Застосування колориметра для оцінки кольору плодів баклажанів

2023-05-03

У цій статті використовується портативний спектрофотометр для виявлення відмінностей у кольорі шкірки та чашечки п'яти різних матеріалів баклажанів, включаючи світлочутливі та світлонепроникні. Результати показали, що результати виявлення колориметром можуть дійсно відображати відмінності у видимих колірних характеристиках баклажанів, які є більш точними, ніж результати спостереження неозброєним оком. Це може відображати тонкі відмінності в кольорі різних матеріалів. Різниця в кольорі плодів між зеленими і фіолетовими баклажанами в основному розподіляється в діапазоні довжин хвиль 650-700 нм. Результати дослідження забезпечують новий підхід до виявлення кольорового вигляду баклажанів та інформаційну підтримку для селекції сортів баклажанів і дослідження механізму формування кольору плодів.

Зміст ховатися

1. Матеріали та методи

1.1 Матеріали та обладнання

1.2 Методи тестування

1.3 Статистичний аналіз даних

2. Результати та аналіз

2.1 Аналіз різниці в кольорі шкірки

2.2 Аналіз різниці кольорів під чашечкою

3. Обговорення та висновки

3.1 Результати виявлення інструменту для визначення різниці кольорів можуть дійсно відображати відмінності у видимих колірних ознаках баклажанів

3.2 Результати детектування колориметром точніші, ніж ті, що спостерігаються неозброєним оком

3.3 Результати виявлення колориметра можуть відображати тонкі відмінності в кольорах різних матеріалів

Solanume longena L., також відома як диня Луосу, диня Куньлунь, баклажанна диня, фіолетова диня тощо, є однорічною або багаторічною рослиною роду пасльонових (Solanaceae). Китай є найбільшим у світі виробником і споживачем баклажанів, які відіграють важливу роль в овочівництві Китаю. Колір шкірки баклажанів є важливою якісною та комерційною ознакою баклажанів. За кольором шкірки плодів баклажани можна класифікувати на різні типи, такі як фіолетово-чорні баклажани, фіолетово-червоні баклажани, червоні баклажани, зелені баклажани та білі баклажани. Споживачі в різних регіонах мають різні уподобання щодо кольору плодів. В даний час на ринку в основному домінують фіолетово-чорні сорти баклажанів. Існує два різних типи фіолетово-чорних баклажанів. Один з них - світлочутливий сорт, який освітлює колір шкірки в умовах низької освітленості і навіть стає зеленим або білим в темних умовах; другий тип - світлий тьмяний сорт, який мало змінює колір шкірки в умовах низької освітленості. Навіть у темряві колір шкіри залишається глибоким пурпурно-червоним. Досягнуто певного прогресу в дослідженні механізму забарвлення плодів у світлочутливих і світлочутливих баклажанів. Вплив світла на колір шкірки баклажанів в основному досягається шляхом регулювання біосинтезу антоціанів і хлорофілу. Синтез антоціанів у світлочутливих баклажанів відбувається світлозалежним шляхом, тоді як синтез антоціанів у світлочутливих баклажанів може відбуватися двома шляхами: світлозалежним і не залежним від світла. Однак існуючі дослідження кольору плодів баклажанів в основному спираються на візуальне спостереження для ідентифікації та виявлення кольору шкірки баклажанів. Необхідно провести більше досліджень щодо точного виявлення за допомогою приладів та обладнання.

Вимірювач хроматичної аберації - це прилад, який безпосередньо вимірює колориметричний індекс поверхні об'єкта за допомогою фотоелектричного інтегруючого елемента зі специфічною спектральною чутливістю і простору кольоровості CIELAB, який широко використовується на міжнародному рівні. Для галузей промисловості, де потрібно лише контролювати колір об'єкта, але не потрібно підбирати колір, він має переваги швидкої швидкості вимірювання і високої точності. Колориметри широко використовуються для визначення кольору в сільськогосподарських полях таких як м'ясо, борошно, фрукти та чай. Вони ще не набули широкого застосування у виробництві овочів та виявленні продуктів і використовуються лише для суміжних досліджень. Колір і зовнішній вигляд овочевих продуктів, особливо баклажанів, залежать від безпосереднього сенсорного сприйняття. Щоб виявити тонкі відмінності в кольорі шкірки баклажанів між світлочутливими і світлонепроникними типами, в цій роботі використовувався прилад для вимірювання різниці кольорів для вимірювання кольору плодів п'яти матеріалів баклажанів, щоб забезпечити основу для вивчення механізму забарвлення плодів баклажанів і запропонувати нові ідеї для виявлення зовнішнього вигляду овочів і розведення нових сортів баклажанів.

