青菜中叶绿素含量的无损检测法研究

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2 结果与分析
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

31.045
30.936
29.882
41.1
56.857

45.3
70
85.3
128
180.7

37.3
71
91.7
134
184.3

60.3
68
71
93
154.7
H2
80.032
79.108
77.574
67.786
66.399

47.6333
69.6667
28.49
38.028

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

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








叶绿素含量/mg·g-1 0.309
0.298
0.307
0.246
0.223
0.215
0.204
0.17

10.691
10.748
11.974
15.63
14.603
16.533
25.622 35.321

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