使用激光和振動(dòng)測試單個(gè)水果的共振頻率，無需破壞牛油果

克蘭菲爾德大學(xué)（Cranfield University）開發(fā)的光學(xué)振動(dòng)評估方法可以將牛油果損耗減少10%。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，英國克蘭菲爾德大學(xué)使用激光和振動(dòng)測試單個(gè)水果的共振頻率，無需破壞牛油果，就能提供可靠的成熟度結(jié)果評估。這種測量牛油果成熟度的技術(shù)可以減少10%的浪費(fèi)，從而滿足消費(fèi)者對即食水果的需求。

烤吐司的水果搭配：LDV測試出的完美牛油果

多達(dá)30%的牛油果因分級檢測時(shí)造成損害而被浪費(fèi)，另有5%的損失出現(xiàn)在零售階段。目前測試果實(shí)成熟度的方法是在水果中推入一個(gè)氣動(dòng)裝置，或者手動(dòng)測試。

克蘭菲爾德大學(xué)采用了一種更常用于汽車工廠大型工程零部件均勻性測試的技術(shù)，即激光多普勒測振法（Laser Doppler vibrometry, LDV），通過向水果發(fā)射激光，測量折射光，并利用較小的振動(dòng)來測試共振頻率。

振動(dòng)是由一個(gè)簡單的自動(dòng)敲擊水果的裝置引起的。LDV測試被證明可以準(zhǔn)確預(yù)測牛油果的即食階段。這項(xiàng)成果發(fā)布于《生物系統(tǒng)工程》(Biosystems Engineering)，論文題目為《利用激光多普勒振動(dòng)法實(shí)現(xiàn)對牛油果實(shí)成熟度的無損鑒別》（Non-destructive discrimination of avocado fruit ripeness using laser Doppler vibrometry）。

激光多普勒振動(dòng)法檢測牛油果實(shí)成熟度的原理示意圖

測試其它水果的潛力

克蘭菲爾德大學(xué)環(huán)境與農(nóng)業(yè)食品系主任Leon Terry教授說：“硬果的頻率比軟果高，所以我們計(jì)算出了成熟牛油果的最佳頻率，并通過LDV測試對其進(jìn)行了精確測量。保證水果不受損是非常有益的，可以大大減少浪費(fèi)。我們開發(fā)的測試方法還可以推廣到其它水果?！?br />
英國每年進(jìn)口近10萬噸牛油果，并且對牛油果的需求量越來越大，因此，預(yù)測牛油果的成熟程度對供應(yīng)商和零售商都大有裨益。牛油果價(jià)格昂貴，可以在傳送帶上傳送，這意味著LDV可以對其逐個(gè)進(jìn)行測試。在此基礎(chǔ)上，已經(jīng)得到成熟應(yīng)用的自動(dòng)分選機(jī)可以把成熟的水果和未成熟的水果進(jìn)行分揀。

研究人員Sandra Landahl博士補(bǔ)充說：“我們在真實(shí)的工廠生產(chǎn)線、實(shí)驗(yàn)室均測試了LDV的準(zhǔn)確性，該方法具有在不破壞果實(shí)的前提下精確測量果實(shí)成熟度的真正潛力。如果研發(fā)成功，一個(gè)簡單的‘交通燈’系統(tǒng)就可以把水果分成已成熟、需丟棄和需儲(chǔ)存三類，在供應(yīng)鏈中的該節(jié)點(diǎn)就解決食品浪費(fèi)問題?！?br />
克蘭菲爾德大學(xué)正在聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)新的BBSRC（英國生物技術(shù)與生物科學(xué)研究理事會(huì)）Quality and Food Loss Network（質(zhì)量和食品損失網(wǎng)絡(luò)），這是一項(xiàng)新的倡議，旨在促進(jìn)研究人員與產(chǎn)業(yè)界合作找到解決供應(yīng)鏈面臨的巨大食品浪費(fèi)的方案。

論文摘要

發(fā)表于《生物系統(tǒng)工程》的論文摘要指出：“消費(fèi)者對即食牛油果的需求越來越大，但如果供應(yīng)達(dá)不到消費(fèi)者的預(yù)期，就會(huì)出現(xiàn)投訴，從而導(dǎo)致巨大浪費(fèi)和成本增加。對牛油果這種水果來講，由于破壞性試驗(yàn)和不準(zhǔn)確的硬度評估造成的浪費(fèi)是很嚴(yán)重的?！?br />
“這項(xiàng)研究的目的是評估LDV是否能夠評估牛油果成熟程度。數(shù)據(jù)來源于兩組試驗(yàn)，選用產(chǎn)自智利和西班牙的進(jìn)口‘哈斯’牛油果，成熟溫度分別為12℃和18℃?！?br />
“在保質(zhì)期內(nèi)，記錄標(biāo)準(zhǔn)力-變形測量值，以及單個(gè)或同時(shí)的雙振動(dòng)時(shí)間信號，并根據(jù)呼吸和非結(jié)構(gòu)碳水化合物含量進(jìn)行評估。用LDV法測得的果實(shí)在成熟過程中的共振頻率降低了2~4倍，這與硬度降低相對應(yīng)。證明了LDV系統(tǒng)在不同成熟度階段之間的無損鑒別能力。”