第九章食品的光學(xué)性質(zhì)食品外觀色澤與評(píng)價(jià)食品色度學(xué)表征食品顏色的測(cè)定應(yīng)用實(shí)例123主要內(nèi)容4食品的光物性與品質(zhì)5食品光學(xué)性質(zhì)應(yīng)用實(shí)例學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握光透性測(cè)定和光反射特性測(cè)定原理及應(yīng)用掌握延遲發(fā)光現(xiàn)象的定義及應(yīng)用掌握食品近紅外測(cè)定的原理及應(yīng)用掌握L*a*b*表色系的含義及所反映的食品特征第一節(jié)食品外觀色澤與評(píng)價(jià)顏色對(duì)人的影響不僅僅是視覺(jué)上的，而且賦予人們對(duì)食品品種、品質(zhì)優(yōu)劣、新鮮與否的聯(lián)想。色澤雖是外觀，但也反映了其味道，給人以滋味的感覺(jué)。在食品的感官品質(zhì)中，以“色”為先。一、食品的顏色與感覺(jué)一、食品的顏色與感覺(jué)例:日本咖啡店老板的實(shí)驗(yàn)：

紅、咖啡、黃、蘭四種顏色的杯子，品嘗同一種咖啡：

紅

90%的人感到咖啡太濃咖啡色

70%的人感到咖啡太濃

黃色

60%的人感到咖啡濃淡正好蘭色

100%的人感到咖啡味太淡一、食品的顏色與感覺(jué)橙黃色液體———桔子汁紅色透明液體———酸梅汁

一、食品的顏色與感覺(jué)“感覺(jué)轉(zhuǎn)移”Hall冰淇淋實(shí)驗(yàn)六種香精配不同色澤評(píng)價(jià)一、食品的顏色與感覺(jué)配色對(duì)食品的滋味有很大的襯托作用二、食品的色澤與食欲美國(guó)的Birren做過(guò)食欲與色澤的調(diào)查，結(jié)果如右圖所示：最能引起食欲的顏色為從紅色到橙色；黃色與橙色之間有一個(gè)低谷，然而過(guò)了黃色的黃綠色確實(shí)倒胃口的顏色。淡綠色，青綠色又使食欲增加，紫色食品一般難以接受。三、食品色彩的偏見(jiàn)與誤區(qū)例：Bruner實(shí)驗(yàn)用一張橙色的紙，剪成兩種食品的形狀，觀察結(jié)果番茄形：檸檬形：有紅色的感覺(jué)黃色三、食品色彩的偏見(jiàn)與誤區(qū)光源：陽(yáng)光、日光燈、鎢絲燈等，每一種照明都使同一個(gè)蘋(píng)果看起來(lái)不一樣。觀察者：每個(gè)人的眼睛靈敏度總是稍有差別的，甚至認(rèn)為色視覺(jué)正常的人，對(duì)紅或藍(lán)仍可能有所偏倚。還有一個(gè)人的視力通常隨年齡的增大而改變。

三、食品色彩的偏見(jiàn)與誤區(qū)尺寸：有人在查看了墻紙的小塊樣片后選擇了他認(rèn)為很好的一種，但當(dāng)墻紙貼到墻上去之后卻有覺(jué)得太亮了一點(diǎn)。覆蓋在大面積上的顏色比在小面積上的看起來(lái)更明亮和更鮮艷，這就是面積效應(yīng)。背景：放在明亮背景之前的蘋(píng)果看起來(lái)要比放在暗背景之前的暗淡，這就是對(duì)比效應(yīng)。方向：當(dāng)觀察顏色時(shí)，必須保持條件一致。

三、食品色彩的偏見(jiàn)與誤區(qū)對(duì)食品色光性質(zhì)測(cè)定的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)食品快速、無(wú)破壞、無(wú)損傷檢測(cè)。其他優(yōu)點(diǎn)：可全部逐個(gè)檢查；測(cè)定時(shí)間短，便于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

四、食品的色光性質(zhì)與品質(zhì)測(cè)定第二節(jié)色度學(xué)表征顏色光學(xué)基礎(chǔ)生理光學(xué)光度學(xué)色度學(xué)心理顏色一、視覺(jué)生理與光度人眼的可視范圍為380nm~780nm。

可見(jiàn)光譜長(zhǎng)波一端向短波一段的順序：紅色（700nm）、橙色（620nm）、黃色（580nm）、綠色（510nm）、藍(lán)色（470nm）、紫色（420nm）。眼睛對(duì)光線的敏感度包括:(1)對(duì)兩個(gè)不同發(fā)光點(diǎn)的分辨能力—稱視敏度。

(2)對(duì)各種光波刺激的感受敏銳程度。亮度—光源光線的強(qiáng)弱光度—眼睛對(duì)光線感受的程度。光度既受光線的強(qiáng)弱影響，又與視神經(jīng)對(duì)這一波段光線的刺激敏感程度有關(guān)。1.光度的概念2.光度學(xué)定義及其基本物理量定義:

在光學(xué)中研究光的發(fā)射、傳播、吸收和散射等過(guò)程中光的計(jì)量問(wèn)題的學(xué)科。也即對(duì)可見(jiàn)光能量計(jì)量的學(xué)科。研究?jī)?nèi)容:各種光量的定義及其單位的選定；（如發(fā)光強(qiáng)度、光通量、照度、亮度等）同其他物理量之間的關(guān)系；光量測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)量方法。

基本物理量：光通量：眼所能感覺(jué)到的輻射能量，它等于單位時(shí)間內(nèi)某一波段的輻射能量和該波段的相對(duì)視見(jiàn)率的乘積。單位為lm(lumen)，通常用φ來(lái)表示。照度：表示某一受光點(diǎn)單位面積的光通量。單位為

lm.m-2，通常用E來(lái)表示。光出射度：表示某發(fā)光點(diǎn)單位面積的發(fā)光光通量。單位為lm.m-2，通常用M來(lái)表示。亮度：指發(fā)光體單位面積在指定方向的明亮程度。單位為cd.m-2，通常用L來(lái)表示。3.光線的明暗明光視覺(jué)與弱光視覺(jué)人眼的兩種感光細(xì)胞:錐體細(xì)胞明視器官有辨色能力對(duì)光的敏感度高視桿細(xì)胞暗視器官不能感受顏色對(duì)弱光反應(yīng)靈敏

二、顏色的本質(zhì)與色光匹配

1.顏色感覺(jué)與混色

自然界中的光，有各種各樣的顏色。這些顏色一般都不是一種單色光，而是由許多單色光組合而成。人眼的光譜分析本領(lǐng)差，而混合本領(lǐng)卻很好，存在混色現(xiàn)象。混色效果發(fā)現(xiàn)：牛頓三棱鏡分解白光為7色三棱鏡分解白光示意圖牛頓色盤(pán)兩種單色光能混合成白光多種單色也能混合成白光物體的顏色（除發(fā)光體外）都是對(duì)照射光反射的結(jié)果——顏色的本質(zhì)

決定物體顏色的兩個(gè)因素：光源的光線（光譜組成）物體對(duì)各色光的反射率。

(物體對(duì)各波長(zhǎng)光反射率不同,反射的各色光按比例混合而成我們看到的物體的顏色)。白光是觀察物體的最普遍的光源條件。2.白光與標(biāo)準(zhǔn)光源(1)白光太陽(yáng)光是白光、白熾燈光是白光，需要對(duì)白光標(biāo)準(zhǔn)化。

CIE1931年對(duì)白光的最初規(guī)定：

白光:等能量光譜的光。(理論上成立，自然界難找到)還需規(guī)定能在現(xiàn)實(shí)中找到的接近白光的光源。在顏色的測(cè)定和管理中，使數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化,需要有一個(gè)嚴(yán)格的可以復(fù)制的光源作為標(biāo)準(zhǔn)白光。（2）標(biāo)準(zhǔn)光源CIE規(guī)定了幾種標(biāo)準(zhǔn)光源:標(biāo)準(zhǔn)光源名稱定義Ａ白熾光Ｂ正午的陽(yáng)光Ｃ陰天的日光Ｄ65平均的白天日光1.顏色的分類與特性白灰白淺灰中灰深灰灰黑黑顏色：物體對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收特性表現(xiàn)在人視覺(jué)上所產(chǎn)生的反映。可分為非彩色和彩色兩大類。非彩色—只有明度而無(wú)色相和彩度的一類顏色。包括從白到黑以及無(wú)數(shù)介于白黑之間的灰色。三、顏色的特性及顏色的混合純白是理想的全反射物體，光譜反射率ρ(λ)=1?，F(xiàn)實(shí)生活中并沒(méi)有純白和純黑的物體,一般：光譜反射率ρ(λ)>0.8時(shí)視為白色物體；光譜反射率ρ(λ)<0.04時(shí)視為黑色物體。光譜反射率：被物體反射的光通量與入射到物體的光通量之比。彩色—指黑白色系列以外的各種顏色。所有的彩色都對(duì)可見(jiàn)光內(nèi)的某一部分波長(zhǎng)有比較明顯的吸收。

彩色的特征：有色調(diào)、飽和度和明度三種特征。彩色的特征彩色的特征彩色特征的表達(dá)方法—顏色立體用一個(gè)三維空間的棗形立體將顏色的三種基本特性（明度、色調(diào)和飽和度）全部表示出來(lái)。縱坐標(biāo)表示明度，圍繞縱軸的圓環(huán)表示色相，離開(kāi)縱軸的距離表示飽和度。2.顏色的混合與匹配

根據(jù)三色學(xué)說(shuō)，人眼的色覺(jué)由紅、綠、藍(lán)三種感覺(jué)組合而成。因而通過(guò)紅、綠、藍(lán)三種顏色的適當(dāng)配比混合就可以得到任何一種自然顏色。

加法混色（同時(shí)加色法）格拉斯曼顏色混合定律1854年格拉斯曼將顏色光混合現(xiàn)象歸納以下規(guī)律：

⑴人的視覺(jué)只能分辨顏色的三種變化：亮度、色調(diào)、飽和度；⑵兩種顏色混合時(shí)的補(bǔ)色律和中間色定律；⑶感覺(jué)上相似的顏色，可以互相代替——代替律；⑷亮度相加定律：由幾個(gè)顏色組成的混合色的亮度，是各顏色光亮度的總和。

對(duì)視覺(jué)來(lái)說(shuō)，三原色實(shí)際上就是三種單色光波能量對(duì)視覺(jué)細(xì)胞的刺激。因此，也把三原色的能量強(qiáng)度稱為三刺激值。由于獨(dú)立的三種光刺激值，通過(guò)改變它們的相對(duì)量配比和亮度，可以配出任何一種顏色和亮度的光。那么，任何一種顏色就可以用三刺激值作為變量表示。

——這就是顏色數(shù)值表示的原理。目前對(duì)顏色的表達(dá)方法有兩大類：用顏色的三個(gè)基本特性：色調(diào)、明度和飽和度將各種顏色表現(xiàn)出來(lái)；

（從心理學(xué)角度出發(fā)，根據(jù)顏色的視覺(jué)特點(diǎn)。如孟塞爾顏色系列）以兩組視覺(jué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)建立的一套顏色表示、測(cè)量和計(jì)算方法。（從心理學(xué)和物理學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)；如CIE標(biāo)準(zhǔn)色度學(xué)系統(tǒng)）四、顏色的物理表達(dá)1.CIE—RGB表色系

1931年，RGB表色系是取三原色(Red：700nm；Green：546.1nm；Blue：435.8nm)為色品三角三個(gè)頂點(diǎn)，對(duì)等能量單色光譜用標(biāo)準(zhǔn)觀察者求出它們的同色光三刺激值曲線。2.CIE—XYZ表色系在RGB系統(tǒng)基礎(chǔ)上，CIE用數(shù)學(xué)方法從真實(shí)的三原色推算到出理論的三原色（即虛構(gòu)的X、Y、Z的三原色）。目的：消除出現(xiàn)負(fù)值整個(gè)光譜軌跡都在色品三角形內(nèi)。3.孟塞爾色彩圖孟塞爾所創(chuàng)建的顏色系統(tǒng)是用顏色立體模型表示顏色的方法。

