青菜中叶绿素含量的无损检测法研究
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2.1 叶绿素标准溶液和青菜叶的色泽 表 1、表 2 分别列出了叶绿素标准溶液色泽
及青菜样品的叶绿素含量的检测结果。通过两组 数据的相关分析表明, 用色差计和扫描仪检测的 色泽参数的相关性均达到极显著水平( p≤0.01) , 见表 3。从表 4 可以看出, 色差计和扫描仪对标准 叶绿素溶液色泽的测定结果不理想。色差仪测定 的 H1 与标准溶液叶绿素含量相关性达到显著 水 平 ( p≤0.05) , 相 关 系 数 r 为 0.8458; 扫 描 仪 的 R、 G、I 值与标准溶液叶绿素含量相关性也达到显著 水平( p≤0.05) 。其中扫描仪的 G 值与叶绿素含量 相关性最高, 相关系数 r = - 0.8592。扫描仪测定的 各种色泽参数均好于色差仪测定的参数。青菜样 品的叶绿素含量与色差计和扫描仪的参数的相关 性明显好于标准溶液。色差仪测定的 X、Y、Z、H1、L 与 叶 绿 素 含 量 相 关 性 均 达 到 极 显 著 水 平 ( p≤0. 01) , 其中 H1 和 L 与叶绿素含量相关性较大, 相关 系数 r 分别为 0.9065 和- 0.9084; 扫描仪的 R、G、 H2、I 值 与 叶 绿 素 含 量 相 关 性 也 达 到 极 显 著 水 平 ( p≤0.01) , 扫描仪的 B 值与叶绿素含量相关性也 达到显著水平( p≤0.05) 。其中 G 和 H2 与叶绿素 含 量 相 关 性 较 大 , 相 关 系 数 r 分 别 为- 0.9395 和 0.9302。可以看出扫描仪的 G 和 H2 参数比色差仪 与青菜样品的叶绿素含量相关性要好。
X、Y、Z 与 R、G、B 之间是可以转换的。扫描仪 和色差仪的机理不同, 它们对绿色蔬菜测定的相 关性如何, 尚未见报道。本文对扫描仪、色差仪以 及与色素之间的相关性作了初步研究。如果它们 之间存在着很大的相关性, 那么对于园艺及农产 品色泽的无损检测有着重要的意义。研究人员可 以不破坏研究对象的外形, 测定其色调值并推算 其色素含量。特别是扫描仪如果可作为色泽评判 仪器使用, 即使准确性比色差计略差, 对一些无法 使用色差计的样品色泽的测定以及全国基层研究 和生产单位对园艺产品色泽的测定仍有较大的应 用价值。本试验研究了叶绿素标样及青菜样品之 间的关系。
82.6667
118.3333
173.2333
注: H1 和 L( 亨特 L 值) 分别是色差仪测定的色度角和明度。H2 和 I 分别是扫描仪测定后, 根据 RGB 计算的色度角和光强度。
表 2 色差计和扫描仪对青菜叶的色泽和叶绿素含量的测定结果
Table 2 The color and chlorophyll content test result of Pak Choy leaf with color difference meter and scanner
有扫描仪应用于农产品测色的报道, 但经查新, 其
有应用的可能。扫描仪的最大优点是可与电脑联
用, 便于图象的保存与分析, 并且对样品大小、形
状、色泽均匀度均无严格要求。但是扫描仪不是物
理光学测定仪。从色彩理论上讲, 测色色差计中的
三刺激值 X、Y、Z 与扫描仪中的 R、G、B 三原色是
相通的, 它们的关系是:
180.49
143.36
126.28
118.57
L
31.045
30.936
29.882
41.1
56.857
R
45.3
70
85.3
128
180.7
G
37.3
71
91.7
134
184.3
B
60.3
68
71
93
154.7
H2
80.032
79.108
77.574
67.786
66.399
I
47.6333
69.6667
28.49
38.028
Z
9.3617
7.9976
8.9835
10.44
9.0568
10.457
16.041 20.204
H1
126.78
121.56
118.92
117.2
115.07
111.9
102.7
94.668
L
42.084
42.528
44.315
50.264
48.782
50.998
60.329 68.041
第7卷 第3期
叶绿素计 /product/786.html
表 1 色差计和扫描仪对叶绿素标准溶液色泽的测定结果
Table 1 The color test result of standard chlorophyll solution with color difference meter and scanner
