SpectraPen/PolyPen光譜儀應(yīng)用——貯存蔬菜快速品質(zhì)鑒定

蔬菜從被采摘后到貯存在超市貨架上這一過程中，它們一直是存活的。在貯存的過程中，蔬菜會持續(xù)進(jìn)行一系列生化反應(yīng)來維持其生理活性并低于可能遇到的不利環(huán)境狀況。而從營養(yǎng)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)角度考量，這些生化反應(yīng)會造成蔬菜品質(zhì)下降，類胡蘿卜素等多種必要營養(yǎng)成分的含量也會由于環(huán)境或內(nèi)部刺激而產(chǎn)生變化。

西班牙巴斯克大學(xué)、萊里達(dá)大學(xué)和阿爾梅里亞大學(xué)合作研究了芝麻菜在超市貯存過程中的生理變化。他們將從超市購買的密封包裝芝麻菜在模擬超市貯存環(huán)境（包括溫度、濕度、光照、光暗節(jié)律）中處理了3天。之后進(jìn)行了一系列生理與營養(yǎng)成分分析。

首先他們使用FluorPen手持式葉綠素?zé)晒鈨x結(jié)合視覺品質(zhì)分級來對芝麻菜處理的品質(zhì)進(jìn)行快速檢測。大光化學(xué)效率Fv/Fm是用來衡量植物受脅迫程度靈敏也是應(yīng)用廣泛的參數(shù)之一。結(jié)果證明，F(xiàn)v/Fm與視覺品質(zhì)分級有很好相關(guān)性，是非常好的檢測貯存蔬菜品質(zhì)的參數(shù)。

PlantPen NDVI和PlantPen PRI手持式光譜儀，分別測量了處理后芝麻菜的歸一化植被指數(shù)NDVI和光化學(xué)反射指數(shù)PRI。這兩項參數(shù)是植物反射光譜植被指數(shù)中應(yīng)用廣的，可以反映植物的光合生理狀態(tài)、色素含量、綠度等。同時，通過高效液相色譜HPLC等色譜技術(shù)分析了類胡蘿卜素、葉綠素、維生素E、植物甾醇、脂肪酸等營養(yǎng)成分含量的動態(tài)變化。其中類胡蘿卜素和葉綠素隨著培養(yǎng)條件的周期變化都產(chǎn)生了相應(yīng)的振蕩。而這種振蕩又與PRI和NDVI的振蕩非常吻合。這正是說明反射光譜植被指數(shù)在反映色素含量變化時的靈敏度。

色譜法檢測雖然能準(zhǔn)確測量色素組成，從而對營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行評估。但這類技術(shù)無疑要消耗很多時間，而且非常昂貴。通過這個實(shí)驗(yàn)，研究人員建議相關(guān)的營養(yǎng)品質(zhì)檢測應(yīng)該快速時間使用無損的原位光學(xué)技術(shù)——葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)和反射光譜技術(shù)。這兩種技術(shù)不但便捷、快速，而且準(zhǔn)確度也非常高。

但實(shí)際上，本研究中使用的手持式儀器還是有一定的局限性。雖然手持式儀器便于在現(xiàn)場進(jìn)行快速檢測。但由于人為因素等，光纖探頭獲取的數(shù)據(jù)可能存在很大誤差和波動，同時也難以衡量整株樣品的全面數(shù)據(jù)。以FluorCam葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)和Specim高光譜成像技術(shù)為代表的光學(xué)成像技術(shù)是目前更加適合進(jìn)行相關(guān)蔬菜作物品質(zhì)鑒定的技術(shù)。這兩個技術(shù)也可以與高通量分析技術(shù)結(jié)合，如SpectraScan高通量作物果實(shí)品質(zhì)檢測方案和PlantScreen植物高通量表型成像分析平臺進(jìn)行大樣品量的快速檢測與分析，不但能夠用于相關(guān)科研，也非常適合進(jìn)行農(nóng)作物生產(chǎn)實(shí)踐中的品質(zhì)檢測。

左. FluorCam葉綠素?zé)晒獬上穹治觯何魉{(lán)花采后黃化過程中光合活性變化；右. Specim高光譜成像分析：牛油果采摘后缺陷及皮下斑點(diǎn)檢測

參考文獻(xiàn)：

1.Ruiz De Larrinaga L, et al. 2019. Life after Harvest: Circadian Regulation in Photosynthetic Pigments of Rocket Leaves during Supermarket Storage Affects the Nutritional Quality. Nutrients, 11(7): 1519

2.Luo F, et al. 2019. Transcriptome profiling reveals the roles of pigment mechanisms in postharvest broccoli yellowing. Horticulture Research 6:74

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