由中央軸向水平方向投射的角代表色調(diào)，各個(gè)中心角代表10種色調(diào)。

色調(diào)：10種基本色：5種主要色調(diào)紅(R)﹑黃(Y)﹑綠(G)﹑藍(lán)(B)﹑紫(P)和5種中間色調(diào)黃紅(YR)﹑綠黃(GY)﹑藍(lán)綠(BG)﹑紫藍(lán)(PB)﹑紅紫(RP)。每種色調(diào)又可分成10個(gè)等級(jí)，每種再細(xì)分為10等份（1~10），色圓有100的色調(diào)。標(biāo)準(zhǔn)色的表示任何顏色都可以用顏色立體模型上的色調(diào)﹑明度值和彩度這3項(xiàng)坐標(biāo)加以標(biāo)定。標(biāo)定方法是先寫(xiě)出色調(diào)H﹐然后寫(xiě)出明度值V，在斜線后寫(xiě)彩度﹐即：色調(diào)明度/彩度例如:紅色“5R4/14”

色彩圖的優(yōu)點(diǎn)：一目了然，簡(jiǎn)單直觀,知道標(biāo)號(hào)就可想像出顏色4.LAB表色系統(tǒng)亦稱均勻色立體表色系統(tǒng)或L*a*b*表色系以色度學(xué)為基礎(chǔ)建立，卻吸收了孟塞爾顏色表色系統(tǒng)的直觀的優(yōu)點(diǎn)。L*--明度L*=0黑色L*=100白色

a*,b*值決定色調(diào),表示顏色的彩度；為色調(diào)角優(yōu)點(diǎn)：精確地表示各種色調(diào)，方便兩種色調(diào)間色差的表示，表色系兩點(diǎn)間的距離就可以表示兩對(duì)應(yīng)顏色的差。與XYZ存在的轉(zhuǎn)換關(guān)系：第三節(jié)食品顏色的測(cè)定測(cè)定食品顏色時(shí)的注意事項(xiàng)試樣的制作顏色的測(cè)定色差儀別名：測(cè)色儀英文名稱：Colorimeter原理：以刺激值ＸＹＺ為基礎(chǔ)形式：手持式，便攜式、臺(tái)式；反射式（主要形式）、透射式。數(shù)據(jù)：?jiǎn)为?dú)數(shù)顯示，或與電腦聯(lián)。表色系統(tǒng):XYZ、CIELAB、HunterLab等（可以互換）輸出：打印，電子文件等。樣品形式：固體、粉體、液體。各種形式色差儀

3.1測(cè)定食品顏色時(shí)的注意事項(xiàng)1）凡是液體食品或是有透明感的食品，再用光照射時(shí)，不僅有反射光，還有一部分為透射光。因此，使用儀器的測(cè)定值往往與眼睛的判斷產(chǎn)生差異。2）在測(cè)定固定食品時(shí)，往往顏色并不均勻，眼睛的觀察往往是總體印象。用儀器測(cè)定時(shí)，只局限于被測(cè)定點(diǎn)的較小面積，所以要注意到儀器測(cè)值與目測(cè)顏色印象的差異。3）測(cè)定顏色的方法不同，儀器不同，都可能造成顏色值的不同。3.2試樣的制作1）對(duì)于固體食品，測(cè)定時(shí)要盡量使表面平整，在可能的條件下最好把表面壓平。2）對(duì)于糊狀食品，要采用適當(dāng)?shù)姆椒?，使食品中各成分混合均勻?）顆粒食品測(cè)定時(shí)，盡量使顆粒大小一致。4）果汁類相當(dāng)透明液體顏色的測(cè)定，應(yīng)使試樣面積大于光照射面積，否則光會(huì)散射出去。5）當(dāng)測(cè)定透過(guò)色光時(shí)，應(yīng)盡量將試樣中的懸浮顆粒用過(guò)濾或離心分離的方法除去。6）對(duì)顏色不均勻的平面或混有顏色不同顆粒的食品，可以使試樣在測(cè)定時(shí)旋轉(zhuǎn)，已達(dá)到混色效果。3.3顏色的測(cè)定主要有：比色分析法光電反射光度法3.3.1比色分析法

