盧軍 李婷 黃琪悅 張冬晨
摘要:水果機(jī)械分級研究中,常以人工分級所確定的級別作為分級標(biāo)準(zhǔn),故有必要對柑橘人工分級各要素進(jìn)行系統(tǒng)分析,以確保分級指標(biāo)的合理性,并為機(jī)械分級提供指導(dǎo)。以100個(gè)溫州蜜柑作為樣本,由6位鑒評人員組成的鑒評小組對每個(gè)樣本就6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了評估,以最后平均分作為每個(gè)樣本的總分。結(jié)果表明,橘皮顏色、水分和橘子軟硬程度對總分影響最大,橘子軟硬程度和水分有較高的相關(guān)性,且橘皮顏色、水分與口感之間的相關(guān)性較高。最后根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對柑橘的機(jī)器視覺分級給出了意見和建議。
關(guān)鍵詞:柑橘;分級;感官鑒評;相關(guān)性
中圖分類號:S666文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:0439-8114(2012)20-4631-03
柑橘是中國產(chǎn)量最大的水果種類之一,同時(shí)也是重要的外貿(mào)果品,但是由于采摘后檢測、分級技術(shù)落后,造成上市的柑橘等級混雜,良莠不齊,商品價(jià)值受到影響,特別是在國際市場上缺乏競爭力。目前中國的柑橘分級主要依靠人工完成,分級結(jié)果因勞動者的個(gè)體差異而一致性較差,效率較低[1,2]。利用機(jī)器視覺進(jìn)行柑橘分級可以同時(shí)對多個(gè)標(biāo)準(zhǔn),包括水果的尺寸大小[3]、顏色[3,4]、形狀[5-7]、表面缺陷等外觀品質(zhì)進(jìn)行綜合分級。其分級的客觀性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定、一致性好、效率高,而且非接觸、無傷害,是解決人工分級問題的有效途徑之一,也是目前計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的一個(gè)研究熱點(diǎn)[1,2]。針對人工感官鑒評的各個(gè)指標(biāo)及其相關(guān)性進(jìn)行定量的分析與評價(jià),可為機(jī)器視覺分級提供參考。
1材料與方法
1.1材料
于市場采購?fù)庥^差異較大、成熟程度不同的溫州蜜柑100個(gè)作為試驗(yàn)樣本,依序貼上標(biāo)簽,供感官鑒評試驗(yàn)使用。
1.2方法
1.2.1感官鑒評指標(biāo)分析參照溫州蜜柑的有關(guān)鑒評標(biāo)準(zhǔn)[1],對過去的鑒評方法進(jìn)行了部分修改,重點(diǎn)對橘皮顏色、光滑度、橘皮厚薄、橘子軟硬程度、口感和水分6項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評分,最后按總分從高到低將所有樣品得分劃分為4個(gè)區(qū)間,從而將樣品分為4個(gè)等級。具體評分標(biāo)準(zhǔn)如下。
橘皮顏色(10分):著色程度為九成及以上給10分,五至八成給7~9分,兩至四成給4~6分,一成及以下給1~3分。光滑度(10分):油胞細(xì)小、表皮光亮給7~10分,油胞較大、偶爾有疤痕給4~6分,有較多疤痕給1~3分。橘皮厚?。?0分):果皮很薄給7~10分,中等給4~6分,很厚給1~3分。橘子軟硬程度(10分):較軟給7~9分,較硬給4~6分,很硬和很軟給1~3分??诟校?0分):酸甜適口給7~9分,較酸給4~6分,非常酸或非常甜給1~3分。水分(10分):水分大給7~9分,水分適中給4~6分,水分少給1~3分。
1.2.2感官鑒評過程在2011年10月15~30日兩周內(nèi),于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院應(yīng)用物理系開放實(shí)驗(yàn)室,分4次對共100個(gè)柑橘樣本進(jìn)行了感官鑒評,就外形(橘皮顏色,光滑度,橘皮厚薄)、質(zhì)地(橘子軟硬程度)、風(fēng)味(口感,水分)共3個(gè)維度6個(gè)指標(biāo)獲取了100個(gè)樣本的感官鑒評數(shù)據(jù)。整個(gè)鑒評過程由食品質(zhì)量與安全專業(yè)的6名高年級本科生完成,每位鑒評人員對每個(gè)柑橘樣本就6個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評分,總分為60分,每個(gè)樣本每個(gè)指標(biāo)的最終得分為6個(gè)鑒評人員給分的平均值,每個(gè)樣本的總分為其6個(gè)指標(biāo)的平均分之和。