1. Матеріали та методи

1.1 Матеріали та обладнання

Існує 5 різних видів баклажанів, як показано в таблиці 1.
Портативний спектрофотометр CS-600виробництва Hangzhou CHNSpec Technology Co., Ltd. Це колориметр отримує дані про кольоровість, визначаючи відбиття 31 довжини хвиль світла з інтервалами 400-700 нм і 10 нм на поверхні об'єкта, включаючи коефіцієнт відбиття, загальну різницю кольорів E, яскравість (чорного і білого) L, червоно-зелений a і жовтий, синій b.

Таблиця.1 Порівняння кольору плодів, чашечки та підчашечки п'яти різних видів баклажанів

Пункт	різновиди	Джерело	Тип	Колір шкірки фруктів	Колір чашолистка	Колір чашечки
1	Green Delicious	Купити	Тупий тип	Фіолетовий чорний	Фіолетовий Чорний	Зелений
2	ТЗ99	Самоосвіта	Тупий тип	Фіолетовий чорний	Фіолетовий Чорний	Зелений
3	98	Я Освіта	Змішаний тип	Фіолетовий чорний	Лаванда.	Фіолетовий.
4	9798	Самоосвіта	Змішаний тип	Фіолетовий чорний	Лаванда.	Фіолетовий.
5	10012	Самоосвіта	Світлочутливий тип	Фіолетовий чорний	Зелений	Фіолетовий.

1.2 Методи тестування

Використовуйте колориметр, щоб виміряти різницю кольорів дані різних сортів баклажанів. Відберіть по 5 баклажанів для кожного сорту, що повторюється 5 разів. Спочатку налаштуйте колориметр на чорно-білий колір. Потім виберіть 1 "зелену ручку" і очистіть її від шкірки в рівномірно забарвленій точці посередині баклажана, довжиною 5 см і шириною 4 см. Помістіть зовнішню шкірку щільно до тестового отвору, повністю закриваючи тестовий отвір. Натисніть кнопку тесту, і результат тесту буде використаний як стандартне значення, позначене як S₁Після цього тим же методом визначали значення різниці кольорів баклажанів, що залишилися, S₂-S₂₅. Метод вимірювання різниці кольору нижнього чашолистка такий самий, як і для кольору шкірки плоду. Зніміть шкірку в місці, вкритому чашолистками, довжиною 3 см і шириною 3 см. Результати вимірювань послідовно записують у вигляді P₁-P₂₅.

1.3 Статистичний аналіз даних

Проведіть дисперсійний аналіз тестових даних за методом Дункана за допомогою програми DPS, а також виконайте аналіз графіків за допомогою програми Microsoft Office Excel 2007.

2. Результати та аналіз

2.1 Аналіз різниці в кольорі шкірки

Як показано в Таблиці 2, загальна різниця в кольорі п'яти матеріалів не показала значних відмінностей; Δ E знаходиться в межах від 1,15 до 1,63. Серед них "98" має найменший показник - 1,15, "TK99" - максимальний, 1,63; різниця між ними становить лише 0,48; "Green Jiao Zi" є найближчим до "TK99". Яскравість L коливається від 25,94 до 28,02. Значна різниця між 'Green Bajiao Zi' і '10012' вказує на те, що 'Green Bajiao Zi' має найяскравіший епідерміс, а '10012' - найтемніший епідерміс. Червоно-зелене значення a показує значні відмінності між '9798' і 'TK99'. Жовто-блакитні значення для сорту '10012' є найнижчими, що свідчить про значні відмінності від інших сортів. Як показано на рисунку 1, на кривих спектрального відбиття різних матеріалів "Green Bajiao" і "TK99" утворюють групу, тоді як інші три матеріали утворюють групу; з точки зору різного спектрального відбиття, 400-650 нм є групою, 660-670 нм є групою і 680-700 нм є групою; в цілому, до 650 нм не було значної різниці в спектральному відбитті серед п'яти сортів. Після 650 нм різниця поступово стала очевидною і суттєво розділилася на дві групи.

