在番茄的品質(zhì)檢測中，大多數(shù)檢測是針對單一品質(zhì)指標(biāo)，很少能同時檢測番茄的綜合品質(zhì)。本研究為尋找可表示番茄綜合品質(zhì)的指標(biāo)，采用可見光和近紅外（Vis-NIR）高光譜成像技術(shù)，分別在綠熟期、轉(zhuǎn)色期、成熟期和晚熟期，對3個常栽番茄品種（‘圣羅蘭’、‘凱德雅麗1832’和‘愛綠士T147’）的果實(shí)進(jìn)行了圖像采集，并測定了其中的12個品質(zhì)指標(biāo)：果實(shí)的顏色指標(biāo)（L*、a*、b*、色度值、色調(diào)值、a*/b*）、硬度、番茄紅素、可溶性固形物、可溶性糖、有機(jī)酸和VC含量作為參考標(biāo)準(zhǔn)。

其次，通過分析不同指標(biāo)的變化趨勢及相關(guān)性，利用因子分析提出了綜合品質(zhì)指標(biāo)（CQI）。因子分析用于從12個番茄品質(zhì)指標(biāo)中尋找潛在和主導(dǎo)因子，用于番茄果實(shí)的綜合品質(zhì)評價。因子分析的合理性通過kaiser meyer olkin（KMO）和bartlett球形檢驗(yàn)進(jìn)行評估。開發(fā)因子的方差和特征值，生成因子得分表。

表1 各項品質(zhì)指標(biāo)的因子的成分矩陣

其中T是番茄紅素，F(xiàn)是硬度，C是色度值，H是色調(diào)值。

最后通過連續(xù)投影算法選擇特征波長，用于建立CQI預(yù)測的三個回歸模型。結(jié)果表明，多元線性回歸（MLR）模型RV2= 0.87，RMSEV = 1.33，RPD = 2.58取得了良好的性能。本研究表明，基于高光譜成像和化學(xué)計量學(xué)技術(shù)，可以無損預(yù)測番茄的綜合品質(zhì)，為番茄果實(shí)的最佳采收期的確定、果實(shí)分級、運(yùn)輸、貯藏和保鮮提供了技術(shù)支持。本研究提出的綜合品質(zhì)指標(biāo)（CQI）不僅綜合了番茄果實(shí)的內(nèi)外部品質(zhì)指標(biāo)，而且與番茄的成熟度具有一定的關(guān)聯(lián)性。

圖3高光譜數(shù)據(jù)分析過程

第一作者簡介：

邵園園，工學(xué)博士，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)副教授，碩士生導(dǎo)師。

主要研究方向：1、農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計，包括播種育苗移栽機(jī)械、免耕播種機(jī)械、秸稈后處理機(jī)械及蘋果、花生、甘薯收獲機(jī)械等。

2、機(jī)構(gòu)運(yùn)動與動力學(xué)優(yōu)化仿真；精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品檢測、圖像識別、高光譜圖像處理等。

參考文獻(xiàn)：Shao Y , Shi Y , Qin Y，Xuan G , et al. A new quantitative index for the assessment of tomato quality using Vis-NIR hyperspectral imaging [J]. Food Chemistry, 386(2022):132864.