一种中秋酥脆枣糖度无损检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水果品质检测技术领域，特别是一种中秋酥脆枣糖度无损检测方法。 技术背景
[0002] 水果品质通常包括外观品质和内在品质，外观品质可以通过感官等直接判断，而 内在品质往往需要特殊的设备和工艺过程才可以检测，检测方法可分为有损检测和无损检 测。有损检测通常用于检测一批果实的平均水平，此方法费工费时，且造成果品浪费和环 境污染。因此随着科学技术的不断发展，水果相关品质的检测逐渐由产后检测向产中检 测发展，由有损检测向无损检测发展。水果无损检测是利用水果的电学特性、光学特性、 声学特性、力学特性、气味特性、颜色特性以及核磁共振等技术，在几乎不造成水果机械损 伤的前提下对其各项品质进行测定的技术。基于光学特性的无损检测又包括可见光谱分 析、图像分析技术和近红外光谱分析技术。近红外光谱技术又分为漫反射、透射和漫透射 三种类型。目前国内外水果无损检测已取得了一定的成果。如中国专利（专利申请号为 201220159701. 6)公开的"梨果糖分的无损检测装置"，涉及梨果糖分检测技术领域，其装置 包括激光二极管及其驱动电路、光电前置检测电路以及信号处理模块，所述激光二极管与 所述激光二极管驱动电路连接，所述光电前置检测电路与所述信号处理模块连接，所述激 光二极管驱动电路，用于压电转换产生稳定电流，并使激光二极管发出激光，所述激光照射 至所述待测梨果上，所述光电前置检测电路收集所述待测梨果所反射的激光，并将产生的 当前电压信号发送至所述信号处理模块，所述信号处理模块利用电压信号和糖分之间的对 应关系计算获得所述待测梨果的糖分；该实用新型通过各个模块的设置，实现了在不损坏 梨果的情况下，快速、准确地获得梨果的糖分。又如中国专利（申请号为201310428925. 1) 公开的"一种基于高光谱成像技术的脐橙糖度检测方法"，公开了一种基于高光谱成像技 术的脐橙糖度检测方法，其特征是包括：利用高光谱成像系统对脐橙进行光谱采集，并进行 黑白标定，消除噪声影响；采用数字式折射仪测量脐橙糖度；对采集到的高光谱图像选择 感兴趣区域，得到其光谱曲线；利用遗传算法（GA)对采集到的平均光谱进行平滑滤波，并 挑选出合适的特征变量；利用偏最小二乘法对GA算法挑选出来的特征变量进行建模，并利 用验证样本进行检验；利用上述模型检测水果糖度；该方法与常规检测方法相比结果精确 和稳定、检测速度快、操作简单方便、对水果无损害。以上两个专利建模过程中的光谱并不 是来源于鲜枣，不适合鲜枣糖分的测定。
[0003] 还有中国专利"一种近红外谱区新疆红枣品质分级建模方法"（专利申请号为 201110025060. 5)，公开了一种近红外谱区新疆红枣品质分级建模方法，涉及近红外谱区对 天然产物品质分级的建模方法，它解决现有采用随机选择枣样品近红外光谱差异较大，且 无法分离影响光谱变化的主要光谱特征因子，进而导致分级建模效果差的问题，通过对样 品外观特征初步挑选后，对同批次红枣样品逐个扫描；经过适当的光谱预处理后获得该批 次红枣样品的平均光谱，并与原样品光谱图按相似度筛选，挑出光谱差异较大的样品，对剩 余的再进行光谱扫描，反复调整和逐步细分，直到该批次样品的光谱差异在所需的精度范 围内，将分离出的特征因子编码建立子模型，运用该方法成功分离出新疆红枣的特征因子 和建立了子模型；该专利适用于如红枣、苹果、梨子等果品品质分级。但该专利仅能对果品 进行模糊分级，并不能针对枣果（尤其是我国南方生产的中秋酥脆枣）糖分进行定量测定， 更不能用于枣果品质的无损检测。 技术内容
[0004] 针对现有技术所存在的不足，本发明的目的在于提供一种能够快速、准确、且可重 复性好、可对中秋酥脆枣糖度进行无损检测的方法。
[0005] 为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是发明一种中秋酥脆枣糖度无损检测 方法，其检测过程如下：
[0006] (-)、建模样本选择：
[0007] ①、样本采集时间和次数：从中秋酥脆枣进入白熟期开始到红熟期结束，每6-8 天采集1次，采集5-6次；
[0008] ②、样本采集数量与处理：每次采集时，选择能体现中秋酥脆枣品种采摘期特征的 正常果30-80颗，洗净并晾干，室内放置8小时后，成为待测枣果；
[0009] ③、组建建模样本和验证样本：将每次采集的待测枣果随机抽取80%的数量作为 建模样本，余下20 %的数量作为验证样本；
[0010] ㈡、建模样本的近红外光谱采集：
[0011] ①、近红外光谱的波谱特征调节：
[0012] 通过对近红外光谱进行调节，让近红外光谱特征参数达到下表要求：
[0014] ②、红外光谱的白板校正：
