于梅君

主筆：于梅君

上市場買水果，你是不是全靠“眼力+運(yùn)氣”？掂一掂、嘗一嘗，可仍不小心就會(huì)買到酸掉牙的橘子或敗絮其中的西瓜。其實(shí)，果蔬如今也有了“翻譯器”，無損檢測(cè)技術(shù)能直接透視其“內(nèi)心”，告訴你甜不甜、脆不脆，是不是很神奇？

傳統(tǒng)檢測(cè)有痛點(diǎn)，無損檢測(cè)閃亮登場

多數(shù)人判斷果蔬好不好，全靠“三板斧”：眼睛看顏值、手指捏軟硬、嘴巴嘗味道。要是在超市里，這套方法還湊合，但到了大規(guī)模種植基地，它們就顯得力不從心了。

比如，果農(nóng)為了檢測(cè)糖度，可能要吭哧吭哧切開上百個(gè)水果，檢測(cè)完的果子全成了廢品，造成浪費(fèi)；而且，人工檢測(cè)不僅效率低，不同人判斷標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

如今，隨著科技發(fā)展，果蔬檢測(cè)已不再需要切開就能知道甜度、水分和新鮮度！無損檢測(cè)技術(shù)，就像農(nóng)業(yè)界的“超級(jí)特工隊(duì)”，能讓果蔬主動(dòng)“報(bào)出甜度”“曬出健康值”，堪稱現(xiàn)實(shí)版“讀心術(shù)”，輕輕松松扒開果蔬的“小心思”。

無損檢測(cè)技術(shù)正悄然重塑果蔬產(chǎn)業(yè)鏈，從土壤墑情到果實(shí)糖度，從病蟲害預(yù)警到儲(chǔ)運(yùn)變質(zhì)監(jiān)測(cè)，讓農(nóng)產(chǎn)品在全生命周期“主動(dòng)訴說”自身狀態(tài)，成為助力智慧農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“黑科技”。

近紅外光譜：果蔬的“甜度探測(cè)器”

想象一下，你拿著一盞“魔法手電筒”照向水果，不用切開，就能知道它肚子里藏著多少糖分、水分和硬度，這就是近紅外光譜技術(shù)的神奇之處！

近紅外光，是一種人眼看不見的光線，它卻能穿透果蔬的表皮，與內(nèi)部的化學(xué)成分發(fā)生“互動(dòng)”。利用近紅外光照射，果蔬中的糖、水分、蛋白質(zhì)等成分，會(huì)吸收特定波長的光，就像每個(gè)人都有獨(dú)特的指紋一樣，不同成分吸收光的模式，也形成了獨(dú)一無二的“光譜指紋”。

通過精密的光譜儀收集這些反射回來的光信號(hào)，并利用先進(jìn)的算法進(jìn)行分析，就能準(zhǔn)確計(jì)算出果蔬的糖度、酸度、水分含量等關(guān)鍵指標(biāo)。如今，這種技術(shù)已在水果采摘、分選和倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)得到廣泛應(yīng)用。

在浙江象山，當(dāng)?shù)睾献魃缡褂霉庾V儀對(duì)柑橘進(jìn)行分選，將糖度≥12°的優(yōu)質(zhì)果單獨(dú)包裝，電商平臺(tái)售價(jià)提高了30%，次果率從25%降至12%。

在番茄加工廠，工人用近紅外光譜儀對(duì)番茄進(jìn)行硬度檢測(cè)。儀器掃描后，自動(dòng)將番茄分為“軟”“中”“硬”三級(jí)，并標(biāo)注最佳加工用途（如醬料、切片或鮮食）。工廠根據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)整生產(chǎn)線，產(chǎn)品合格率提升30%。

江蘇大學(xué)郭志明教授團(tuán)隊(duì)發(fā)明了手機(jī)大小的檢測(cè)儀，對(duì)準(zhǔn)蘋果“咔嚓”一掃——糖度、硬度、維生素C含量立刻顯示！原理很簡單：水果內(nèi)部的糖、水等分子遇到近紅外光，會(huì)反射獨(dú)特的“光指紋”，儀器解碼“指紋”就能“讀心”。果農(nóng)可以用它來決定采摘時(shí)間，超市采購商用它驗(yàn)貨。

在生長和儲(chǔ)運(yùn)過程中，柑橘會(huì)面臨一種嚴(yán)重病害——柑橘黃龍病，俗稱柑橘“癌癥”。科研人員已致力于利用近紅外光譜技術(shù)來快速診斷柑橘黃龍病，未來有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、早期快速檢測(cè)。

在國外，這種技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。比如，新西蘭Zespri公司采用近紅外分選線，每小時(shí)檢測(cè)3噸獼猴桃，確保出口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。美國加州一些酒莊用光譜技術(shù)篩選釀酒葡萄，糖酸比合格率提升95%。