Таблиця.2 Порівняння результатів вимірювання колориметрії шкірки фруктів

Пункт

Зразок

400 nm

410 nm

420 nm

640 nm

650 nm

660 nm

670 nm

680 nm

690 nm

700 nm

Green Delicious

28.02^a

-0.44^ab

2.71^a

1.55^a

5.02^a

4.72^a

4.65^a

5.85^a

6.16^a

6.90^a

8.05^a

10.61^a

17.19^a

25.64^a

ТЗ99

26.76^ab

-0.21^b

2.63^a

1.63^a

4.79^a

4.43^a

4.31^a

5.29^a

5.59^ab

6.55^ab

8.24^a

11.59^a

18.54^a

25.77^a

27.21^ab

-0.41^ab

2.62^a

1.15^a

4.89^a

4.58^a

4.51^a

5.50^a

5.52^ab

5.73^bc

6.13^b

7.38^b

10.62^b

15.24^b

9798

27.07^ab

-0.51^a

2.32^ab

1.16^a

4.86^a

4.58^a

4.53^a

5.37^a

5.33^ab

5.51^c

5.84^b

6.84^b

9.50^b

13.44^b

10012

25.94^b

-0.34^ab

1.98^b

1.31^a

4.68^a

4.45^a

4.30^a

5.14^a

5.13^b

5.29^c

5.56^b

6.57^b

9.66^b

14.61^b

Примітка: Δ E - загальна різниця кольорів, L - яскравість (чорного і білого), a - червоного і зеленого, b - жовтого і синього.

Таблиця 3 Порівняння результатів вимірювань колориметра під чашечкою

Пункт

Зразок

400 nm

410 nm

420 nm

480 nm

4 90 nm

650 nm

660 nm

680 nm

690 nm

700 nm

Green Delicious

26.93^a

7.60^c

3.73^b

2.89^a

5.16^a

4.65^a

4.32^a

4.50^a

4.48^a

10.91^a^b

12.97^a^b

19.15^a^b

27.49^a

34.00^a

ТЗ99

26.30^a

5.60^c

2.17^a^b

3.46^a

5.24^a

4.77^a

4.41^a

4.57^a

4.54^a

9.38^a

11.83^a

19.44^a^b

27.82^a

34.54^a

36.11^b

14.26^b

2.22^a^b

12.71^b

9.37^b

8.92^bc

8.53^bc

8.04^b

7.31^a

15.79^bc

15.42^a^b

17.88^a^b

25.73^a

32.76^a

9798

36.40^b

16.99^a

-1.16^a

15.34^b

10.75^b

10.37^c

9.95^c

8.39^b

7.43^a

17.08^c

17.19^b

21.38^b

30.44^a

38.53^a

10012

57.62^c

-9.06^d

38.81^c

50.63^c

8.72^b

7.77^b

7.02^b

10.27^b

11.32^b

18.84^c

15.89^a^b

15.89^a

25.56^a

36.39^a

20230502215818 47425 - Застосування колориметра для оцінки кольору плодів баклажанів

Рис.1 Лінійна діаграма Діаграма спектрального відбиття кольору шкіри

2.2 Аналіз різниці кольорів під чашечкою

Як показано в таблиці 3, загальна різниця кольору під чашечкою п'яти матеріалів показала значні відмінності; Δ E становить від 2,89 до 50,63. Серед них "Green Hand Jiaozi" має найменшу різницю - 2,89'10012' максимальна - 50,63; різниця між ними становить 47,74; загалом вона поділяється на три групи, причому "Green Baby" і "TK99" складають одну групу, обидві з яких мають менші значення'98', а "9798" утворюють групу з помірними значеннями'10012' є окремою групою з найбільшим значенням. Яскравість L знаходиться в межах від 26.93 до 57.62. Числова картина узгоджується з Δ E і також поділяється на 3 групи, з найвищим значенням '10012', що вказує на його найсвітліший колір, кольори 'Lvbajiao Zi' і 'TK99' є найтемнішими, тоді як '98' і '9798' знаходяться посередині, що узгоджується з їхніми видимими ознаками. Червоно-зелене значення a також поділяється на ті ж три групи, з тією різницею, що "10012" має зелений колір, тоді як інші чотири матеріали - червоний. Жовто-блакитне значення b, відмінне від видимих ознак, "9798" має найменше значення -1,16, що вказує на синюватий колір, "10012" - максимальне, 38,81, що вказує на дуже жовтий колір; між іншими трьома матеріалами немає суттєвої різниці. Як показано на рисунку 2, на кривих спектрального відбиття різних матеріалів загальні та видимі властивості узгоджуються і поділяються на три групи: "Green Jiaozi" і "TK99" згруповані, "98" і "9798" згруповані, а "10012" згрупований окремо. Що стосується різної спектральної відбивної здатності, то при 400-470 нм різниця між значеннями "Green Bajiao Zi" і "TK99" дуже мала і низька, в той час як значення інших трьох матеріалів відносно близькі, близько 9; при 480-650 нм п'ять матеріалів показали значні відмінності, причому "10012" має найвищу відбивну здатність, в той час як інші чотири матеріали мають значення менше 10; при 660-700 нм різниця не є значною, але загальне значення відносно високе і зростає з довжиною хвилі. Загалом, спектральна відбивна здатність п'яти матеріалів демонструвала абсолютно різні характеристики між трьома діапазонами 400-470, 480-650 і 660-700 нм, узгоджуючись лише з їхніми видимими властивостями в діапазоні 480-650 нм.