[0015] 光源打开，调节特征参数后稳定15分钟以上，然后用白板校正；
[0016] ③、样本的红外光谱的漫反射光谱采集：
[0017] 将建模样本和验证样本分开采集光谱，每颗待测枣果采集相对的两个面的两个光 谱样，每个光谱样采集3次，两个光谱分别编号，采集的光谱经数据线A/D接口转化存入 计算机中；将已采集光谱的待测枣果的两个半颗单独编号，并与光谱编号建立一一对应关 系；
[0018] ㈢、样本糖度的化学值测定：
[0019] 将建模样本和验证样本分开测定，单独记录，方法相同；
[0020] 样本糖度的化学值测定可采用常规方法，也可采用下列方法：
[0021] ①、试剂准备：
[0022] A、碱式酒石酸铜甲液：15g五水硫酸铜（CuSO4 · 5H20)、0. 05g亚甲基蓝 (C16H18ClN3S · 3H20)溶于水并定容至 1000 ml ;
[0023] B、碱式酒石酸铜乙液：将50g酒石酸钾钠（C4H4O6KNa ·4Η20)、75g氢氧化钠（NaOH) 溶于水，再加入亚铁氰化钾（K4 [Fe (CN)6] · 3H20)4g，完全溶解并定容至1000 ml ;
[0024] C、乙酸锌溶液：109. 5g 乙酸锌（Zn (CH3COO) 2 · 2H20)加入 15ml 冰醋酸（C2H4O2)，加 水溶解并定容至500ml ;
[0025] D、亚铁氰化钾溶液：53. Og亚铁氰化钾加水溶解，定容至500ml ;
[0026] E、葡萄糖标准液：1. 0g(精确至0· OOOlg)葡萄糖（C6H12O6)加水溶解后，加入 5ml6mol/L 盐酸（HCl)，加水定容至 1000 ml ;
[0027] F、盐酸（I: 1)溶液（即：体积比为I: I) :200ml6mol/L盐酸缓慢加入200ml水混 合；
[0028] G、氢氧化钠溶液：100.0 g氢氧化钠加水溶解冷却至室温，定容至500ml ;
[0029] H、甲基红溶液：0.1 g甲基红（C15H15N3O2)少量95%的乙醇（C 2H5OH)溶解，加水定容 至 100mL ;
[0030] ②、用葡萄糖标准液标定碱式酒石酸铜溶液：
[0031] A、取150ml锥形瓶3只，每瓶中加入5ml碱式酒石酸铜甲液、5ml碱式酒石酸铜乙 液、IOml左右的双蒸水；（是碱式酒石酸铜甲、乙液）
[0032] B、25ml酸式滴定管装好标准葡萄糖液后固定于铁夹台上；
[0033] C、将上述锥形瓶在500W高温电炉上加热，2分钟内沸腾，先快后慢将标准葡萄糖 液滴入并摇动锥形瓶防止爆震，直到蓝色刚好消失时记录所耗糖液体积；
[0034] D、用上述锥形瓶三次平行滴定，取平均值；
[0035] E、计算标定值：
[0036]
[0037] 为用标准葡萄糖液对碱式酒石酸铜溶液的标定值（mg/100g);
[0038] Hill为葡萄糖称取的量（g);
[0039] V#为标定时滴定所耗葡萄糖液体积的三次平均值（ml);
[0040] V￥+Zi为碱式酒石酸铜甲液和乙液的体积之和（ml);
[0041 ] ③、建模样本待测液的制备：
[0042] A、解剖：将已采集光谱并编号的中秋酥脆枣样本解剖为两个半颗，每半颗去掉枣 核后独立制取样本；
[0043] B、称重：将上述每半颗率迅速切碎混合后取3_5g带皮果肉，用电子天平准确称重 (精确到〇· OOlg)并记录；
[0044] C、捣碎：将经过称重的带皮果肉用研钵研磨成果泥（包括皮和肉），以皮肉完全分 离为原则；
[0045] D、制样：将上述果泥全部转入250ml容量瓶后，加入5ml乙酸锌液、5ml亚铁氰化 钾液，摇匀后双蒸水定容250ml成为样液，静置30分钟；
[0046] E、滤样：摇匀上述样液，并用定量滤纸过滤，弃去初滤液后取滤液50ml转入100mL 容量瓶；（即：刚开始收集的部分滤液弃去不要，也就是说弃去初滤液，再取过滤时中间收 集的滤液50ml)
[0047] F、酸解：向上述装有滤液的容量瓶中加入盐酸（I: 1)溶液5ml后，70°C水浴锅加热 15分钟，取出迅速冷却至室温，成为加酸滤液；
[0048] G、中和：向上述装有加酸滤液的容量瓶中加入2滴甲基红后，滴入氢氧化钠液，同 时摇匀，至红色消失后，加水定容至l〇〇ml，待测；
[0049] H、重复上述步骤，将一天内可测定完成的样本制备完毕；
[0050] ④、样本糖度化学值滴定与计算：
[0051] 用葡萄糖标定碱式酒石酸铜类似的方法进行，将滴定管中的标准葡萄糖液改为中 和后的待测样本，滴定方法相同，取三次平行样的滴定所耗待测液体积进行计算，计算公式 为：
[0052]
[0053] 式中％为中秋酥脆枣样本糖分含量的化学测定值（g/100g);
[0054] M#为碱式酒石酸铜的标定值（mg/100g);
[0055] 为待测样本的质量（g);