果品分级技术研究的现状及展望

    王雪

    【摘 ? 要】 通过有效的检测，及时解决虫害或机械造成的损伤，从而减轻果品之间病虫害的传播，同时还需要对残次品进行处一定理，以确保成本的有效降低，达到全面提高我国果品的品质，增加国际市场的竞争力。基于此，本文主要讨论了果品分级技术的落实现状以及发展情况。

    【关键词】 果品分级;技术;现状;展望

    中图分类号：S37 ? ? ? ? ? ? ? 文献识别码：A ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：2096-1073（2020）05-0121-122

    [Abstract] Through effective detection， the damage caused by insect pests or machinery can be solved in time， so as to reduce the spread of diseases and insect pests among fruits， and at the same time， it is necessary to deal with the defective products to ensure the effective reduction of costs， to achieve the overall improvement of the quality of Chinese fruits and to increase the competitiveness of the international market. this paper mainly discusses the implementation status and development of fruit grading technology .

    [Key words] ?fruit grading; technology; current situation; outlook

    我國是一个资源非常丰富的国家，水果的品种种类很多，其产量已经占据世界的首位。然而我国目前的水果出口量只占有世界的2%，大部分的水果都是在本国进行销售的，这也使得果品的品质有所下降，因而让市场竞争力难以获得全面保障。果品在进行采摘完毕之后，需要通过清洗、分级之后，再实施储运一系列的处理。而目前我国果品的清洗及打蜡，已经处于成熟阶段，但是对于商品化处理的分级程序仍存在一定问题，果品分级主要包括外在品质与内在品质这两个方面。外在品质是指水果的大小及颜色，而内在品质所包含的项目则是非常丰富的，相关工作人员必须从这两方面入手，来提升考察力度，促进我国果品的分级技术可以获得全面提升。

    1 ?人工分级检测

    目前国内的人工分级检测主要分成两种，一种就是依靠人的视觉系统来评判果品的颜色与大小，以及表面是否存在损伤及缺陷等，而外在的品质，则需要对其进行分析和检测，然而这种方法很容易受到个人心理因素的影响，而且长时间内连续进行相同的视觉处理，很容易会因为单调与疲倦感等相关因素，导致分级检测效率的有所较低。另外一种即是选择果板分级，也就是使用果板上面同一系列直径大小不一的孔，按照果实的横径以及着色面积的差异来进行分级，这种方法可以有效地使同一级别的果实大小基本保持一致，但仍然需要挑选出被虫害过或受到机械损伤的果实。而人工分级最大的优点就是可以有效地减轻对果品进行的机械伤害，但因为其工作效率相对较低，很难对果品内部进行品质检测[1]。

    2 ?机械分级检测

    2.1 ? 机械检测方式

    目前的机械检测方法，实际上就是结合光电磁的检测技术，来共同进行完成。检测技术主要就是通过近红外线、软x射线，与计算机视觉以及核磁共振等相关技术，对果品内部的品质，比如糖度、酸度、破裂程度以及虫蛀状况等进行检测，这样的无损检测方法是目前进行分级检测过程最为热点的内容，近红外线，其波长应在780到2526纳米，其中主要原理是通过物质对光的吸收、散射以及反射、透射等相关特性来确定成分含量，这也是一种非破坏性的检测技术，可以有效地监测出苹果和梨等相关水果的品质，并且能够对这些水果的外观、含糖量、含酸量以及水果内部可溶性固形物的含量及含水量等，比如利用MATLAB6.1，来进行系统分析，根据苹果的酸度与漫反射原始的吸光度之间所存在的关系，可以得出两者之间的最大关系数是0.348，最小为0.004，并且可以与最小R乘法进行结合，进而有效达到建模的目的。将光谱波段的范围控制应该在一定标准之内，且交叉检验的最佳主因子围数是3，相关系数R是0.959，标准校正误差在0.076左右，而标准预测误差在0.525左右。通过探索可以发现，使用近红外漫反射对水果的有效酸度进行无损检测是非常有效的[2]。

    X射线是一种波长相对较短，但能量非常充足的电磁波，X射线的波长相对于可见光的波长要更短一些，大概在0.001到100纳米之间，射线是存在一定穿透能力的，物质密度也会直接影响到X射线的穿透量。对于穿透量来进行分析，就可以有效了解到物质内部的基本情况，这种方法可以使用在对果品伤痕及破裂方面的检测，同时还可以有效探测出果品内部是否出现虫蛀，或是否已经腐败等相关情况。使用X射线，其强度较高，传送速度比较慢，这些特点可以有效帮助我们分析出，苹果或梨的正常果实与皱皮果波形之间存在的差异性，是一种比较有效的检测苹果和梨皱皮果的方式，其检测速度甚至可以达到每秒五个。使用X射线技术也可以对表皮相对比较坚硬的果品，进行内部品质的无损检测。并且使用X射线技术可以有效地获取坚硬果皮内部的图像，同时对图像实施一定分割，把果品整体的轮廓特征提取出来，使用面积阈值法来判断区分正常果、空壳果以及破损果等，可确保各种果品总体的识别率，其正确度甚至可以达到80%以上，这对于检查坚硬果品内部的品质来说，是一种比较有效可行的无损检测方式[3]。

    计算机视觉技术是种比较典型的、使用计算机图像来进行处理的系统，能够通过模拟人的视觉系统进行农产品检测分级方式，并且可以采用高质量的图像给予数据的提取，一般会使用高光谱与多光谱的技术，尽量做到快速的提取其精度较高的图像。高光谱图像光谱的分辨率是比较高的，可以更准确的了解到果品的缺陷与污点等特征光谱段，而多光谱主要就是利用高光谱分析的结果，更加快速了解到采集的信息，尽量让软件识别的不确定性得以降低。计算机视觉技术与信息含量相对较大，同时速度很高，且具有多功能的特性，主要用于果品的大小、形状、颜色以及表面损伤等相关分级检测的参考。

    核磁共振是指在静磁场中磁性原子核存在的不同等级，通过特定频率的电磁波来对样品进行照射，在电磁波的能量与能级差相等的时候，原子核可以有效吸收电磁波产生能级跃迁，从而发出共振吸收信号。目前其技术主要应用在醫学中核磁成像的检查，而在进行果品检测的时候，主要是用来检测果品的损伤、重塑，以及内核空隙与成熟度等，但是由于核磁共振仪器的造价相对更加昂贵，并且维护保养还需要投入更多资源，所以无法达到普遍使用。

    2.2 ? 机械分级方式

    主要使用在一些不容易受到损伤的果品上，其效率相对较高，而且机械分级法可以按照重量、形状以及其他方面来进行选择所用的装置。

    重量分级装置，也就是按照果品的具体重量，对其进行单指标判断，相对而言能够更加准确，也更具稳定性，可以使用在各种不同形状的果品上。一般会使用机械秤或者电子秤这两种类型的称重方式。机械分级装置主要就是将水果固定在传送带上，采取回转料斗的方式，并且在质量不同的风口处，设置固定秤。回转料斗一般只能装一个果品，如果果品落入到其中，料斗能够轻微产生振动，从而保障果品在料斗的中心处，如果果品在到达固定称量处的时候，一旦料斗当中的果品对支点的力矩大于砝码对支点的力矩时，料斗则会产生翻转，造成果品落下，因而为了能够配合不同分级的种类，则需要尽量在砝码重量方面能够做出相对调整。然而电子秤则改变了机械秤装置中必须每一个重量等级都要设称的固定结构，通过采用差动变压器来自动对重量进行分级检测，主要由计量传送带以及相关机械进行连接差动变压器所组成的，果品的重量可以被转换成差动变压器的输出功率，之后再按照所需，进行选择分级标准。

    形状分级装置也就是根据果品具体的形状、大小来进行分选，比如直径与长度等相关参数。主要就是由机械式和光电式等不同类型，机械式的形状分选装置是由缝隙不一样的筛孔来进行分级的，而光电式分级，主要就是利用果品在通过光电系统时，通过背光程度测量外径或者大小，并按照其测量出的结果与设定基准来相互进行比较，最后经由摄像机进行拍摄，从中求出果品面积及高度等相关参数，帮助果品可以按照大小进行分级。在目前光电式的形状分选装置已经能够在一定程度上，做到比机械式分选装置更加精确，不但可以使用在果品上，同时在机械等各方面行业也能够予以使用。

    3 ?结束语

    综上所述，果品分级检测是果品进行商品化处理的一个非常重要的环节，目前这些技术仍然有待创新与提升，需要相关工作人员能够不断地投入更多的资源，对果品分级的检测工作进行创新与提高，帮助检测过程的缺陷得以弥补，确保果品的品质不断进行提升，使我国的果品在国际市场上获得更多竞争力，从而促进我国农业领域获得全面发展。

    参考文献：

    [1] 朱树国，陶梅.果品分级技术研究的现状及展望[J].种子科技，2019，37（06）：109+112.

    [2] 王彩云，侯俊，王永，等.果品分级技术研究的现状及展望[J].北方园艺，2019，07：127-132.

    （编辑：李丹）