使用红外热像仪检测苹果中的水核

水核是苹果品种的一种生理性内在疾病，其中核心线周围的细胞间空气空间充满了液体并且具有特征性的半透明性组织结果。该病通常在成熟的果实中发展，主要的影响因素是收获前的气温高或低，钙营养差。一些作者提出，水核是由成熟过程中膜完整性的变化引起的。已经发现，具有水核的苹果的肉组织比没有水核的苹果的肉组织具有更高的山梨醇和蔗糖浓度和更低的葡萄糖浓度。虽然水核在储存过程中会消散，但中度至重度水核的果实会导致果肉褐变。

为了有效地对受水核影响的水果进行分选，已经测试了多种技术，包括光密度，X射线成像，磁共振成像和磁性共振光谱法和质量密度法。红外热成像法通过创建彩色可见图像形式的辐射分布的实时图来观察和记录从人体发出的红外辐射。事实证明，该方法不仅可用于测量被测物体表面的温度变化，而且可用于检测内部的热侵入和检测体内热特性的异质性。现代红外热成像设备的时间分辨率可以测量运动物体的表面温度，并且可以通过使用具有各种视角的镜头来更改其几何分辨率。该技术是非接触性和非破坏性的，并且已在农业和生态学中得到了许多应用。

在较早的研究中，已经做出了一些努力来应用红外测量来跟踪农业材料质量的变化，从而突出了了解热交换过程的重要性。这项研究主要是通过测量加热过程中水果表面的辐射温度分布，可以检测出因水的细胞间泄漏导致水核效应而引起的水果热特性的局部变化。聚集在具有水核的组织的细胞间空间中的水不仅导致果实质量密度的增加，而且还导致其热容量的增加和热导率的降低。因此，可以预期的是，具有水核的水果的加热速度将比没有受影响的组织的水果加热得慢。

图为红外热成像

使用红外热像仪测量加热过程中水果表面辐射温度变化，用于区分患有水核病的苹果。每单位苹果质量的温度随时间的导数是评估有无水核组织的苹果之间热特性差异的一个很好的参数。水果表面和环境温度之间的温度梯度为18.5℃，足以区分受水核影响的苹果和未受影响的苹果之间的加热速率差异。加热的第一阶段的温度变化结果，在区分受水核影响的水果方面起着决定性的作用。对于有水核的苹果，在加热的特定初始阶段，每质量的温度升高速率要比没有受水核影响的组织的苹果小得多，而与所考虑的果实表面部分无关。所提出的分离受水核影响的苹果的方法的优点在于，唯一需要的数据是水果的质量和水果表面温度随时间的变化。

随着SSC和果实密度的增加，有和没有水核症状的苹果的苹果温度随时间变化的苹果单位时间质量均降低，但与密度的相关性更好。每单位苹果质量的苹果温度随时间的导数与果实硬度之间无显着相关性。

参考文献：

Piotr Baranowski a, Janusz Lipecki b, Wojciech Mazurek, et al. Detection of watercore in ‘Gloster’ apples using thermography. Postharvest Biology and Technology.