蘋果果實的甜度主要由可溶性糖（主要是果糖、葡萄糖和蔗糖）含量決定，但其傳統的測定方法步驟複雜、成本較高。而可溶性固形物主要由可溶性糖組成，兩者含量極顯著正相關，且可溶性固形物含量的測定方法相對更簡單易行。所以多年來可溶性固形物含量成為評估水果甜度的重要指標。另外，通過探究可溶性糖與光學吸收和散射的關係，將有助於解釋光學技術檢測可溶性固形物的機理，為改善模型的精度和適應性提供基礎。
為了滿足無損、快速、經濟等檢測需求，基於近紅外、高光譜等光學技術檢測蘋果可溶性固形物含量的研究一直是熱點。且目前對於可溶性固形物、可溶性糖與光學吸收或散射性質之間關係的定量研究鮮見報導。因此來自南京農業大學食品科技學院的魏康麗、劉暢和潘磊慶 *等人進行了實驗，旨在定量蘋果採後可溶性固形物、可溶性糖與光學吸收和散射性質的關係，進一步解釋光學技術檢測可溶性固形物的原因。
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光學性質測量系統的精度分析結果
結果表明，吸收係數和約化散射係數的測量值與參考值趨勢一致：吸收係數在整個波段範圍內存在 O—H 1 個明顯的吸收峰（980 nm）和2 個較小吸收峰（740 nm和840 nm）；約化散射係數出現米氏散射現象，隨著波長增加單調減小。
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貯存期間光學性質的變化
結果表明，貯存期間不同採樣時間的平均吸收係數和約化散射係數的波形均相似，數值有所不同。平均吸收係數值範圍為是 0.02～0.11 mm-1。在550～1 050 nm，吸收係數出現980nm明顯的吸收峰。在貯存150 d期間，整體呈減小趨勢。果肉約化散射係數是吸收係數的7 倍以上，範圍在0.85～1.79 mm-1之間。貯存150 d後，約化散射係數明顯減小。
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貯存期間可溶性固形物和可溶性糖的變化
結果表明，隨著貯存時間的延長，果肉可溶性成分降解速度大於合成速度，可溶性固形物和可溶性糖含量均呈現減小趨勢。 可溶性固形物從13.5%減小至11.7%，總可溶性糖含量從53.42 g/kg減小到45.91 g/kg。蘋果是果糖積累型果實，在3 種可溶性糖中果糖含量最高（23.70～26.79 g/kg），其次是葡萄糖（14.14～16.56 g/kg）和蔗糖（8.07～10.17 g/kg）。
可溶性固形物與總可溶性糖和3 種可溶性糖均呈正相關關係，且除了葡萄糖以外，正相關關係均極顯著（P＜0.01）。總可溶性糖與3 種可溶性糖均呈顯著正相關（r＞0.9），且與果糖的相關性最強，相關係數高達0.984。
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可溶性固形物和可溶性糖與光學性質的相關性
在整個波段範圍內，可溶性固形物、總可溶性糖、果糖、葡萄糖、蔗糖與2 種光學性質均呈正相關，相關係數為0.768～0.992。可溶性固形物和總可溶性糖與吸收係數的相關係數均值均為0.948，與約化散射係數的相關係數均值分別為0.931和0.909。在3 種可溶性糖中，蔗糖與2 種光學性質的相關性最高（r為0.829～0.992），其次是果糖（r為0.826～0.935），最後是葡萄糖（r為0.768～0.907）。 隨著波長增加，可溶性固形物、總可溶性糖、果糖和蔗糖與吸收係數的相關係數也增加。相反，隨著波長增加，約化散射係數與它們的相關係數卻減小。而在貯存期間，約化散射係數在可見光區域的變化範圍相對於近紅外區域更大，所以呈現更強的相關性。可溶性固形物和蔗糖與吸收係數的線性擬合方程擬合度最高，決定係數 R2分別為0.977和0.951。而其他方程的擬合度較低，R2為0.662～0.885。
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可溶性固形物和可溶性糖含量的預測
如上表所示，基於吸收係數和約化散射係數建立的5 個可溶性成分參數模型建模集決定係數Rc略高於相應模型的預測集決定係數Rp，但結果相差不大，證明模型沒有過擬合。5 個可溶性成分參數的模型預測性能均較好，能滿足實際需求。可溶性成分與光學性質之間有高度相關性，以及基於光學性質預測可溶性成分含量有較大潛力。
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結 論
研究結果表明，本系統和軟體能夠滿足純吸收介質和渾濁介質光學特性參數的測量需求，吸收係數在800～950 nm平均誤差只有6.61%，約化散射係數在400～1 050 nm平均誤差僅為7.74%。貯存期間，蘋果可溶性固形物和可溶性糖與吸收和散射2 種光學性質均逐漸減小，且表現出與吸收性質更高的相關性（r為0.768～0.992）。可溶性固形物與總可溶性糖、果糖、葡萄糖和蔗糖呈正相關，且與蔗糖相關性最高（r為0.961 ）。可溶性固形物和蔗糖與光學性質相關性高於果糖和葡萄糖，基於光學性質建立的含量預測模型結果也最優，Rp高達0.906。本研究為理解光學性質與可溶性固形物、糖類之間的關係提供了參考。
本文《蘋果果肉可溶性固形物、可溶性糖與光學性質的關聯》來源於《食品科學》2019年40卷18期1-7頁，作者：魏康麗，劉暢，丁海臻，楊明哲，郝雅婧，馬晨，屠康，潘磊慶 。 DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190118-218。
修改/編輯：袁月；責任編輯：張睿梅
圖片來源於百度圖片
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