科技前沿|香港浸会大学朱福荣教授团队研发出水果品质无损检测技术

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香港浸会大学朱福荣教授及其研究团队基于多年的学术科研成果基础，开发出一套便携式水果品质近红外无损检测技术及其物联网解决方案。团队于2018年开始进行日盲近红外光探测技术在水果品质无损检测领域的研究，并成功开发出了一种新型的日盲型近红外探测器，运用多模式、多频段的光探测技术无损检测水果糖度、酸度和含水量等物质信息。该项技术在国内已经取得阶段性成果，有望填补国内技术空白，值得一提的是，该研究能在一定程度上替代进口的同功能产品，并且具备成本优势，将有可能大规模普及至果蔬种植、存储、物流及终端卖场等应用场景。

研究背景

随着居民物质文化生活水平的日益提高，中国消费者对于水果品质的检测需求也逐步攀升。与此同时，新冠疫情提高了人们的健康和安全意识，利用先进技术提高产品质量、打造健康生活是未来发展的必然趋势。其中，同种水果的口感差异直接体现在水果自身的糖度、酸度以及含水量的不同上，现有的水果含糖、含酸量检测主要依赖于折光法及液相色谱法分析，操作繁琐耗时，且都采用榨汁测量的破坏式检测方法，多用于实验室内小规模的抽样检测，难以应用于大规模生产种植场景中的实时或水果生长过程的质量监控。同时，水果糖度的抽样破坏性检测也无法实现精确到单个水果的糖分差异化分析。研究成果

朱福荣教授团队所研发的双模探测器技术，可以切换选择可见光或者近红外光探测模式，在可见光探测模式下工作时只对可见光响应，对红外光不敏感；在近红外光探测模式下工作时只对红外光敏感，对可见光信号不响应。

可见光/近红外光双模探测器技术

该技术解决了传统近红外检测易受外部环境光源（例如日光）干扰的问题，提高了光信号收集效率与探测精度，可以在室外光照条件下实现对水果内糖分子及其化学基团在近红外光谱范围内的吸收检测，并且通过分析特定基团的红外吸收强度能够预测水果品质如糖、酸、水分等物质的含量，目前在中国、美国、日本已获多项专利。

水果内糖分子及其化学基团在近红外光谱范围内的吸收分布

朱福荣教授及其团队采用日盲型近红外检测技术对水果进行无损检测，并在此基础上打造一款便携式无损水果品质检测仪，如下图所示。该设备基于特征波长检测果蔬中糖酸度含量的方法对果蔬进行无损检测，与全光谱扫描分析相比，更具有时效性，无需制造复杂的分光系统，在水果的生长过程中可以随时监测果实内部成份的变化，适时提供果实的合适采收日期，拟为果蔬产业提供可靠的大数据支持与科学建议。

宏视科技便携式水果品质检测仪团队通过设备与服务的软硬件结合，打造出一个实时农业数据信息平台，结合云计算和大数据分析的技术，使用户只需简单扫描二维码便能取得水果的各种真实数据，并且期望为产业链的不同企业及商户提供服务，帮助他们建立水果农产业生态圈，这将有助改善水果行业的整体竞争力，助力其品牌形象建立。应用场景

伴随着中国经济的快速增长，数字信息化发展已渗透至人们日常生产生活的方方面面。这也同样为农业领域带来全新的挑战与机遇：数字信息化发展下的“智慧农业”。针对目前水果内部品质检测设备体积大、价格高、操作复杂等特点，便携式无损检测设备，能适应未来水果生产销售过程中可能遇到的更多复杂应用场景的需求，在水果的生产、加工、销售全产业链中均有应用市场。

（1）种植环节提高质量，生产过程中智能检测提高产量及品质。宏视科技的无损检测设备可以帮助种植户掌握水果的生长状态，配合定制的云端可视化数据服务以及物联网可溯源解决方案，向果农提供水果生长情况的可视化信息。种植户利用品质可预测、危害可预防的信息化技术手段，能够制定更佳的培育、种植、采摘方案，从而提高种植收益，降低种植风险。

（2）加工环节检测分选过程中降低次品率、对不同水果进行品质分层。宏视科技的无损检测技术可以在加工阶段对不同品质的水果进行分类，利用国内便捷的快运网路，通过线上销售直接匹配目标买家，提高行业效率。目前水果分选设备的近红外检测技术为国外垄断，每台设备价值约300～1000万元人民币不等，而国内制造水果分选设备的相关企业不足30家。宏视科技研发的便携式无损水果品质检测仪，能在大规模生产种植场景中应用于水果生长过程质量监控，有望填补国内技术空白。

（3）零售端聚焦智慧超市，提升消费者购买体验，智慧设备加速行业集中度提升。本技术研究成果对于农产品销售同样具有现实意义。消费者去市场购买水果，基本凭借个人经验去挑选，在挑选水果的过程中，如果使用商超水果店或个人的便携式水果品质检测设备，消费者只需要对着水果挑选扫描，便可以得到相应的糖度、酸度、水份、纤维含量等检测数据，营养价值信息能够直观呈现。

（4）建立农业大数据平台，为龙头企业牵头发展农业产业化联合体提供服务。目前水果种植、仓储、物流、市场销售乃至整个产业链数字化程度较低，通过宏视科技的物联网可溯源解决方案建立专业的农业数据平台，水果产业链的上游种植户与下游经销商都可以实现基于系统层级的实时监控与大数据分析比对，进而做出生产、销售的最优化全局决策。宏视科技的全新的检测技术可以使从业者能够有效提高决策的准确性，评估他们决策的影响，从而帮助提高农产品的品质与销售利润。朱福荣INTRODUCTION

香港浸会大学 教授