， 但以传统法判断为〇级，正常果，发生误判现象，20个果实中仅这一桃果实出现误判现象，总 体正确率高达95%。但是人工法判断的桃果实6号、9号、11号、14号桃果实都出现误判现象， 使得正确率下降为80%。这主要是由于人工法受到评价人员经验和色感强弱等主观影响的 因素，因而优选宜选择色差仪法判断，更为客观和准确。
【主权项】
1. 一种桃果实冷害无损检测方法，其特征在于:包括下列步骤： ① 制备标签，所述标签包括有标签本体，所述标签本体设置有通孔； ② 在待检测的桃果实非红色区域即绿色或黄色区域贴上步骤①中的标签； ③ 采用光照法对桃果实进行光照处理，所述的光照处理中光照强度为1000-50001UX， 光照时间为6-24h; ④ 色差仪测定:开启色差仪，用标准黑腔对色差仪进行全黑校准，校准完成后用标准白 板进行全白校准，校准完成后，选择漫反射光源，此时选用白板作为样品测定，保存样品值； 然后对准步骤②中待检测桃果实上标签的通孔处进行测定，记录数据a*值； ⑤ 分析数据，记录桃果实的a*值，以确定桃果实的冷害程度。2. 根据权利要求1所述的桃果实冷害无损检测方法，其特征在于:所述的光照法光照强 度为40001ux，光照时间为6h。3. 根据权利要求1或2所述的桃果实冷害无损检测方法，其特征在于:所述的通孔为略 大于所述色差仪测量口径的圆形通孔。4. 根据权利要求1所述的桃果实冷害无损检测方法，其特征在于:所述的冷害程度的判 断标准为a*<0,绿色或黄色，判断为0级，为正常果，可以继续贮藏，也可销售或加工;0〈a* <5，微红色，判断为0级，为正常果，不可继续贮藏，但可销售或加工;5〈a*< 10为轻度冷害 果，浅红色，判断为1级，不可继续贮藏或销售，但可用于加工；l〇〈a*< 15，深红色，为中度冷 害果，判断为2级，不可继续贮藏或销售，勉强可用于加工;a*>15,暗红色，为重度冷害果，判 断为3级，已失去食用价值和商品价值，不可贮藏、销售或加工。
【文档编号】G01N21/25GK106053353SQ201610339086
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月20日
【发明人】尚海涛, 凌建刚, 朱麟, 康孟利, 俞静芬, 林旭东, 崔燕, 乌翛冰, 俞越
【申请人】宁波市农业科学研究院