高光谱技术在芒果品质检测中的应用

高光谱技术在芒果品质检测中的应用方式：

1. 成熟度评估：高光谱技术可以通过分析芒果表面的光谱数据，准确识别芒果的成熟度水平。成熟度可通过测量芒果的色泽和味道来判断，而高光谱技术可以通过分析不同波长的光谱数据，提供更为客观准确的成熟度评估指标。

2. 糖度和酸度测量：高光谱技术可以通过分析芒果的光谱数据，推断其糖度和酸度水平。芒果的糖度和酸度是判断其口感和甜度的重要指标，通过高光谱技术可以快速测量大量样品，提供准确的糖度和酸度测定结果。

3. 纤维含量分析：高光谱技术可以通过分析芒果的光谱数据，推断其纤维含量。芒果的纤维含量会对食用口感产生影响，通过高光谱技术可以进行快速、非破坏性的纤维含量分析，为芒果的食用和加工提供科学依据。

4. 病虫害检测：高光谱技术可以通过分析芒果叶片或果实的光谱数据，帮助识别病虫害的存在与程度。不同的病害和害虫会对芒果的品质产生不同程度的影响，通过高光谱技术可以提前检测病虫害的存在，采取相应的防治措施，保证芒果的品质和产量。

高光谱技术在芒果品质检测中的应用研究

我们使用了一种高光谱相机，其波长范围在400-1000nm之间。这款相机是由Sinespec赛斯拜克科技有限公司生产的SP130M产品，用于此研究。该相机的波长分辨率优于2.5nm，可以达到1200个光谱通道。全谱段的数据采集速度可达128FPS，而在波段选择后，最高可达3300Hz（支持多区域波段选择）。

本文选取市场上最常见的芒果品种“台农一号”作为实验样品，该品种在广西、广东、海南、华南地区最为流行。我们选择了外观无明显缺陷和损伤的45个“台农一号”芒果，其中30个用作校正集样品，15个用作验证集样品，编号后放置在5摄氏度的冰箱中储藏。为确保检测数据的科学性和准确性，我们努力缩短芒果的采摘到检测的时间，并确保芒果样品的温度与周围环境温度一致，以避免温度差异导致模型误差的产生。

图5

在开始试验之前，将芒果从冷藏柜取出并放置在室温下，待其达到与室温相同的温度。使用潮湿的细腻毛巾擦拭芒果的表面，以去除表面的泥土，以免污垢影响实验数据。选取芒果果体赤道部位的两个点作为光谱仪器检测的地方，并按照顺序对芒果进行标号。在光谱仪器检测的部位之外，在果皮上进行标号时要注意不影响实验。例如，在第一号样品的正面标上"A1"，反面标上"B1"，第二号样品的正面标上"A2"，反面标上"B2"，依此类推，如图6所示。

图6

将芒果进行近红外光谱数据测定后，使用光谱仪器得到的数据存储在Excel表格中，方便后续处理。由于仪器本身会产生噪声，导致光谱图像出现震荡，故需要去除无效波段，并选择520～770nm波长范围内的数据进行分析。

在检测过程中，发现有3个异常样品，需要剔除后得到29个芒果校正样品集和13个芒果验证样品集。校正样品集共有58组光谱数据，验证样品集共有26组光谱数据。将校正样品集的光谱数据导入专业光谱数据分析软件，可以得到光谱数据的原始图像。其中，横坐标表示波长数，纵坐标表示漫反射率。

图7

高光谱技术在芒果检测中的应用主要有两个方面：首先是检测芒果内部空心的情况。芒果内部空心会造成口感不好和膨胀变形等问题，通常无法从外观上察觉异常。利用高光谱技术，可以分析芒果的光谱信息，获取内部空心的情况，并有针对性地进行处理。其次是检测芒果内部腐烂和软化的地方。腐烂和软化是影响贮存期和口感的关键因素，因此迅速检测并处理这些问题对芒果生产至关重要。高光谱技术可以通过分析芒果各个部位的光谱数据，快速准确地判断内部腐烂和软化的情况，并指导产品的贮存、运输和销售。

高光谱技术在芒果品质检测中具有广泛应用前景。通过快速、准确地获取芒果的成熟度、糖度、酸度、纤维含量和病虫害情况等关键信息，可以优化芒果的采摘、加工和销售策略，提高芒果的品质和市场竞争力。