指應(yīng)用單色性較差的光（即波長(zhǎng)范圍較寬）與被測(cè)物質(zhì)作用而建立的分析方法。只在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)使用，可分為目視比色法和光電比色法。1）目視比色法

指用眼觀察比較溶液顏色深淺來(lái)確定物質(zhì)含量或溶液濃度的方法。目視比色法常用的是標(biāo)準(zhǔn)系列法，有標(biāo)準(zhǔn)色卡對(duì)照法和標(biāo)準(zhǔn)液比較法。

標(biāo)準(zhǔn)色卡對(duì)照法：國(guó)際上使用的一般都是根據(jù)色彩圖指定的標(biāo)準(zhǔn)色卡，用標(biāo)準(zhǔn)色卡與試樣比較顏色時(shí)，光線非常重要，一般要采用國(guó)際照明協(xié)會(huì)所指定的標(biāo)準(zhǔn)光源，光線的照射角度也要求為45度，在比較時(shí)，色卡與試樣的觀察面積不同也影響判斷的正確性，所以要求對(duì)試樣進(jìn)行一定的遮擋。標(biāo)準(zhǔn)色卡目測(cè)法在食品上常用的有谷物、淀粉、水果、蔬菜等規(guī)格等級(jí)的鑒定。標(biāo)準(zhǔn)液比較法：主要用來(lái)比較液體食品的顏色，其中標(biāo)準(zhǔn)液多用化學(xué)藥品溶劑制成。除目測(cè)法外，在比較標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)也可以使比色計(jì)來(lái)測(cè)定，例如，對(duì)食用油就可以采用威桑比色計(jì)來(lái)進(jìn)行顏色測(cè)定。這種簡(jiǎn)單比色計(jì)可大大提高比較的準(zhǔn)確性。2）光電比色法

光電管比色計(jì)實(shí)際上是以光電管代替目測(cè)，以減少誤差的一種儀器測(cè)定方法。這種儀器由彩色濾光片、透過(guò)光接受光電管和與光電管連接的電流計(jì)組成。該儀器主要用來(lái)測(cè)定液體試樣色的濃度，所以常以無(wú)色標(biāo)準(zhǔn)液為基準(zhǔn)。3.3.2光電反射光度法

光電反射光度計(jì)亦稱色彩色差計(jì)，這種儀器可以用光電測(cè)定的方法，迅速、準(zhǔn)確、方便地測(cè)出各種試樣被測(cè)位置的顏色。色彩色差計(jì)目前種類很多，有測(cè)定大面積的也有測(cè)定小面積的；有測(cè)定帶光澤表面的，也有測(cè)透明液體顏色的。從結(jié)構(gòu)原理上主要有兩種類型：直接刺激值測(cè)定法和分光測(cè)定法。第四節(jié)食品光學(xué)測(cè)定原理及應(yīng)用一、光物性基本概念1、光透過(guò)度（transmittance）當(dāng)光波通過(guò)介質(zhì)時(shí)，光的強(qiáng)度下降，主要原因是有介質(zhì)材料對(duì)光的吸收、反射、散射等。

光透過(guò)度或透光率：T＝I2/I1內(nèi)部光透過(guò)度T1的負(fù)對(duì)數(shù)值成為吸光度或吸光率（absorbance）：A＝lgT1=－lg(I/I1)2、光密度（opticaldensity）：光密度為透光率倒數(shù)的對(duì)數(shù)，D＝lg(1/T)

3、光反射率（reflectance，R）:

光反射率為從物體反射出來(lái)的輻照能與向物體表面入射能之比。4.熒光現(xiàn)象：是當(dāng)一種波長(zhǎng)的光能照射物體時(shí)，可激發(fā)被照射物發(fā)出不同于照射波波長(zhǎng)的其他波長(zhǎng)的光能。5.延遲發(fā)光現(xiàn)象：當(dāng)用一種光波照射物體，在照射停止后，所激發(fā)的光仍能繼續(xù)放射一段時(shí)間的現(xiàn)象。一、光物性基本概念光波透過(guò)一定厚度的介質(zhì)材料后，其光強(qiáng)減弱程度與光在介質(zhì)中經(jīng)歷的路程和介質(zhì)的特性有關(guān)，即光強(qiáng)的減少量與光強(qiáng)及介質(zhì)厚度成正比，比例系數(shù)稱為吸光系數(shù)。朗伯定律：當(dāng)光波被透明溶液中溶解的物質(zhì)吸收時(shí)，吸光系數(shù)與溶液濃度成正比。比爾定律：被吸收的光能與光路中吸光的分子數(shù)成正比，即可以通過(guò)測(cè)定吸光系數(shù)求出透明液體的濃度。二、食品光學(xué)測(cè)定原理要使比爾定律成立，需要光路中吸收光的每個(gè)分子對(duì)光的吸取不受周圍分子影響。即當(dāng)溶液濃度達(dá)到足以使分子間的相互作用影響對(duì)光能的吸收時(shí)，比爾定律所表現(xiàn)出的關(guān)系就會(huì)出現(xiàn)誤差。全波長(zhǎng)掃描：使用儀器的有效波長(zhǎng)范圍（如190nm-1100nm），按照一定的波長(zhǎng)間隔來(lái)對(duì)樣品進(jìn)行全波長(zhǎng)掃描。二、食品光學(xué)測(cè)定原理光譜曲線：掃描出來(lái)的吸光度值（或者透光率）和波長(zhǎng)的關(guān)系曲線。實(shí)際測(cè)定時(shí)，常使用光密度（D）作為測(cè)定指標(biāo)。根據(jù)比爾定律，溶液的某特定波長(zhǎng)的光密度正比于吸光物質(zhì)濃度和它在該波長(zhǎng)時(shí)的吸收系數(shù)。對(duì)食品品質(zhì)測(cè)定時(shí)，用D值不方便，應(yīng)用較多的是用兩個(gè)波長(zhǎng)的光密度差ΔD（或ΔA）來(lái)確定食品的光透過(guò)特性。----分光光度計(jì)是以光透過(guò)度為測(cè)量基礎(chǔ)。反射光特性的測(cè)定與透射光的測(cè)定類似，也利用反射光密度差來(lái)進(jìn)行測(cè)定。二、食品光學(xué)測(cè)定原理1.光透過(guò)性質(zhì)的測(cè)定方法和應(yīng)用差分儀——用來(lái)測(cè)定ΔD的儀器透光測(cè)定法是食品無(wú)損檢測(cè)的一種常用方法，典型應(yīng)用有果蔬成熟度的檢測(cè)、谷類水分含量測(cè)定、玉米霉變損傷檢測(cè)、碎米程度、食品顏色、雞蛋內(nèi)血絲混入檢測(cè)等。測(cè)試原理：食品中與光透過(guò)有關(guān)的物質(zhì)或色素，必須和食品的品質(zhì)項(xiàng)目有好的相關(guān)關(guān)系。測(cè)定果實(shí)的成熟度，是利用果實(shí)中葉綠素含量與成熟度明顯相關(guān)的規(guī)律。類似的有關(guān)物質(zhì)還有花青素、胡蘿卜素等。三、食品光學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用

1.光透過(guò)性質(zhì)的測(cè)定方法和應(yīng)用對(duì)花生熟度的測(cè)定：隨著花生的成熟，光密度減少；成熟花生油的透光性比生花生油好。對(duì)食品水分的測(cè)定，主要水吸收光譜的特征吸收帶。果實(shí)內(nèi)部的空洞、褐變、病變等也可以通過(guò)透光法測(cè)定。根據(jù)透光檢測(cè)，開(kāi)發(fā)出了自動(dòng)選果機(jī)。2.