20230502220209 27985 - Застосування колориметра для оцінки кольору плодів баклажанів

Рис.2 Лінійна діаграма спектрального відбиття під чашечкою

3. Обговорення та висновки

3.1 Результати виявлення інструменту для визначення різниці кольорів можуть дійсно відображати відмінності у видимих колірних ознаках баклажанів

Результати експерименту показують, що результати виявлення колориметра узгоджуються з сенсорними результатами (ознаками зовнішнього вигляду кольору баклажанів) на макрорівні, і можливо використовувати колориметр для виявлення того, чи може колір баклажанів відповідати вимогам. Колір шкіри 5 матеріалів баклажанів у цьому експерименті - темно-фіолетовий, з невеликими відмінностями за кольором і яскравістю; при погляді неозброєним оком різниця незначна; результати тесту на колориметрі, Δ E також не досягли значного рівня. Що стосується кольору під чашечкою, то його можна розділити на три типи при розгляді неозброєним оком, а саме фіолетово-чорний, світло-фіолетовий і зелений, зі значними відмінностями; результати визначення колориметра, Δ E також показали значні відмінності, зі значеннями, ідентичними тим, що спостерігаються неозброєним оком. З цього видно, що результати детектування колориметром добре узгоджуються з сенсорними результатами, і колориметр можна використовувати для визначення кольору баклажанів.

3.2 Результати детектування колориметром точніші, ніж ті, що спостерігаються неозброєним оком

Колориметр, окрім загальної різниці кольорів Δ, крім E, має ще три дані, а саме L, a і b, що представляють значення кольоровості кольору об'єкта, яке є координатою колірного простору цього кольору. Будь-який колір має унікальне значення координат. Серед них L представляє яскравість (чорний і білий), a - червоний і зелений, а b - від жовтого до синього; Δ значення L+ вказує на більш яскравий колір, Δ значення L- вказує на темний, Δ значення A+ вказує на червонуватий колір, Δ значення a- вказує на зеленуватий колір, Δ значення b+ вказує на жовтуватий колір, Δ значення b- вказує на синюватий колір. Як показано в таблиці 2, хоча 5 матеріалів Δ Різниця в E не є значною, значення L, a і b показують певні відмінності' Існує значна різниця в яскравості між 'Lvbajiao Zi' і '10012', причому 'TK99' і '9798' показують значну різницю в червоному і зеленому кольорі, а '10012' і 'Lvbajiao Zi', 'TK99' і '98' показують значну різницю в жовтому і синьому кольорі. Ці відмінності важко розрізнити на око; Δ E також не може показати цю різницю. З цього видно, що дані виявлення приладу для визначення різниці в кольорі є більш повними і точними.

3.3 Результати виявлення колориметра можуть відображати тонкі відмінності в кольорах різних матеріалів

Порівнюючи відбивну здатність різних матеріалів для різних довжин хвиль світла, можна отримати більш точні результати і виявити більш тонкі відмінності. Як показано на рисунку 2, значення повного спектру не показують значної різниці у відбивній здатності п'яти матеріалів до 650 нм. Після 650 нм різниця стає все більш і більш значною і, зрештою, поділяється на дві групи. "Green Bajiao" і "TK99" утворюють одну групу (світлочутливий тип), тоді як "98", "9798" і "10012" утворюють іншу групу (світлочутливий тип, світлочутливий комбінований тип). Таким чином, різниця в кольорі шкірки між зеленими і фіолетовими баклажанами полягає в основному в довгохвильовому діапазоні 650-700 нм. Як показано на рисунку 3, існує значна різниця у відбивній здатності різних довжин хвиль світла під різними матеріалами чашечок, в основному зосереджена в середньому діапазоні довжин хвиль 500-650 нм. Його можна розділити на три групи: фіолетово-фіолетові баклажани (світлочутливий пасивно комбінований тип), фіолетово-фіолетові баклажани (світлочутливий тип) і зелено-фіолетові баклажани (світлочутливий тип). Таким чином, довжина хвилі 650 нм є важливим вузлом. Механізм утворення кольору світлочутливих і світлонечутливих баклажанів може генеруватися під дією світла з довжиною хвилі вище 650 нм і нижче 650 нм, відповідно. Тонкі відмінності у спектральному відбиванні цих п'яти різних матеріалів забезпечують новий підхід до вивчення механізму утворення кольору баклажанів.
Автор: Го Шопенг

+86-13248844497

[email protected]

Застосування колориметра для оцінки кольору плодів баклажанів