低場核磁共振：果蔬界的“照妖鏡”

如果說近紅外光譜是掃描外表，低場核磁共振儀就是直接鉆進(jìn)果蔬身體里當(dāng)“偵探”。它利用磁場，讓果蔬里的水分子、有機(jī)分子“跳起搖擺舞”，不同狀態(tài)的分子跳舞節(jié)奏不同，通過捕捉這些信號(hào)，就能發(fā)現(xiàn)蘋果內(nèi)部有沒有悄悄長黑斑、獼猴桃有沒有軟爛變質(zhì)。這項(xiàng)技術(shù)讓不少黑心商家無所遁形，網(wǎng)友戲稱它是“果蔬界的照妖鏡”！

水果里的水分，主要分為三種，結(jié)合水可視為“粘人精”，它緊緊抱住果肉，跑不掉；束縛水可視為“小懶蟲”，偶爾動(dòng)一動(dòng)，不太活躍；自由水則是“消遙派”，到處亂跑，最容易流失。

低場核磁共振技術(shù)能拍出水分分布的“CT圖”，告訴你哪種果蔬水分較多、哪種較少，從而判斷其新鮮度和儲(chǔ)藏潛力！

在陜西一獼猴桃基地，研究員將一顆獼猴桃放入低場核磁共振儀，3分鐘后，屏幕上出現(xiàn)一張“水分地圖”：綠色代表“自由水”，黃色代表“束縛水”，紅色代表“結(jié)合水”，所含“自由水”越少，獼猴桃越耐放，“自由水”越多，果實(shí)越易腐爛。

低場核磁通過檢測(cè)水分運(yùn)動(dòng)性，根據(jù)“自由水”的比例，就能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)儲(chǔ)藏期。果農(nóng)之前只能靠手感來判斷，經(jīng)常誤判導(dǎo)致獼猴桃腐爛?，F(xiàn)在用“水分地圖”精準(zhǔn)儲(chǔ)藏，損耗率從30%降到5%！

在上海農(nóng)科院的實(shí)驗(yàn)室里，研究員將一顆西蘭花放入MRI掃描儀，5分鐘后，屏幕上出現(xiàn)動(dòng)態(tài)水分遷移圖：水分從莖稈到芽逐漸減少，這意味著儲(chǔ)藏時(shí)需要重點(diǎn)保護(hù)芽部。超市采購員之前靠外觀判斷西蘭花新鮮度，經(jīng)常買到“空心菜”。現(xiàn)在用MRI圖像精準(zhǔn)選貨，顧客復(fù)購率提升了60%。

電子鼻、超聲波……水果界“福爾摩斯”還有不少

在水果界，除了近紅外光譜和低場核磁共振，這些技術(shù)也是破案高手。中國每年有15%-25%的果蔬爛在路上或倉庫里，損失高達(dá)4000億！但用了這些技術(shù)后，損耗率降到5%以內(nèi)！

高光譜成像儀能給水果拍“超級(jí)照片”，每個(gè)像素含數(shù)百種顏色信息。鴨梨貯藏時(shí)悄悄變質(zhì)的霉斑、菠菜葉上肉眼看不見的污染，都逃不過它的眼睛。高光譜成像儀還能快速識(shí)別出農(nóng)藥殘留，保證果蔬的食用安全性。

近年來，我國茶葉市場交易額逐年增長，不過，謊報(bào)茶葉品種、虛假標(biāo)注產(chǎn)地等亂象仍時(shí)有發(fā)生。浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)生團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一套“云鼻智鑒”茶葉品質(zhì)快速檢測(cè)系統(tǒng)。檢測(cè)過程中，電子鼻可快速捕捉茶葉樣本里氫氣、乙醇等八類微量氣體的濃度變化，從而判斷茶葉產(chǎn)地和品質(zhì)信息，準(zhǔn)確率高達(dá)99%以上。

電子鼻還能聞出水果病變后的“求救氣味”。當(dāng)蘋果開始腐爛，會(huì)釋放出特殊的揮發(fā)性氣體，電子鼻提前48小時(shí)預(yù)警，可防止整箱水果傳染腐爛。電子鼻也廣泛應(yīng)用于檢測(cè)肉類及水產(chǎn)品上，通過氣體傳感器，捕捉樣品釋放的揮發(fā)性物質(zhì)，如胺類、硫化氫等，從而判斷肉質(zhì)新鮮度。

買西瓜時(shí)，你是不是總會(huì)敲一敲、聽一聽？如今，科學(xué)家研究出聲學(xué)振動(dòng)檢測(cè)技術(shù)，通過敲擊果體并分析產(chǎn)生的聲波頻率，判斷其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的疏松程度，從而推測(cè)瓜果成熟度。