K=〔20.2 OD645+8.02 OD663〕×V/( 1 000×W) 其中, K— ——叶绿素的总含量( mg/g) ; OD— —— 特定波长下的光密度值; V— ——丙酮提取液的最终 体积( mL) ; W— ——取样量( g) 。 1.4.2 标准和样品溶液的测定 用色差计和扫描 仪分别测定叶绿素标准系列浓度溶液及青菜色 泽[1]。测定标准溶液用标准白板作背景。标准白板 X = 80.727, Y = 85.842, Z = 85.335。 色 差 仪 的 X、 Y、Z 可以直接读出。H 和 L 值也可以直接读出。 H = tg-1 ( b*/a*) 。a* 根据 X 和 Y 计算, a* = 500× [( X/94.828) 1/3 - ( Y/100.00) 1/3]; b* 根 据 Y 和 Z 计 算 , b* =200 ×[( Y/100.00) 1/3 - ( Z/107.381) 1/3]; 当 Y/100.00> 0.01 时 , L=116×[( Y/100.00) 1/3- 16]。 扫 描仪的 R、G、B 可以用 photoshop 软件直接读出, H 和 I 数值需要计算。当 B≤G 时, H=W; 当 B>G 时,
将青菜剪碎, 称取 1.00 g 放入玻璃研钵中, 加 蒸 馏 水 3 ̄4 mL, 研 磨 成 糊 状 ; 将 糊 全 部 无 损 地 转 入 25 mL 容量瓶中, 用丙酮洗涤并定容( 丙酮最终 含量为 80%) , 塞紧瓶塞, 猛烈摇荡混匀后放在暗 处浸泡 1 h, 过滤; 用分光光度计在 645 nm 和 663 nm 处测定滤液的光密度。
1 材料与方法
1.1 原料 青菜直接从田间获得, 置于常温下贮藏, 并根
128
便携式叶绿素仪 /product/475.html
据其色泽由黄→绿分为 8 级。 1.2 试剂
丙酮: 分析纯; 无水乙醇: 分析纯; 叶绿素: 中 国农业科学院茶叶研究所赠送, 其叶绿素 a 和叶 绿素 b 的混合物( 植物本身的比例) 含量为 95%。 1.3 仪器
第7卷 第3期 2007 年6月
叶绿素检测仪 /product/788.html
青菜中叶绿素含量的无损检测法研究
施青红 ( 浙江工商大学食品生物环境学院 杭州 310035)
摘要 研究了扫描仪、色差计和叶绿素含量 3 个参数之间的相互关系。通过对叶绿素的标准溶液以及青菜样品 的测定, 寻找扫描仪的 R、G、B、H2、I 与色差计中的 X、Y、Z、H1、L 值及叶绿素含量之间的相关性。用扫描仪和色 差仪对含叶绿素的样品进行测定。试验结果显示: 扫描仪的 R、G、B、H2、I 值分别与色差计的 X、Y、Z、H1、L 值之 间 有 极 显 著 的 相 关 性 。 青 菜 叶 绿 素 含 量 与 扫 描 仪 的 G 与 H2 相 关 性 极 显 著 , 相 关 系 数 r 分 别 为 - 0.9395 和 0.9302; 青菜叶绿素含量与色差仪的 H1 与 L 值相关性也极显著, 相关系数 r 分别为 0.9065 和- 0.9084。扫描仪和 色差仪均适合对青菜色泽的测定。此外, 可以根据回归方程, 用 G、H2、H1 和 L 值计算叶绿素含量。
关键词 青菜 叶绿素 无损伤检测 文章编号 1009- 7848( 2007) 03- 0127- 05
蔬菜的色泽是人们选购的重要评判指标, 因
此, 在对蔬菜的保鲜研究中, 需要测定叶绿素含
量。然而在测定该指标时需要破坏样品, 且检测速
度比较慢。近年来, 澳大利亚的研究人员用色差仪
研究蔬菜的色泽, 一般用色度角( hue angle) 表示[1]。
色差仪价格比较昻贵, 进口产品价格一般在 7 万
人民币以上, 即使是国产的价格也比扫描仪高 7~
20 倍, 且要求被测样品表面平整、色泽一致、大小
有一定的要求, 这限制了其使用范围。
目前随着计算机的普及, 扫描仪的价格很低。
扫描仪使用红 、绿 、蓝 ( R、G、B) 滤 波 器 , 或 者 使 用
红、绿、蓝 3 种光源捕捉彩色图像[2]。虽然至今还没
青菜叶
项目
1
2
3
4
5
6
7
8
叶绿素含量/mg·g-1 0.309
0.298
0.307
0.246
0.223
0.215
0.204
0.17
X
10.691
10.748
11.974
15.63
14.603
16.533
25.622 35.321
Y
12.503
12.844
14.057
18.64
17.418
19.266
H=2π- W, W=cos-1 {(2R- G- B)/2 [(R- G)2+(R- B)( G- B) ]}; I=( R+B+G) /3。以上依据色差仪说明书和文献[6]。 1.5 统计分析和显著性分析