研究人员利用激光多普勒测振法无损鉴别牛油果成熟度
2020-05-10 11:22:20   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

克兰菲尔德大学（Cranfield University）开发的光学振动评估方法可以将牛油果损耗减少10%。

据麦姆斯咨询报道，英国克兰菲尔德大学使用激光和振动测试单个水果的共振频率，无需破坏牛油果，就能提供可靠的成熟度结果评估。这种测量牛油果成熟度的技术可以减少10%的浪费，从而满足消费者对即食水果的需求。

烤吐司的水果搭配：LDV测试出的完美牛油果

多达30%的牛油果因分级检测时造成损害而被浪费，另有5%的损失出现在零售阶段。目前测试果实成熟度的方法是在水果中推入一个气动装置，或者手动测试。

克兰菲尔德大学采用了一种更常用于汽车工厂大型工程零部件均匀性测试的技术，即激光多普勒测振法（Laser Doppler vibrometry, LDV），通过向水果发射激光，测量折射光，并利用较小的振动来测试共振频率。

振动是由一个简单的自动敲击水果的装置引起的。LDV测试被证明可以准确预测牛油果的即食阶段。这项成果发布于《生物系统工程》(Biosystems Engineering)，论文题目为《利用激光多普勒振动法实现对牛油果实成熟度的无损鉴别》（Non-destructive discrimination of avocado fruit ripeness using laser Doppler vibrometry）。

激光多普勒振动法检测牛油果实成熟度的原理示意图

测试其它水果的潜力

克兰菲尔德大学环境与农业食品系主任Leon Terry教授说：“硬果的频率比软果高，所以我们计算出了成熟牛油果的最佳频率，并通过LDV测试对其进行了精确测量。保证水果不受损是非常有益的，可以大大减少浪费。我们开发的测试方法还可以推广到其它水果。”

英国每年进口近10万吨牛油果，并且对牛油果的需求量越来越大，因此，预测牛油果的成熟程度对供应商和零售商都大有裨益。牛油果价格昂贵，可以在传送带上传送，这意味着LDV可以对其逐个进行测试。在此基础上，已经得到成熟应用的自动分选机可以把成熟的水果和未成熟的水果进行分拣。

研究人员Sandra Landahl博士补充说：“我们在真实的工厂生产线、实验室均测试了LDV的准确性，该方法具有在不破坏果实的前提下精确测量果实成熟度的真正潜力。如果研发成功，一个简单的‘交通灯’系统就可以把水果分成已成熟、需丢弃和需储存三类，在供应链中的该节点就解决食品浪费问题。”

克兰菲尔德大学正在联合领导新的BBSRC（英国生物技术与生物科学研究理事会）Quality and Food Loss Network（质量和食品损失网络），这是一项新的倡议，旨在促进研究人员与产业界合作找到解决供应链面临的巨大食品浪费的方案。

论文摘要

发表于《生物系统工程》的论文摘要指出：“消费者对即食牛油果的需求越来越大，但如果供应达不到消费者的预期，就会出现投诉，从而导致巨大浪费和成本增加。对牛油果这种水果来讲，由于破坏性试验和不准确的硬度评估造成的浪费是很严重的。”

“这项研究的目的是评估LDV是否能够评估牛油果成熟程度。数据来源于两组试验，选用产自智利和西班牙的进口‘哈斯’牛油果，成熟温度分别为12℃和18℃。”

“在保质期内，记录标准力-变形测量值，以及单个或同时的双振动时间信号，并根据呼吸和非结构碳水化合物含量进行评估。用LDV法测得的果实在成熟过程中的共振频率降低了2~4倍，这与硬度降低相对应。证明了LDV系统在不同成熟度阶段之间的无损鉴别能力。”

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2020.04.001