Применение колориметров при неразрушающем контроле зрелости и свежести фруктов и овощей

Введение: «Визуальная экономика» и контроль рисков качества в глобальной цепочке поставок фруктов и овощей

В современной международной торговле продуктами питания и умном сельском хозяйстве «цвет внешнего вида» фруктов и овощей является не только основным визуальным элементом, привлекающим потребителей, но и «барометром» их внутреннего физиологического состояния. От зелени незрелости до красноты или желтизны полной спелости тонкие изменения цвета напрямую соответствуют синтезу и разложению внутренних пигментов, таких как хлорофилл, каротиноиды и антоцианы.

Традиционное определение зрелости и свежести фруктов и овощей в основном основано на ручном визуальном наблюдении или разрушительных экспериментах (таких как вдавливание пенетрометром, химическое титрование соотношения сахара и кислоты и т. д.). Ручное визуальное наблюдение очень восприимчиво к источникам света, окружающей среде, психологии и индивидуальным физиологическим различиям, что приводит к высокому уровню ошибочных оценок и неспособности достичь стандартизации. С другой стороны, разрушающий контроль предполагает большие потери и не может обеспечить онлайн-проверку на крупномасштабных, полнообъемных производственных линиях.

С развитием технологии фотоэлектрического обнаружения технология неразрушающего контроля (NDT) на основе колориметров и спектрофотометров стала стандартной конфигурацией для глобального складирования фруктов и овощей, транспортировки холодовой цепи, таможенного контроля и предприятий глубокой переработки.

I. Цвет, управляемый данными: как колориметры «считывают» зрелость и свежесть фруктов и овощей

Колориметр не просто делает снимок, а преобразует сложную информацию о цвете в унифицированные данные цветового пространства Международной комиссии по освещению (CIE) (например, CIE L*a*b*, L*C*h* и т. д.). Благодаря этим высокоточным количественным показателям менеджеры цепочки поставок могут точно фиксировать тонкие физиологические изменения во фруктах и ​​овощах во время сбора, созревания и хранения.

1. Цветовой пароль зрелости фруктов и овощей.
В процессе созревания фруктов и овощей наиболее значительным изменением является переход «от зеленого к желтому» или «от зеленого к красному».

• Скачок значения a*:В цветовом пространстве L*a*b* значение a* представляет красноту-зеленость (отрицательные значения для зеленого, положительные значения для красного). Возьмем, к примеру, помидоры или яблоки: по мере взросления хлорофилл разрушается, а ликопин или антоцианы накапливаются в больших количествах, в результате чего их значение a* быстро меняется с отрицательного на положительное. Контролируя критическую точку значения a*, комбайны могут точно определить «окно сбора урожая».
• Значение b* и пожелтение:Значение b* представляет желтизну-голубизну (отрицательные значения для синего, положительные значения для желтого). Бананы, цитрусовые и другие фрукты демонстрируют значительное увеличение значения b* при созревании, что отражает появление каротиноидов.

2. Прогноз свежести и срока годности фруктов и овощей.
Свежесть часто сопровождается потерей воды, потемнением, окислением и заражением фруктов и овощей микробами.

• Снижение значения L* (потеря глянца и яркости):L* представляет яркость (0 для черного, 100 для белого). Свежесобранные листовые овощи или ягоды имеют высокую яркость и восковой слой на поверхности. По мере увеличения времени хранения и транспортировки при дыхании расходуются органические вещества и теряется вода, что приводит к постоянному снижению значения L*, что приводит к тусклому внешнему виду.
• Индекс Браунинга (BI) и изменение цветового различия (ΔE):Нарезанные фрукты и овощи (например, свеженарезанные яблоки, картофель) или поврежденные фрукты быстро пожелтеют и почернеют под действием ферментов. Рассчитывая общую разницу цвета ΔE по сравнению со стандартным образцом, колориметр может фиксировать ранние стадии потемнения, которые трудно обнаружить невооруженным глазом в течение одной секунды, тем самым обеспечивая заблаговременное предупреждение о сроке годности.

II.CHNSpec Линия продуктов для неразрушающего контроля фруктов и овощей

Ориентируясь на сложные сценарии применения в отечественной и зарубежной плодоовощной промышленности, компания CHNSpec разработала разнообразное оборудование для обнаружения, отличающееся высокой точностью, портативностью и высокой экономической эффективностью для удовлетворения широкого спектра сценариев использования, от полей до профессиональных лабораторий.

1. Серия ColorMeter Pro / DS-200 / DS-210: «Карманные гаджеты» для сбора урожая в полевых условиях и мобильного коммерческого контроля.
В садах, теплицах или на оптовых рынках инспекторам приходится часто перемещаться, что требует чрезвычайно высокой адаптации к окружающей среде.