三、食品光學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用2.反射光特性的測(cè)定用于對(duì)水果表皮的顏色、成熟度或傷疤的檢測(cè)。3.延遲發(fā)光現(xiàn)象的利用延遲發(fā)光即DLE具有暗期恢復(fù)(darkrecovery)、光飽和與感溫性等特點(diǎn)。常用于含葉綠素的果蔬類食品檢測(cè)。

三、食品光學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用三、食品光學(xué)性質(zhì)的應(yīng)用4.食品近紅外線測(cè)定的原理和應(yīng)用近紅外線的范圍為可見(jiàn)光到紅外線，常用波長(zhǎng)為0.7~3.0μm的光波。利用食品成分對(duì)近紅外的吸收特性，可對(duì)谷類、乳制品、肉制品和飼料等的水分、蛋白、脂質(zhì)、糖質(zhì)、氨基酸等進(jìn)行有效的無(wú)損檢測(cè)。原理：當(dāng)近紅外線光波頻率與分子構(gòu)造中原子結(jié)合振動(dòng)頻率相同或呈倍數(shù)關(guān)系時(shí)，該波長(zhǎng)的波就被食品吸收。食品大多由多種成分組成，因此吸收光譜是一個(gè)疊加而成的總和，需要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)確定吸收比例之后，再根據(jù)多元回歸分析得到結(jié)構(gòu)或含量。第五節(jié)應(yīng)用實(shí)例一、利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行水果品質(zhì)高速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分級(jí)1）機(jī)器視覺(jué)技術(shù)簡(jiǎn)介機(jī)器視覺(jué)技術(shù)（machinevisiontechnology）是隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而開(kāi)拓出來(lái)的一個(gè)新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。機(jī)器視覺(jué)是利用一個(gè)用以代替人眼的圖像傳感器，獲取一個(gè)物體的圖像，將圖像轉(zhuǎn)換成一個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，并利用一個(gè)用以代替人腦的計(jì)算機(jī)來(lái)分析圖像并完成一個(gè)與視覺(jué)有關(guān)的任務(wù)。它是計(jì)算機(jī)、光學(xué)、數(shù)學(xué)、信息論、模式識(shí)別、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、人工智能、自動(dòng)化、CCD技術(shù)、視覺(jué)學(xué)、心理學(xué)、腦科學(xué)、數(shù)字圖像處理等眾多學(xué)科交叉綜合的一門(mén)學(xué)科。2）水果品質(zhì)高速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分級(jí)系統(tǒng)Y.Tao研制成功了MERLIN高速高頻機(jī)器視覺(jué)水果分級(jí)系統(tǒng)，該機(jī)器可用于蘋(píng)果、橘子等水果的分級(jí)。目前，該系統(tǒng)已廣泛用于各類水果的分級(jí)。多攝像機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意一、利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行水果品質(zhì)高速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分級(jí)1）超弱發(fā)光技術(shù)簡(jiǎn)介超弱發(fā)光（Ultraweakbioluminescence）是任何有生命的物質(zhì)都發(fā)射的一種超弱光子流，其發(fā)射光譜是從紅外經(jīng)可見(jiàn)到近紫外的很寬光譜。我國(guó)超弱發(fā)光研究起步較晚，在農(nóng)業(yè)方面特別是對(duì)種子的抗性、發(fā)芽率與超弱發(fā)光的關(guān)系等研究較多。但用于果蔬分級(jí)檢測(cè)方面的研究還比較少，目前還處于嘗試階段。