基于理化指标和电子鼻的果园荔枝成熟度识别方法-农业机械学报.pdf

２０１５年 １２月 农 业 机 械 学 报 第 ４６卷 第 １２期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１５．１２．０３０ 基于理化指标和电子鼻的果园荔枝成熟度识别方法 １，２ １，２ １，２ １，２ １，２ １，２ 徐　赛 　陆华忠 　周志艳 　吕恩利 　姜焰鸣 　王亚娟 （１．华南农业大学工程学院，广州 ５１０６４２； ２．华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点实验室，广州 ５１０６４２） 摘要：采用理化指标和电子鼻识别２种方法分别对６个成熟度（ｐ１～ｐ６）的果园荔枝进行识别。理化指标采样数据 显示，荔枝果实直径、果核直径和果实净质量均随着果实的成熟而增大。ｐ１—ｐ４阶段，荔枝果皮绿色和黄色不断加 深，亮度不断增大。ｐ４—ｐ６阶段，荔枝果皮亮度先增大后减小，颜色迅速变红，黄色成分先增加后减少。提取特征 值后，采用主成分分析（ＰＣＡ）、线性判别分析（ＬＤＡ）、ＢＰ神经网络（ＢＰＮＮ）、简单相关分析（ＳＣＡ）、典型相关分析 （ＣＣＡ）进行数据处理。理化指标识别法结合 ＰＣＡ和ＬＤＡ对果园荔枝成熟度识别的正确率均为 １００％，能够较好地 进行识别。但 ＰＣＡ识别结果中ｐ１、ｐ２和ｐ３的距离较近，实际应用中易发生混淆。电子鼻识别法结合 ＰＣＡ和 ＬＤＡ 分析均无法较好地对果园荔枝成熟度进行识别，电子鼻识别法结合 ＢＰＮＮ对果园荔枝识别训练集的回判正确率为  １００％，测试集的识别正确率为９２％，识别效果较好。ＳＣＡ分析结果表明，在荔枝成熟过程中，除色差 Ｌ 值外，其他 各项理化指标均与电子鼻部分传感器的响应信号显著相关。ＣＣＡ分析结果表明，电子鼻响应信号与理化指标整体 相关性显著，电子鼻整体信号与部分理化指标相关性显著。证明了理化指标和电子鼻均能有效地识别水果品质信 息变化，并为电子鼻替代理化指标识别法在水果品质信息监测上的应用提供了参考。 关键词：荔枝　果园　电子鼻　理化指标　成熟度　相关分析 中图分类号：Ｓ２４；Ｓ１２６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１５）１２０２２６０７ ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｉｔｃｈｉ’ｓＭａｔｕｒｉｎｇＳｔａｇｅｉｎＯｒｃｈａｒｄＢａｓｅｄｏｎ ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｅｘｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＮｏｓｅ １，２ １，２ １，２ １，２ １，２ １，２ ＸｕＳａｉ　ＬｕＨｕａｚｈｏｎｇ 　ＺｈｏｕＺｈｉｙａｎ 　ＬüＥｎｌｉ　ＪｉａｎｇＹａｎｍｉｎｇ 　ＷａｎｇＹａｊｕａｎ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２，Ｃｈｉｎａ ２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＭａｃｈｉｎｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｕｓｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｎｏｓｅｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｆｏｒｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｏｆｆｒｕｉｔ，ｔｈｅｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｅｘｅｓｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｎｏｓｅｉｄｅｎｔ