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第21卷第7期农业工程学报Vol.21No.7
1362005年7月TransactionsoftheCSAEJuly2005

采后苹果电特性与生理特性的关系及其应用

郭文川,朱新华,郭康权
(西北农林科技大学机械与电子工程学院,陕西杨凌712100)

摘要:为了了解果蔬的电学特性,并为果蔬品质自动化识别提供新方法,该文从生理特性角度分析了影响采后苹果电参
数变化的原因。基于电参数的变化,将BP神经网络技术应用于苹果新鲜等级的识别。研究结果指出:采后红富士苹果相对
介电常数的变化规律与乙烯释放量变化规律相似,电阻率与乙烯释放量变化规律相反,在乙烯释放峰出现时,相对介电常
数达到最大值,电阻率达到最小值。根据采后苹果可溶性固形物含量和pH值的变化,将苹果分为3个新鲜等级,以相对介
电常数和电阻率作为BP神经网络的输入特征参数,在2-20-3的网络结构下,苹果新鲜等级平均识别率达到79%。该研
究为了解采后果品电特性变化的原因提供了信息,为基于电特性的新型果品内部品质检测技术的研究提供了基础。
关键词:苹果;电特性;生理特性;新鲜等级;识别
中图分类号:S183文献标识码:A文章编号:100226819(2005)0720136204

郭文川,朱新华,郭康权.采后苹果电特性与生理特性的关系及其应用[J].农业工程学报,2005,21(7):136-139.
GuoWenchuan,ZhuXinhua,GuoKangquan.Relationshipbetweenelectricalpropertiesandphysiologicalpropertiesof
postharvestapplesanditsapplication[J].TransactionsoftheCSAE,2005,21(7):136-139.(inChinesewithEnglish
abstract)

坏法研究了金帅苹果切片组织的电特性与新鲜度的关
0引言
系。随后(2000年),利用非接触式无损检测方法测定了
采收后的果品仍然是有生命活动的有机体,通过呼不同品质苹果电特性的差异,得出用相对介电常数判断
吸作用,使得淀粉、糖和有机酸等呼吸底物被分解为水果内部品质可行的结论[11]。胥芳(1997年)[12]的研究
[1]
CO2和水。水以及其它物质成分的变化导致果品内部表明在12～100kHz的频段内,随着桃子储藏时间的增
空间电荷分布的变化。生物电场的分布和强度在宏观上加,等效阻抗增大而相对介电常数和介电损耗减小,桃
影响果品的电特性。因此,研究采后果品电特性对于以子在开始腐烂时,电特性有一个较大的反复。Funebo.T
电信息判断果品品质和采后果品数字化信息的建立具等(1999年)[13]指出,在2800MHz下,湿度和温度对苹
有重要的指导意义。果、草莓、山萝卜、蘑菇等果蔬的相对介电常数和相对损
国内外对采后果品电特性的研究取得了一些成果。耗因数有影响。Ikediala等(2000年)[14]研究说明在5～
Wolf等(1973年)[2]将介电特性用于评价苹果的成熟55℃以及33～3000MHz下,苹果的介电常数随频率的
度。Nelson(1980年,1993年)[3,4]研究了新鲜水果和蔬增加而较小,而随温度的增加略微减小。苹果的最小介
菜的微波介电特性。Tran等(1984年)[5]研究了室温下电损耗因数在915MHz下。介电常数和损耗因数不受
100～10000MHz范围内,马铃薯、胡萝卜、苹果、桃子苹果品种、果肉和苹果成熟度的影响。Nelson等(2003
和梨的介电特性。结果表明介电常数和损耗因数是频率年)[15]对9种新鲜水果介电特性的试验结果表明,在10
的函数。加藤宏朗(1988年)[6,7]发现,在100Hz～100MHz～1.8GHz范围内,随着频率的增大,介电常数由
kHz频段内,随着苹果新鲜度的降低(但未腐烂时)其果几百降至100以下。
肉阻抗趋于增加,相对介电常数和介质损耗因数下降。这些研究为了解采后果品电特性的变化规律奠定
Seaman等(1991年)[8]以苹果、香蕉、桃子和柑桔等为了基础,但尚未从果品采后生理特性角度分析电特性变
对象,测量了150～6400MHz下果肉和果皮的介电特化的原因。因此本文以红富士苹果为例,根据采后苹果
性。结果表明,果肉和果皮具有不同的介电特性,指出介呼吸强度、乙烯释放量等生理参数的变化,分析采后苹
电特性存在差异的主要原因在于含水率的不同。Nelson果电参数变化的原因;基于电参数的变化,将BP神经
等(1994年)[9]测量了23种新鲜果蔬的含水率、组织密网络技术应用于采后苹果新鲜等级的识别。
度和可溶性固形物含量以及在200MHz～20GHz下
1材料和方法
41个频率点的介