一种菠萝黑心病无损检测模型及无损检测方法技术

本发明专利技术公开了一种菠萝黑心病无损检测模型及无损检测方法。该方法基于发生黑心病的菠萝在采后贮藏期间香气物质的变化规律，建立了一种基于电子鼻对菠萝采后常见生理性病害

【技术实现步骤摘要】
一种菠萝黑心病无损检测模型及无损检测方法


[0001]本专利技术属于食品检测
更具体地，涉及一种菠萝黑心病无损检测模型及无损检测方法。

技术介绍

[0002]菠萝(Ananas comosus(Linn.)Merrill)是凤梨科(Bromeliaceae)凤梨属(Ananas Miller)多年生常绿草本果树，是中国南方最具特色和竞争优势的热带水果品种之一。黑心病是采后菠萝最主要的一种生理性病害，黑心病发病时菠萝外观无任何症状，但横剖后可见果心周围的果肉出现褐变，其发病规律通常是果轴或中部先出现半透明的水渍状或浅褐色的小斑点，随着黑心病的加重，褐色斑点互相联结成一片，并同时向果轴和果肉发展，最终果心和果肉都变为黑褐色，导致菠萝失去食用价值和商品价值。菠萝黑心病常年均可发生，尤其在秋冬季采收的菠萝中发生非常普遍，但其发病机理尚未清楚，目前未有商业化的防治方法。因此，菠萝黑心病已成为许多国家菠萝产业的主要问题，黑心病会导致菠萝果实品质下降，影响果实采后贮藏与销售，从而造成巨大的经济损失，影响了菠萝产业的可持续发展。
[0003]研究表明，发生黑心病的菠萝品质劣变严重，果实中总糖、有机酸和抗坏血酸含量显著降低，且由于果肉的褐变导致失去商品价值。但是，由于黑心病的菠萝仍保留特有的芳香，无异味，不腐烂，无法从外观上区别黑心病果和健康果。而发生黑心病的菠萝在贮运与销售过程中浪费人力物力，且容易引起贸易纠纷，对菠萝产业的影响极大。由于黑心病是菠萝的生理性病害，其检测难度较大，现有技术中有使用视觉检测技术对菠萝黑心病进行检测，但该方法需要对菠萝进行切片处理，对菠萝造成不可逆损伤，有一定局限性。因此，建立快速的、准确的黑心病菠萝无损检测的方法是菠萝产业急需解决的关键技术问题，对于菠萝在现实生产中具有重要意义。
[0004]现有技术中有关于水果病害的无损检测有不同的方法，例如利用山竹果实健康果皮和病害果皮的光谱特征的不同，通过660～960nm波长范围内的近红外透射光谱可以无损检测山竹的硬果皮病(Teerachaichayut,S.,et al，2011)；此外，研究人员利用透射光谱技术实现了对苹果内部褐变的无损检测，其判别准确率达到95.65％(韩东海，2006)。但是目前菠萝黑心病的无损检测方法极少，且尚未见基于菠萝香气物质的变化而开发的无损检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种菠萝黑心病的无损检测方法。通过测定贮藏期菠萝果实的挥发性成分在黑心病发病过程中的变化，分析挥发性成分的含量与菠萝切开后果肉褐变级数之间的关系，从而建立一种菠萝黑心病的无损检测方法，为黑心病菠萝的病变程度无损快速识别提供一种新手段。
[0006]本专利技术的目的是提供一种菠萝黑心病无损检测模型的构建方法。
[0007]本专利技术的另一目的是提供一种菠萝黑心病无损检测模型。
[0008]本专利技术的又一目的是提供一种菠萝黑心病的无损检测方法。
[0009]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0010]一种菠萝黑心病无损检测模型的构建方法，包括如下步骤：
[0011]S1.将若干个菠萝果实分别放置于容器中常温下密闭处理一段时间，以收集菠萝果实所产生的挥发性物质；
[0012]S2.使用电子鼻仪器对菠萝的挥发性物质进行检测，获取电子鼻传感器对菠萝挥发性物质的响应值；
[0013]S3.将上述菠萝果实切开(优选可沿果轴纵向对半切开)，观察菠萝果肉褐变面积，根据褐变面积确定每一个菠萝的黑心病发病等级；
[0014]S4.将每一个菠萝的步骤S2的响应值数据(10个传感器中的一个或多个传感器测得的响应值数据)与步骤S3的黑心病发病等级数据，输入SPSS软件，使用决策树算法对数据进行统计及关联分析，参数设置时选择传感器对菠萝挥发性物质的响应值作为自变量，以黑心病发病等级数据作为因变量，增长方法选择CRT，根据挥发性物质的变化对菠萝的黑心病发病情况进行分类，建立了一种菠萝黑心病无损检测模型(也记为决策树分类模型)。