與應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺(jué)進(jìn)行果蔬檢測(cè)分級(jí)相比，除具有無(wú)損傷檢測(cè)的特點(diǎn)外，由于超弱發(fā)光是測(cè)試活體物質(zhì)的生命活性，故能更好地檢測(cè)果蔬內(nèi)部的變化情況，因而，檢測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確、客觀。二、利用生物超弱發(fā)光技術(shù)進(jìn)行果蔬的檢測(cè)與分級(jí)2）光子成像探測(cè)系統(tǒng)光子成像探測(cè)系統(tǒng)的測(cè)試原理是將生命樣品置于黑暗環(huán)境中，用靈敏度極高的光探測(cè)器接受來(lái)自樣品的超弱發(fā)光，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再用電路放大，用計(jì)算機(jī)分析處理，從而獲得樣品的發(fā)光信息。二、利用生物超弱發(fā)光技術(shù)進(jìn)行果蔬的檢測(cè)與分級(jí)二、利用生物超弱發(fā)光技術(shù)進(jìn)行果蔬的檢測(cè)與分級(jí)下圖所示為HAMAMATSU公司生產(chǎn)的超弱發(fā)光圖像探測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由圖像增強(qiáng)器、圖像處理器、攝像系統(tǒng)等組成，是以微通道板像增強(qiáng)器為主的超弱發(fā)光圖像探測(cè)系統(tǒng)。3）番茄成熟度的超弱發(fā)光檢測(cè)①測(cè)試方法：利用圖9-34所示的超弱發(fā)光測(cè)試系統(tǒng)，使用前先將儀器開(kāi)機(jī)預(yù)熱30min，再將樣品置于暗室的黑箱中，靜置5min后測(cè)試。②番茄成熟度的超弱發(fā)光檢測(cè)結(jié)果與分析：按照GB8852-1988中所界定的番茄成熟期的標(biāo)準(zhǔn)，分別測(cè)試了未熟期、綠熟期、紅熟期、紅熟后期過(guò)熟期番茄的超弱發(fā)光強(qiáng)度，列于表9-6中。二、利用生物超弱發(fā)光技術(shù)進(jìn)行果蔬的檢測(cè)與分級(jí)二、利用生物超弱發(fā)光技術(shù)進(jìn)行果蔬的檢測(cè)與分級(jí)實(shí)驗(yàn)表明，番茄的發(fā)光強(qiáng)度與其成熟有很大的關(guān)系，成熟度越低，發(fā)光強(qiáng)度越高。一般來(lái)說(shuō)，果蔬的超弱發(fā)光越強(qiáng)，其生理生活反應(yīng)越活躍，表明其代謝越強(qiáng)。1）食品顏色定量化測(cè)試與評(píng)價(jià)的基本原理食品顏色的定量化測(cè)試是基于CIE1976L*a*b*表色系統(tǒng)對(duì)食品的相關(guān)色度學(xué)指標(biāo)加以測(cè)試計(jì)算，從而獲得食品的色差來(lái)定量化評(píng)價(jià)食品的顏色。CIE1976L*a*b*表色系統(tǒng)的主要組成如下圖。表色系統(tǒng)中立軸代表明度，用L*表示，L*=100為白色，L*=0為黑色，中間有100個(gè)等級(jí)，代表不同的灰度。與立軸垂直的平面分為4個(gè)像素，+a*代表紅色，-a*代表綠色，+b*代表黃色，-b*代表藍(lán)色。a*、b*、c*絕對(duì)值越大，色差越飽和，越純正。三、食品顏色的定量化測(cè)試及評(píng)價(jià)色差值與觀察感覺(jué)L*a*b*表色系不僅可以精確地表示各種色調(diào)，它也為兩種色調(diào)之間的差，即色差的表示帶來(lái)了方便。尤其是在研究或測(cè)定近似顏色的差別程度，或食品的變色程度時(shí)，勻色空間L*a*b*表色系上兩點(diǎn)間的距離ΔE*ab就可以表示兩對(duì)應(yīng)顏色的差。ΔL*Δa*Δb*分別為兩點(diǎn)間三坐標(biāo)值的差。為實(shí)際的色空間兩點(diǎn)間距離，稱為NBS（NationalBureauofStandards）單位，它與觀察感覺(jué)的關(guān)系如下表所示。ΔE*ab值與觀察感覺(jué)ΔE*ab值感覺(jué)到的色差程度0~0.5極小的差異0.5~1.5稍有差異1.5~3.0感覺(jué)到有差異3.0~6.0較顯著差異6.0~12.0很明顯差異>12.0不同顏色根據(jù)色差計(jì)測(cè)色后顯示的數(shù)據(jù)結(jié)果，進(jìn)行如下分析：

△E總色差的大小△E=[(△L)+(△a)+(△b)]1/2△L=L樣品-L標(biāo)準(zhǔn)（明度差異）△a=a樣品-a