为了建立多光谱参数用于草莓成熟度的自动识别, 采用高光谱图像技术, 通过提取草莓样本ROI的平均光谱, 计算已有的八个成熟度参数Ind1, Ind2, Ind3, IAD, I1, I2, I3, I4的参数值, 并结合Fisher线性判别法判断八个参数对于三种成熟度（成熟、 接近成熟、 未成熟）草莓样本的分类识别效果, 发现基于I4参数的线性判别分析模型的识别效果最佳, 建模集和预测集识别准确率分别为90%和91.67%； 基于草莓样本的光谱特征, 提取与草莓成熟度相关的三个波长535, 675和980 nm, 并基于这三个波长和已有的参数形式, 构建了四个用于草莓成熟度检测的新参数： i1, i2, i3, i4, 通过Fisher线性判别法判断四个参数的分类识别效果, 发现基于参数i1, i2和i4的线性判别分析模型的识别效果均比参数I4好, 建模集和预测集识别准确率为95.83%, 95.83%, 95.83%和95%, 95%, 96.67%。 结果表明新建立的多光谱参数i1, i2和i4可以用于草莓成熟度的自动分类识别, 为草莓成熟度的在线检测提供了理论依据。

采用高光谱成像技术结合不同的特征提取方法,实现了对草莓可溶性固形物含量的检测.通过提取154颗成熟无损伤草莓的高光谱图像的874～1 734 nm范围光谱信息,对941～1 612 nm光谱采用移动平均法(moving average,MA)进行预处理.基于残差法剔除19个异常样本后将剩余135个样本分为建模集(n=90)和预测集(n=45).采用连续投影算法(successive projections algorithm,SPA),遗传偏最小二乘算法(genetic algorithm-partial least squares,GAPLS)结合连续投影算法(GAPLS-SPA),加权回归系数(weighted regression coefficient,Bw)以及CARS法(competitive adaptive reweighted sampling)选择特征波长分别提取14,17,24与25个特征波长,并采用主成分分析(principal component analysis,PCA)与小波变换(wavelet transform,WT)分别提取20与58个特征信息.分别基于全波段光谱、特征波长与特征信息建立PLS模型.所有模型都取得了较好的效果,基于全波段光谱的PLS模型与基于WT提取的特征信息的PLS模型的效果最优,建模集相关系数(rc)与预测集相关系数(rp)均高于0.9.结果表明高光谱成像技术结合特征提取方法可用于草莓可溶性固形物含量的检测.

采用光谱技术对水果进行定量或定性分析, 如何获得一个简单、有效的校正模型对后续模型的应用和维护都非常关键。以草莓内部品质近红外光谱预测为例, 从关键变量和特征样本优选两方面进行研究。采用竞争性自适应重加权CARS算法对光谱变量进行初次选择, 随后采用连续投影算法SPA对校正集样本进行优选, 获得98个特征样本, 针对优选后的变量/样本子集利用SPA算法作二次关键变量提取, 获得25个关键变量。为了验证CARS算法的性能, 蒙特卡罗无信息变量消除MC-UVE和连续投影算法SPA用于比较研究。CARS算法在消除无信息变量的同时可以对共线性信息进行去除。同样, 为了评估SPA算法在特征样本选择中的性能, 经典的Kennard-Stone算法也用于比较分析。SPA算法能够用于校正集特征样本的优选。针对最终优选后的变量/样本(25/98)子集建立PLS和MLR模型对草莓内部可溶性固形物含量SSC含量进行定量预测。结果表明, 两个模型利用原始变量/样本的0.59%/65.33%的信息均能够获得比基于原始变量/样本所建模型更好的性能, 且MLR模型比PLS模型性能略优, r2pre, RMSEP和RPD分别为0.909 7, 0.348 4和3.327 8。

研究了使用近红外漫反射光谱对不同品种草莓进行无损鉴别的方法, 并分析了各品种草莓品质指标的差异性。 在4 545～9 090 cm-1光谱范围比较了反向传播人工神经网络、 最小二乘支持向量机及判别分析的分类模型性能, 发现拓扑结构为12-18-3的反向传播神经网络模型分类结果最优, 校正集和预测集分类正确率分别为96.68%和97.14%, “甜宝”(n=99)、 “丰香”(n=100)和“明星”(n=117)样品的单独判别正确率分别为94.95%, 97%和98.29%。 对三个品种样品的可溶性固形物、 可滴定酸、 pH值及固酸比品质指标进行了单因素方差分析, 发现四个指标含量均存在明显差异, 分析成分指标数据的主成分得分发现不同品种草莓存在明显的聚类趋势。 结果表明, 近红外光谱与反向传播人工神经网络结合可有效鉴别不同品种的草莓, 且不同品种草莓化学成分含量的差异为近红外光谱分类提供了理化解释。

壳聚糖具有抑菌性与成膜性。将壳聚糖辐照降解得到的一系列不同粘均分子量产物进行涂膜草莓保鲜, 研究涂膜液中壳聚糖粘均分子量、浓度、pH值、有机酸、明胶含量对草莓保鲜效果的影响; 并设计四因素三水平正交试验。实验结果表明: 1 %(w/v)7.0×104 Da壳聚糖、1 %(v/v)醋酸、pH5、添加明胶0.5 %的涂膜配方具有最好的保鲜效果; 在常温(20 ℃、湿度80 %~90 %)下可以延长贮藏期2 d; 低温(3 ℃ ~4 ℃、湿度80 %~90 %)下可以延长贮藏期3 d。