• Преимущества продукта:Портативные колориметры серий ColorMeter Pro (колориметр) и DS легки и чрезвычайно просты в эксплуатации.
• Промышленные применения:Они поддерживают несколько измерительных отверстий (например, 6 мм, 11 мм), которые идеально подходят для изогнутых поверхностей ягод (например, черники, винограда) или крупных костянок (например, персиков, манго). Благодаря Bluetooth-подключению к мобильному приложению инспекторы по качеству могут синхронизировать измеренные данные L*a*b* с облачной базой данных в режиме реального времени непосредственно на участке фруктового сада, обеспечивая архивирование данных о зрелости происхождения.

2. Ручной спектрофотометр DS-700D: подходит для количественного анализа и прогнозирования срока годности.
Крупным предприятиям-экспортерам или отделам обеспечения качества (гарантии качества) сетей супермаркетов необходимо не только смотреть на цветовые различия, но и иметь более точную «спектральную отражательную способность», чтобы прогнозировать изменения внутренних химических компонентов.

• Преимущества продукта:DS-700D имеет структуру оптической геометрии D/8 (рассеянное освещение, угол обзора 8°) с повторяемостью ΔE*ab≤ 0,025 и встроенную камеру для предварительного просмотра, гарантирующую, что каждое измерение точно сфокусировано на репрезентативной области плода.
• Промышленные применения:Он может выдавать не только стандартные индикаторы цвета, но также желтизну, белизну и коэффициент отражения при определенных длинах волн, что делает его пригодным для отслеживания цвета киви, охлажденных яблок и авокадо при транспортировке в холодовой цепи. Благодаря долгосрочным накопленным кривым ухудшения цвета он напрямую коррелирует с твердостью фруктов и содержанием растворимых сухих веществ (SSC), что позволяет обеспечить неразрушающий прогноз срока годности.

3. Настольный спектрофотометр CS-820N/CS-821N: идеальный выбор для глубокой обработки пищевых продуктов, научных исследований и обучения.
В отраслях глубокой переработки, таких как производство фруктовых соков, джемов и кусочков замороженных фруктов, стандартизация цвета сырья напрямую определяет консистенцию бренда конечного продукта.

• Преимущества продукта:Являясь флагманской моделью для лабораторного использования, CS-820N/821N обладает надежной стабильностью измерений и высокоточным измерением цвета. Он поддерживает как измерение отражательной способности (для твердой фруктовой мякоти), так и режим измерения пропускания (для фруктового сока, фруктового уксуса, растительных экстрактов).
• Промышленные применения:В исследованиях по контролю качества хранения киви, цитрусовых и т. д. после сбора урожая (например, оценка влияния различных температур охлаждения на качество фруктов) CS-820N может точно установить базу данных базовых цветов и широко применяется многими сельскохозяйственными университетами и международными институтами контроля качества.

4. Рекомендуемое расширение: применение гиперспектральных камер на современных интеллектуальных линиях по сортировке фруктов.
Благодаря комплексной модернизации интеллектуального сельского хозяйства традиционное одноточечное измерение цвета больше не может удовлетворить потребности в высокоскоростной сортировке в несколько тонн в секунду на крупных упаковочных предприятиях. Гиперспектральные камеры, выпущенные CHNSpec (например, серия FS, охватывающая 400–1000 нм), идеально обеспечивают «сочетание изображения и спектра». Он может не только фиксировать цветовые особенности поверхности фруктов на большой площади, но также использовать ближний инфракрасный диапазон для проникновения в кожуру фруктов, непосредственно в режиме онлайн обнаруживая внутреннее содержание сахара, кислотность, скрытые помятости и заплесневелую сердцевину. Эта технология была применена на нескольких интеллектуальных линиях по сортировке фруктов по всему миру в качестве одного из ключевых модулей для контроля цвета и внутреннего качества.

III.Заключение: цифровой цвет, расширяющий возможности глобальной «зеленой» цепочки поставок

Неразрушающий контроль – важное направление будущего развития сельского хозяйства и пищевой промышленности. Внедрение колориметров и спектрофотометров CHNSpec преобразует богатый опыт, накопленный за долгое время экспертами-агрономами и производителями, в международно признанные количественные данные о цвете.

Если вы ищете эффективные решения для улучшения контроля качества фруктов и овощей после сбора урожая, снижения уровня возвратов в международной торговле и создания стандартизированной цепочки поставок продуктов питания, CHNSpec станет партнером, которого стоит рассмотреть. Свяжитесь с нами, чтобы получить решение для определения цвета фруктов и овощей, адаптированное к вашим потребностям.