近日，武(wu)漢大學(xué)電(dian)子信息(xi)學(xué)院(yuan)研究人員在國(guó)(guo)際食品(pin)期刊《Food Research International》(中科院(yuan)一區(qū)(qu)TOP，IF=8.0)發(fā)表了題為"Deep learning-based colorimetric indicator on polylactic acid packaging for nondestructive monitoring of fresh-cut fruits and vegetables"的(de)研究論文。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰(teng)拔Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測(cè)定青椒(jiao)的硬度和咀(ju)嚼性(xing)指標(biāo)。

果蔬的(de)易腐性(xing)對(duì)保持食品質(zhì)(zhi)量與安全(quan)構(gòu)成了重(zhong)大挑戰(zhàn)。然而(er)，當(dāng)前用于監(jiān)(jian)測(cè)鮮切果蔬(shu)新鮮度的方(fang)法仍存在局(ju)限。本研究(jiu)介紹了一種(zhong)基于(yu)深度學(xué)習(xí)(xi)的新型比(bi)色指示劑系(xi)統(tǒng)，該(gai)系統(tǒng)旨在(zai)對(duì)包裝于(yu)聚乳酸（PLA）袋中(zhong)的鮮切(qie)果蔬的新鮮(xian)度進(jìn)行無(wú)(wu)損監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)(tong)采用(yong)了一種(zhong)基于乙基(ji)纖維素(su)的指示劑(ji)（EMT），這種指示劑在(zai)儲(chǔ)存過(guò)(guo)程中，會(huì)隨二(er)氧化碳(tan)（CO?）濃度（0%–30%）的(de)變化(hua)呈現(xiàn)出(chu)明顯的顏色(se)轉(zhuǎn)變(bian)。除了具有敏感(gan)性外(wai)，EMT 還展現(xiàn)(xian)出優(yōu)(you)異的穩(wěn)定(ding)性和可(ke)重復(fù)(fu)使用性。此(ci)外，本(ben)研究shouci以鮮切青(qing)椒為模型，通過(guò)(guo)在機(jī)器學(xué)習(xí)(xi)中應(yīng)用特征提(ti)取算(suan)法（主成分分析(xi)（PCA）和 Fisher 線性判(pan)別分析（FLDA）），構(gòu)建(jian)了 “生理狀(zhuang)態(tài) — 新(xin)鮮度(du) — 指示(shi)劑顏色" 之間(jian)的關(guān)系。研(yan)究將(jiang)這種(zhong)相關(guān)性(xing)與用(yong)于圖像識(shí)別(bie)和分析的(de)深度學(xué)習(xí)算(suan)法相結(jié)(jie)合，該(gai)方法減輕或(huo)消除(chu)了由(you)人類視覺(jué)(jue)感知的(de)個(gè)體差(cha)異以(yi)及拍(pai)攝條件(jian)變化所導(dǎo)致(zhi)的識(shí)別誤差(cha)。結(jié)果表明，該(gai)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確(que)、快速且(qie)無(wú)損地評(píng)(ping)估鮮切青椒(jiao)的新(xin)鮮度，在 k 折交(jiao)叉驗(yàn)(yan)證下，MobileNetV3 - Small 模型的識(shí)(shi)別平均(jun)準(zhǔn)確率可達(dá) 96.09%。所(suo)提出的策略(lve)為監(jiān)測(cè)農(nóng)產(chǎn)(chan)品新鮮(xian)度提供了(le)一種高精度(du)、實(shí)時(shí)(shi)且無(wú)損的方法(fa)，在食品安全(quan)、健康監(jiān)測(cè)(ce)和環(huán)(huan)境保護(hù)(hu)領(lǐng)域具有潛(qian)在的應(yīng)用價(jià)值(zhi)。

果蔬的(de)軟化(hua)與weisuo、蛋白質(zhì)及(ji)多糖(tang)降解以及(ji)中央液(ye)泡破壞相關(guān)(guan)。本研究選取(qu)了硬度(du)和咀嚼性這(zhe)兩個(gè)關(guān)鍵質(zhì)地(di)指標(biāo)(biao)進(jìn)行研(yan)究，如(ru)圖 3d 所(suo)示。在儲(chǔ)(chu)存期間，青(qing)椒的硬度逐漸(jian)下降，且聚(ju)乳酸（PLA）包裝(zhuang)中的青(qing)椒硬(ying)度顯著(zhu)高于聚乙烯（PE）包(bao)裝的。這表明，在(zai)整個(gè)儲(chǔ)存過(guò)(guo)程中(zhong)，PLA 能更有效地(di)保持青椒的(de)質(zhì)地特性(xing)。

參考(kao)文獻(xiàn)：Shasha Zhang et al. Deep learning-based colorimetric indicator on polylactic acid packaging for nondestructive monitoring of fresh-cut fruits and vegetables. Food Research International, 2025。