[0015]优选地，所述电子鼻传感器为R1(对芳香族化合物敏感)、R2(对氮氧化合物敏感)、R3(对氨类、芳香族化合物敏感)、R4(对氢气敏感)、R5(对甲烷、丙烷和脂肪族非极性分子敏感)、R6(对烷烃类化合物敏感)、R7(对含硫的有机化合物敏感)、R8(对醇类、酸酮类化合物敏感)、R9(对含硫、含氯的有机化合物敏感)、R10(对甲烷和脂肪族化合物敏感)中的一个或多个。
[0016]更优选地，所述电子鼻传感器为上述10个传感器。
[0017]更优选地，包括所述电子鼻传感器包括R2、R6、R7、R8、R9中的一个或多个。
[0018]更优选地，所述电子鼻传感器包括R2、R7、R9中的一个或多个。
[0019]更优选地，所述电子鼻传感器为R7。
[0020]优选地，步骤S2中所述的电子鼻仪器测试条件为：气体流量10mL/min～400mL/min，清洗时间60～100s，调零时间5～15s，准备时间5～20s，测定时间60～150s。
[0021]最优选地，步骤S2中所述的电子鼻仪器测试条件为：气体流量300mL/min，清洗时间80s，调零时间10s，准备时间5s，测定时间100s。
[0022]优选地，步骤S2中所述的响应值为87～89s时的响应平均值。
[0023]优选地，步骤S3中所述菠萝黑心病发病等级的标准如下：
[0024]0级：果肉颜色正常，完全没有黑心；
[0025]1级：黑心面积小于纵切总面积的25％；
[0026]2级：黑心面积占纵切总面积的25％～75％；
[0027]3级：黑心面积占纵切总面积的75％～100％。
[0028]优选地，步骤S1中所述密闭处理时间为0.5～3h。
[0029]优选地，步骤S1中所述容器的体积不大于7L。
[0030]更优选地，步骤S1中所述的容器的体积不大于6L。
[0031]最优选地，步骤S1中所述的容器的体积不大于5L。
[0032]优选地，所述常温是指15～30℃。
[0033]更优选地，所述常温是指20～25℃。
[0034]利用上述构建的菠萝黑心病无损检测模型对菠萝黑心病进行无损检测，可以准确地实现对黑心病菠萝病变程度快速识别的目的，总体验证准确率可以达到90％左右。
[0035]因此，利用上述构建的菠萝黑心病无损检测模型，以及利用该模型的菠萝黑心病无损检测方法，也在本专利技术保护范围之内。
[0036]具体地，一种菠萝黑心病无损检测方法，该方法采用上述构建的菠萝黑心病无损检测模型进行检测。
[0037]作为一种优选的实施方案，所述菠萝黑心病无损检测方法步骤如下：
[0038](1)将待测菠萝果实放置于容器中常温下密闭处理一段时间(优选0.5～3h)，以收集菠萝果实所产生的挥发性物质；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种菠萝黑心病无损检测模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将若干个菠萝果实分别放置于容器中常温下进行密闭处理；S2.使用电子鼻仪器对菠萝的挥发性物质进行检测，获取电子鼻传感器对菠萝挥发性物质的响应值数据；S3.将上述菠萝果实切开，观察菠萝果肉褐变面积，根据褐变面积确定每一个菠萝的黑心病发病等级；S4.将每一个菠萝的步骤S2的响应值数据与步骤S3的黑心病发病等级数据输入SPSS软件，使用决策树算法对数据进行统计及关联分析，参数设置时选择传感器对菠萝挥发性物质的响应值作为自变量，以黑心病发病等级数据作为因变量，增长方法选择CRT，根据挥发性物质的变化对菠萝的黑心病发病情况进行分类，将决策树模型导出为“训练样本”，保存的文件即为菠萝无损检测的分类模型，从而建立了一种菠萝黑心病无损检测模型。2.根据权利要求1所述菠萝黑心病无损检测模型的构建方法，其特征在于，所述电子鼻传感器为R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10中的一个或多个；所述电子鼻传感器为R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10分别对应敏感的挥发性物质为：R1对芳香族化合物敏感、R2对氮氧化合物敏感、R3对氨类、芳香族化合物敏感、R4对氢气敏感、R5对甲烷、丙烷和脂肪族非极性分子敏感、R6对烷烃类化合物敏感、R7对含硫的有机化合物敏感、R8对醇类、酸酮类化合物敏感、R9对含...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光，赖思婷，朱世江，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：