柑橘品質分級要素的分析與評價

盧軍　李婷　黃琪悅　張冬晨

摘要：水果機械分級研究中，常以人工分級所確定的級別作為分級標準，故有必要對柑橘人工分級各要素進行系統分析，以確保分級指標的合理性，并為機械分級提供指導。以100個溫州蜜柑作為樣本，由6位鑒評人員組成的鑒評小組對每個樣本就6個指標進行了評估，以最后平均分作為每個樣本的總分。結果表明，橘皮顏色、水分和橘子軟硬程度對總分影響最大，橘子軟硬程度和水分有較高的相關性，且橘皮顏色、水分與口感之間的相關性較高。最后根據試驗結果對柑橘的機器視覺分級給出了意見和建議。

關鍵詞：柑橘；分級；感官鑒評；相關性

中圖分類號：S666文獻標識碼：A文章編號：0439-8114（2012）20-4631-03

柑橘是中國產量最大的水果種類之一，同時也是重要的外貿果品，但是由于采摘后檢測、分級技術落后，造成上市的柑橘等級混雜，良莠不齊，商品價值受到影響，特別是在國際市場上缺乏競爭力。目前中國的柑橘分級主要依靠人工完成，分級結果因勞動者的個體差異而一致性較差，效率較低[1，2]。利用機器視覺進行柑橘分級可以同時對多個標準，包括水果的尺寸大小[3]、顏色[3，4]、形狀[5-7]、表面缺陷等外觀品質進行綜合分級。其分級的客觀性強、標準穩定、一致性好、效率高，而且非接觸、無傷害，是解決人工分級問題的有效途徑之一，也是目前計算機視覺技術在農業應用中的一個研究熱點[1，2]。針對人工感官鑒評的各個指標及其相關性進行定量的分析與評價，可為機器視覺分級提供參考。

1材料與方法

1.1材料

于市場采購外觀差異較大、成熟程度不同的溫州蜜柑100個作為試驗樣本，依序貼上標簽，供感官鑒評試驗使用。

1.2方法

1.2.1感官鑒評指標分析參照溫州蜜柑的有關鑒評標準[1]，對過去的鑒評方法進行了部分修改，重點對橘皮顏色、光滑度、橘皮厚薄、橘子軟硬程度、口感和水分6項指標進行評分，最后按總分從高到低將所有樣品得分劃分為4個區間，從而將樣品分為4個等級。具體評分標準如下。

橘皮顏色（10分）：著色程度為九成及以上給10分，五至八成給7～9分，兩至四成給4～6分，一成及以下給1～3分。光滑度（10分）：油胞細小、表皮光亮給7～10分，油胞較大、偶爾有疤痕給4～6分，有較多疤痕給1～3分。橘皮厚薄（10分）：果皮很薄給7～10分，中等給4～6分，很厚給1～3分。橘子軟硬程度（10分）：較軟給7～9分，較硬給4～6分，很硬和很軟給1～3分。口感（10分）：酸甜適口給7～9分，較酸給4～6分，非常酸或非常甜給1～3分。水分（10分）：水分大給7～9分，水分適中給4～6分，水分少給1～3分。

1.2.2感官鑒評過程在2011年10月15～30日兩周內，于華中農業大學理學院應用物理系開放實驗室，分4次對共100個柑橘樣本進行了感官鑒評，就外形（橘皮顏色，光滑度，橘皮厚薄）、質地（橘子軟硬程度）、風味（口感，水分）共3個維度6個指標獲取了100個樣本的感官鑒評數據。整個鑒評過程由食品質量與安全專業的6名高年級本科生完成，每位鑒評人員對每個柑橘樣本就6個指標進行評分，總分為60分，每個樣本每個指標的最終得分為6個鑒評人員給分的平均值，每個樣本的總分為其6個指標的平均分之和。

2結果與分析

2.1感官鑒評試驗結果

通過對100個試驗樣本總評得分進行分析，得出其中最高分為46.83分，最低分為25.67分，均分為38.31分，標準差為5.08分，得分分布區間間距為21.16分。將分布區間4等分，每等分間距大小為5.29分，將所有柑橘分為4個等級。

4個等級水果的平均分如表1所示。由表1可知，4個等級的水果在橘皮顏色上的得分差異最大，而橘皮厚薄并沒有隨著等級的降低呈單調下降的趨勢。4個級別的柑橘各指標得分的標準差如表2所示，由表2可知，各個級別各個指標的得分分散程度不一樣，其中以4級果光滑度得分的分散程度最大。

2.2感官鑒評結果分析

2.2.1感官鑒評指標的相關性分析為了對感官鑒評諸因素間的相互關系進行分析，通過對100個樣本6個指標的得分計算相關系數矩陣，其結果如表3所示。由表3可知，橘皮顏色和總分的相關系數最高，而橘皮厚薄與總分的相關系數很低。6個指標與總分的相關系數為橘皮顏色>水分>橘子軟硬程度>口感>光滑度>橘皮厚薄。另外，橘子軟硬程度與水分之間有高度的相關性，且橘皮顏色、水分與口感的相關性較高。

2.2.2感官鑒評各指標得分及總分的散點圖為了更直觀地顯示各指標得分的分布情況，分別繪制了100個樣本的各指標得分-總分的散點分布圖，如圖1所示。由圖1A可知，一級果與二級果的橘皮顏色得分并沒有完全拉開，但一、二級果與三、四級果的橘皮顏色得分差異較明顯。由圖1B可知，一、二、三級果在光滑度得分上差異不明顯，但與四級果拉開了較大差距。由圖1C可知，4個級別的柑橘在橘皮厚薄得分上差異不明顯，這也印證了橘皮厚薄與總分相關性很小。由圖1D可知，一、二、三級果在橘子軟硬程度得分上有較明顯差異，但四級果的橘子軟硬程度得分分布區間很大，與其他3個等級沒有明顯差距。由圖1E可知，4個等級的水果在口感得分上具有較大差異。由圖1F可知，前3個等級的水果在水分得分上有比較明顯的差異，但四級果的水分得分分布比較分散，與三級果沒有明顯差異。

3小結與討論

本研究通過對柑橘感官鑒評諸要素綜合分析，以期為用機器視覺方法對柑橘分級提供一些指導性意見。研究發現，橘皮顏色與總分有很高的相關性，這也保證了通過機器視覺方法對柑橘進行分級的可行性[3，4]。另外，水分作為與總分相關性排位第二高的指標，也說明可以通過對水分進行非接觸的無損檢測技術提高機器視覺分級方法的有效性。作為相關性第三高的橘子軟硬程度指標，可以考慮在流水線上安裝壓力傳感器，在橘子翻滾過程中對其軟硬程度進行檢測。同時，試驗結果表明各項評價指標得分與樣本總分的相關性大小有較大差異，表明在設計柑橘等水果的品質評價指標時，應考慮每項指標的重要性程度、給予不同的分值；在考慮采用多項指標對水果進行機器視覺分級時，應綜合考慮給予不同指標以不同的權重，從而保證分級系統設計的方案合理有效。

參考文獻：

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