石英晶体微天平传感器检测香蕉成熟度的试验-IngentaConnect.PDF

第 30 卷 第 6 期 农 业 工 程 学 报 Vol.30 No.6 256 2014 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2014 石英晶体微天平传感器检测香蕉成熟度的试验 1 1 1 1※ 2 侯俊才 ，侯莉侠 ，胡耀华 ，郭康权 ，佐竹隆顕 （1. 西北农林科技大学机械与电子工程学院，杨凌 712100 ； 2. 筑波大学，日本茨城县筑波市 305-8702 ） 摘 要：为了对采后香蕉的成熟度进行无损检测，提高货架品质和减少过熟造成的损失，以巴西香蕉为研究对象， 以 1,2-二油锡甘油-3-磷-L-丝氨酸、半乳糖神经酰胺、纤维素乙酯、乙基纤维素做为敏感材料，采用滴涂法修饰了 4 个石英晶体微天平（quartz crystal microbalance，QCM ），测试了 1～7 级成熟度的香蕉的挥发性有机化合物的响 应特性，并用主成分分析法和线性判别分析法对响应结果做了分析。试验表明，在 4 种敏感膜中纤维素乙酯对香 蕉的 7 个成熟阶段的挥发性气体的响应最明显，响应值先随香蕉成熟度增加而增加，在 4 级成熟阶段时最大，随 后降低。用主成分分析法对 7 个成熟阶段香蕉的挥发物的响应值聚类分析，97%能够正确聚类；用线性判别分析 法可获得 100%的识别率。据此，4 种材料修饰的石英晶体微天平传感器可以用于香蕉成熟度的识别。该研究结论 对香蕉成熟度自动化分级研究有一定实用价值。 关键词：无损检测，主成分分析，石英晶体微天平，香蕉，成熟度，线性判别分析 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.06.031 中图分类号：TP29 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-06-0256-07 侯俊才，侯莉侠，胡耀华，等. 石英晶体微天平传感器检测香蕉成熟度的试验[J]. 农业工程学报，2014，30(6)： 256－262. Hou Juncai, Hou Lixia, Hu Yaohua, et al. Experimental study on ripening stage of bananas based on quartz crystal microbalance sensor detection[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(6): 256 －262. (in Chinese with English abstract) 多年来，水果成熟度的检测技术一直受到人们 0 引 言 的关注，得到不断的研究和发展，但多数采用有损 香蕉是目前世界上贸易量最大的水果之一，但 检测方式。近年来，图像识别、超声波检测、气味 是其只能在热带地区种植。香蕉属于呼吸跃变性果 检测等无损检测方式倍受青睐[3-8] 。自 Sauerbrey 方 实，采收后容易发生后熟和腐烂。为了能够销往世 程提出之后，经选择性薄膜修饰的石英晶体微天平 界各地，往往在其未成熟时采摘、运输，在运到目