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如何成為一名科研級的蘋果吃貨
蘋果從樹上采摘下來后隨時間會發生色澤、風味、芳香等方面的變化。GB/T 10651-2008 《鮮蘋果》國家標準中,把蘋果成熟度分為三類:即可采成熟度、食用成熟度和生理成熟度。一般來說,可通過感官判定蘋果的成熟度,但這種方法可能會破壞蘋果,并且與判定者的經驗又有很大關系,判斷的標準因人而異,也很容易引入人為誤差。
那能否在無損的情況下更科學地判定蘋果的成熟度呢?首先來看一下蘋果中的葉綠素。蘋果未成熟時果皮中的葉綠素含量很高,于是葉綠素的綠色便會遮掩黃色和紅色的花青素的顏色。當果實成熟時,葉綠素慢慢降解,花青素的顏色才能逐漸顯示出來。
由上可見,蘋果的成熟度與果中葉綠素的含量密切相關。要想科學地判定蘋果的成熟度,成為一名科研級的蘋果吃貨,分三步。
詳細步驟見以下分解。
下圖中測試的樣品為市面上購買的富士蘋果,將一個完整的蘋果直接夾持在SolidSpec-3700i樣品倉的積分球上,便可進行無損測定。SolidSpec-3700i具有落地式結構,無需擔心桌面振動對光學儀器測量造成的影響,*的3D光路設計及標準積分球配置,可輕松完成反射光譜的測試。
島津SolidSpec-3700i紫外可見近紅外分光光度計及內部圖片
測試得到蘋果的全反射光譜圖如下。圖中可見,位于680nm有一個吸收峰谷,此峰為蘋果中葉綠素的吸收峰,隨著存放天數的增加,葉綠素的吸收逐漸減弱,這是由于葉綠素在存放過程中慢慢降解引起的。
存放不同天數的蘋果反射光譜圖
(紅線: 0天;藍線: 7天;綠線: 14天;黑線: 21天;紫線: 28天;淺藍: 35天)
接下來我們分別采用了兩種多元變量分析的方法,即偏小二乘法和多元線性回歸的方法,對蘋果存放天數進行了計算。計算使用的數據范圍為450-750nm,選取了540nm、664nm和676nm三個點的數據生成了計算模型。
多元變量分析方法計算范圍及選取的波長點
采用以上方法計算得到的蘋果成熟天數及實際成熟天數的對比如下表所示。從表中可見,模擬計算的結果與實際結果的符合度較高,誤差僅為3天以內。