2結(jié)果與分析
2.1感官鑒評試驗(yàn)結(jié)果
通過對100個(gè)試驗(yàn)樣本總評得分進(jìn)行分析,得出其中最高分為46.83分,最低分為25.67分,均分為38.31分,標(biāo)準(zhǔn)差為5.08分,得分分布區(qū)間間距為21.16分。將分布區(qū)間4等分,每等分間距大小為5.29分,將所有柑橘分為4個(gè)等級。
4個(gè)等級水果的平均分如表1所示。由表1可知,4個(gè)等級的水果在橘皮顏色上的得分差異最大,而橘皮厚薄并沒有隨著等級的降低呈單調(diào)下降的趨勢。4個(gè)級別的柑橘各指標(biāo)得分的標(biāo)準(zhǔn)差如表2所示,由表2可知,各個(gè)級別各個(gè)指標(biāo)的得分分散程度不一樣,其中以4級果光滑度得分的分散程度最大。
2.2感官鑒評結(jié)果分析
2.2.1感官鑒評指標(biāo)的相關(guān)性分析為了對感官鑒評諸因素間的相互關(guān)系進(jìn)行分析,通過對100個(gè)樣本6個(gè)指標(biāo)的得分計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣,其結(jié)果如表3所示。由表3可知,橘皮顏色和總分的相關(guān)系數(shù)最高,而橘皮厚薄與總分的相關(guān)系數(shù)很低。6個(gè)指標(biāo)與總分的相關(guān)系數(shù)為橘皮顏色>水分>橘子軟硬程度>口感>光滑度>橘皮厚薄。另外,橘子軟硬程度與水分之間有高度的相關(guān)性,且橘皮顏色、水分與口感的相關(guān)性較高。
2.2.2感官鑒評各指標(biāo)得分及總分的散點(diǎn)圖為了更直觀地顯示各指標(biāo)得分的分布情況,分別繪制了100個(gè)樣本的各指標(biāo)得分-總分的散點(diǎn)分布圖,如圖1所示。由圖1A可知,一級果與二級果的橘皮顏色得分并沒有完全拉開,但一、二級果與三、四級果的橘皮顏色得分差異較明顯。由圖1B可知,一、二、三級果在光滑度得分上差異不明顯,但與四級果拉開了較大差距。由圖1C可知,4個(gè)級別的柑橘在橘皮厚薄得分上差異不明顯,這也印證了橘皮厚薄與總分相關(guān)性很小。由圖1D可知,一、二、三級果在橘子軟硬程度得分上有較明顯差異,但四級果的橘子軟硬程度得分分布區(qū)間很大,與其他3個(gè)等級沒有明顯差距。由圖1E可知,4個(gè)等級的水果在口感得分上具有較大差異。由圖1F可知,前3個(gè)等級的水果在水分得分上有比較明顯的差異,但四級果的水分得分分布比較分散,與三級果沒有明顯差異。
3小結(jié)與討論
本研究通過對柑橘感官鑒評諸要素綜合分析,以期為用機(jī)器視覺方法對柑橘分級提供一些指導(dǎo)性意見。研究發(fā)現(xiàn),橘皮顏色與總分有很高的相關(guān)性,這也保證了通過機(jī)器視覺方法對柑橘進(jìn)行分級的可行性[3,4]。另外,水分作為與總分相關(guān)性排位第二高的指標(biāo),也說明可以通過對水分進(jìn)行非接觸的無損檢測技術(shù)提高機(jī)器視覺分級方法的有效性。作為相關(guān)性第三高的橘子軟硬程度指標(biāo),可以考慮在流水線上安裝壓力傳感器,在橘子翻滾過程中對其軟硬程度進(jìn)行檢測。同時(shí),試驗(yàn)結(jié)果表明各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)得分與樣本總分的相關(guān)性大小有較大差異,表明在設(shè)計(jì)柑橘等水果的品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)時(shí),應(yīng)考慮每項(xiàng)指標(biāo)的重要性程度、給予不同的分值;在考慮采用多項(xiàng)指標(biāo)對水果進(jìn)行機(jī)器視覺分級時(shí),應(yīng)綜合考慮給予不同指標(biāo)以不同的權(quán)重,從而保證分級系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方案合理有效。
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