《Journal of Food Composition and Analysis》：Reliable Fungal Presentation-form for Near-Infrared Hyperspectral Imaging: Case of First Identification of Genuine Vibration Bands of
Colletotrichum asianum Mango Anthracnose
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近红外高光谱成像(NIR-HSI)近期被尝试用于微生物尤其是真菌的早期检测、识别、定量与分类，其中可靠的真菌呈样形式极为关键。由亚洲炭疽菌(Colletotrichum asianum)引起的炭疽病严重影响芒果出口。线扫描图像的光谱精度是决定光谱质量的前提，而
近红外高光谱成像(NIR-HSI)近期被尝试用于微生物尤其是真菌的早期检测、识别、定量与分类，其中可靠的真菌呈样形式极为关键。由亚洲炭疽菌(Colletotrichum asianum)引起的炭疽病严重影响芒果出口。线扫描图像的光谱精度是决定光谱质量的前提，而无基质干扰下指示该菌近红外振动峰是建立炭疽病相关真菌食品预测模型的基础。研究人员将三种真菌制备方式（玻璃微纤维滤膜纯培养、载片培养、载玻片喷孢）置于两种测量构型（黑色阳极氧化铝≈零反射吸收体、Teflon?≈100%反射）上测试。三种方法在阳极氧化铝上的纯真菌光谱重复性分别为0.042751、0.009532、0.001922，在Teflon?上为0.025810、0.003473、0.001802。喷孢载片与载片培养在阳极氧化铝与Teflon?上的精度无统计差异，但喷孢载片于阳极氧化铝构型因光谱与空间质量更高且成本与环境更优被选为最佳。利用所提呈样方法，研究人员首次揭示纯炭疽菌光谱中1140 nm与1636 nm真峰（辅以他人发现），系首次披露纯炭疽菌超立方体(hypercube)。该发现为NIR-HSI平台真菌样品呈样提供标准化创新协议，其分子振动与光谱信息基础对开发检测与监测食品中真菌污染及病害相关变化的NIR-HSI分析方法具重要意义。
研究背景方面，近红外高光谱成像(NIR-HSI)兼具空间与光谱信息，优于单点近红外光谱(NIR spectroscopy)，可用于实验室、过程与田间场景下的微生物早期检测、识别、定量与分类。芒果炭疽病由炭疽菌属(Colletotrichum spp.)引起，严重影响出口与货架期，早期检测可阻断传播。真菌细胞壁含几丁质(chitin)、β-1,3-葡聚糖(glucan)、甘露糖蛋白等，其近红外(NIR)吸收受呈样形式与基质干扰影响显著；现有文献多在培养基或高水分状态下扫描纯真菌，无法获得无干扰纯真菌真峰。因此亟需建立可靠真菌呈样形式与测量构型以提取纯菌真振动谱带。
研究人员以泰国朱拉隆功大学微生物系保藏的、经形态学与ITS序列鉴定且对芒果具致病性的亚洲炭疽菌(Colletotrichum asianum)为样本队列来源，开展三项工作：一是在黑色阳极氧化铝（反射模式）与Teflon?（透反射模式）两种构型下，对玻璃微纤维滤膜纯培养、载片培养、载玻片空气喷孢三种呈样形式各三重重复进行线扫描NIR-HSI（900–1700 nm），以区域兴趣(RoI)内50×50像素平均光谱计算9–10次重复的标准差(SD)作为重复性指标，并用双向ANOVA与Duncan多重检验比较；二是解析超立方体(hypercube)空间-光谱信息；三是归属纯菌真吸收峰。关键技术方法概括如下：样本源自芒果分离亚洲炭疽菌并在PDA培养；呈样分滤膜真空过滤、载片14天培养、喷孢调至1×105孢子/mL后雾化干燥三型；成像采用推扫式Xeva 992 CCD配Specim N17E（860–1690 nm提取），阳极氧化铝作近似黑体吸收体、Teflon?作>99%漫反射体，45°卤钨灯照明，Spectralon白参比；重复性以RoI内像素平均光谱的SD衡量，统计用双向ANOVA与Duncan检验。
研究结果部分，引言指出NIR-HSI提供超立方体优势及炭疽病经济重要性。材料与方法确立三呈样三重复与两构型扫描流程。NIR高光谱图像采集说明阳极氧化铝吸光近100%、Teflon?漫反射>99%，故分别用反射与透反射模式。重复性小节显示：阳极氧化铝下滤膜、载片、喷孢SD为0.042751、0.009532、0.001922，Teflon?下为0.025810、0.003473、0.001802；双向ANOVA中测量构型主效应不显著(p=0.176)，呈样形式主效应极显著(p<0.001)，交互不显著(p=0.454)；Duncan检验表明喷孢与载片无差，滤膜显著更差；喷孢在阳极氧化铝上相对标准偏差(RSD)为0.8–2%，950–1650 nm约0.8%。结果与讨论中，平均光谱显示1140 nm（C-H三级倍频）、1195/1205 nm（几丁质位移）、1450 nm（水/淀粉O-H一级倍频）、1636 nm（C-H伸缩一级倍频）为特征；超立方体图证实喷孢载片于阳极氧化铝上菌孢分布最均一(%CV 5.09–6.03%)、1636 nm吸收最强、1140 nm次之、1195 nm较弱；首次给出纯亚洲炭疽菌超立方体。研究人员据此判定最佳组合为喷孢载片+阳极氧化铝。讨论部分比对Roberts等几丁质粉二阶导峰（1195、1505、1583、1733 nm等）与Zou等N-乙酰葡萄糖胺理论峰（1138.74–1155.87、1207.42 nm），指出1140 nm与1636 nm系纯菌非几丁质专属真峰，1636 nm邻近Roberts肩峰1630 nm；并比较Neurauter等冻干厌氧真菌方案，认为喷孢载片盖玻片法省时低成本且控湿尚可。结论部分翻译为：喷孢载片置于黑色阳极氧化铝构型下，线扫描NIR-HSI可获得最高精度纯真菌光谱；研究人员首次确证亚洲炭疽菌芒果炭疽病纯菌真振动峰1140 nm与1636 nm；该标准化呈样-构型协议可支撑食品中真菌污染与病害变化的NIR-HSI检测模型开发。论文发表于《Journal of Food Composition and Analysis》。