X射線成像檢測(cè)，則廣泛應(yīng)用于大米、小麥等農(nóng)產(chǎn)品檢測(cè)上。X射線憑借其穿透性，可識(shí)別谷物中夾雜的蟲卵、碎石、金屬等雜質(zhì)。

光學(xué)分選系統(tǒng)適用于果蔬的自動(dòng)篩選與分揀，結(jié)合高速攝像頭與 AI 算法，可根據(jù)樣品顏色、形狀、大小等特征實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀。

超聲波檢測(cè)主要用于禽蛋裂紋的檢測(cè)，如雞蛋、鴨蛋、鵝蛋等。通過發(fā)射超聲波并分析回波信號(hào)，判斷蛋殼結(jié)構(gòu)是否有裂紋。

知多一點(diǎn)

從田間到舌尖，黑科技讓水果一路“搶鮮”

別以為高新技術(shù)只在實(shí)驗(yàn)室里“?？帷保鼈兤鋵?shí)早就“下凡”到農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，上演了一場精彩的“守護(hù)果蔬大作戰(zhàn)”！

種植期“AI營養(yǎng)師”上陣

在河北正定縣塔元莊村的櫻桃番茄大棚里，果農(nóng)掏出手機(jī)輕點(diǎn)屏幕，空氣溫濕度、土壤pH值實(shí)時(shí)呈現(xiàn)?！耙郧叭珣{經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在看數(shù)據(jù)就知道啥時(shí)澆水施肥。”他腳下的土壤中埋藏著傳感器，空中還懸著“全自動(dòng)孢子捕捉分析儀”，5G網(wǎng)絡(luò)將真菌孢子數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳云端。

高光譜成像儀每天在果園“巡邏”，掃描葉片就能發(fā)現(xiàn)作物缺氮還是缺鐵，精準(zhǔn)指導(dǎo)施肥，比老把式經(jīng)驗(yàn)還準(zhǔn)！

在北京平谷區(qū)京瓦農(nóng)業(yè)科技園，巡檢機(jī)器人穿梭在番茄架間，AI視覺24小時(shí)監(jiān)測(cè)病蟲害，配合水肥一體化系統(tǒng)，令番茄年采收期延長至10個(gè)月，單產(chǎn)達(dá)45千克/平方米。

2024年起，陜西眉縣在獼猴桃種植中推廣“光譜+無人機(jī)”巡檢系統(tǒng)，通過葉片光譜分析缺素癥，化肥用量減少20%，畝產(chǎn)增加15%。

采摘季，高科技變身“成熟度預(yù)言家”：儀器對(duì)著掛滿枝頭的果實(shí)一掃，立刻能算出“最佳采摘倒計(jì)時(shí)”，保證每顆果子都能在甜度巔峰期“出道”。

長期貯藏技術(shù)“鎖住”新鮮

水果分選后的存儲(chǔ)保鮮環(huán)節(jié)，是確保水果品質(zhì)、延長供應(yīng)周期的關(guān)鍵一環(huán)。隨著技術(shù)水平的提高，許多水果已實(shí)現(xiàn)周年貯藏供應(yīng)。

以蘋果為例，采摘蘋果后，工作人員會(huì)迅速對(duì)其進(jìn)行預(yù)冷處理。這樣可以抑制果實(shí)的呼吸代謝衰老，減少營養(yǎng)和水分流失。

隨后，氣調(diào)貯藏技術(shù)的應(yīng)用，可以讓蘋果實(shí)現(xiàn)更長久的保鮮存儲(chǔ)。氣調(diào)貯藏在冷藏基礎(chǔ)上，通過調(diào)控貯藏環(huán)境中二氧化碳、氧氣和乙烯的濃度，延緩蘋果新陳代謝，延長貯藏和保鮮時(shí)間。

除了氣調(diào)貯藏技術(shù)，電磁波也被用來助力水果保鮮。楊梅是一種季節(jié)性強(qiáng)、保鮮期短的水果，浙江一家科技公司研發(fā)出數(shù)字脈沖磁場鎖鮮技術(shù)，讓楊梅的保鮮期從原來的7天延長至1個(gè)月以上，其甜度、硬度、水分等數(shù)據(jù)，與剛采摘時(shí)基本相同。

想象一下，未來逛菜市場，我們掏出手機(jī)對(duì)著西瓜“咔嚓”一拍，屏幕立刻彈出甜度、成熟度數(shù)據(jù)；家庭主婦做飯前，用便攜式檢測(cè)儀掃一掃蔬菜，農(nóng)殘、營養(yǎng)成分全知曉……目前，科研團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)集成化、小型化設(shè)備，或許用不了多久，我們每個(gè)人都能成為擁有“讀心術(shù)”的“果蔬鑒定大師”！

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