基于紫外荧光成像技术的甜椒冷害无损检测方法研究

为解决甜椒(Capsicum annuum L.)采后冷害(CI)早期无损检测难题，浙江大学团队创新性开发了UV荧光成像技术。研究通过结合荧光光谱与显微/宏观成像分析，首次建立基于a*色通道的决策树分类模型，实现91.7%的冷害识别准确率。该方法仅需1天室温处理即可完成检测，较传统方法显著缩短时间，为果蔬采后品质控制提供了高效低成本解决方案。

　　

甜椒作为全球重要的蔬菜作物，其采后因低温贮藏导致的冷害(Chilling Injury, CI)会造成严重经济损失。传统检测方法依赖主观肉眼观察或耗时的人工孵育，而高成本的MRI（磁共振成像）和HSI（高光谱成像）技术难以普及。更棘手的是，不同品种甜椒对低温敏感性差异显著——紫色品种'Murasaki'最易受损，红色'Red Horn'抗性较强，这种品种特异性使得通用检测技术开发面临挑战。

针对这些痛点，浙江大学Zichen Huang团队在《LWT》发表研究，创新性地将紫外诱导荧光成像技术应用于甜椒CI检测。研究团队从日本京都府农林渔业技术中心获取了300个绿色'Manganji No.2'、100个紫色'Murasaki'和100个红色'Red Horn'甜椒样本，通过2°C/10°C双温区贮藏实验构建CI模型。关键技术包括：1）365nm激发的荧光光谱分析；2）显微荧光成像观察细胞损伤；3）基于a*色通道的决策树分类算法开发；4）多品种交叉验证。

【3.1 冷害评估】

通过5阶段CI指数量化发现，紫色品种在第15天CI指数达2.5，显著高于绿色(1.8)和红色(0.5)品种。值得注意的是，80%绿色甜椒的冷害始发于果尖区域，这与该部位较薄的角质层结构相关。

【3.2 荧光光谱特征】

光谱分析揭示关键生物标志物：健康组织在680nm处叶绿素荧光强度仅为200-300a.u.，而CI组织飙升至800-1200a.u.。显微成像直观显示CI区域存在叶绿体降解现象，释放的叶绿素穿透角质层形成特征性红色荧光斑点。

【3.3 荧光成像检测】

决策树模型锁定a*<-15.73为最佳分类阈值，在144个测试样本中实现91.7%准确率(NER)。该技术优势突出：1）检测周期从常规7天缩短至1天；2）仅需普通UV-LED和单反相机；3）克服了传统HSI技术需要多波段成像的局限。

这项研究开创性地证实叶绿素荧光可作为甜椒CI的早期分子标记。通过将复杂的光谱特征简化为a*色通道阈值判断，使技术落地成本降低80%。研究不仅为果蔬采后品质监测提供了新范式，其揭示的品种特异性抗冷机制——红色品种较厚的角质层具有保护作用，为抗冷品种选育提供了理论依据。未来通过引入深度学习算法，有望进一步提升对未成熟果实（易产生假阳性）的鉴别能力，推动该技术向商业化分级系统转化。