水核是蘋果品種的一種生理性內(nèi)在疾病，其中核心線周圍的細(xì)胞間空氣空間充滿了液體并且具有特征性的半透明性組織結(jié)果。該病通常在成熟的果實(shí)中發(fā)展，主要的影響因素是收獲前的氣溫高或低，鈣營(yíng)養(yǎng)差。一些作者提出，水核是由成熟過(guò)程中膜完整性的變化引起的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有水核的蘋果的肉組織比沒(méi)有水核的蘋果的肉組織具有更高的山梨醇和蔗糖濃度和更低的葡萄糖濃度。雖然水核在儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)消散，但中度至重度水核的果實(shí)會(huì)導(dǎo)致果肉褐變。

為了有效地對(duì)受水核影響的水果進(jìn)行分選，已經(jīng)測(cè)試了多種技術(shù)，包括光密度，X射線成像，磁共振成像和磁性共振光譜法和質(zhì)量密度法。紅外熱成像法通過(guò)創(chuàng)建彩色可見(jiàn)圖像形式的輻射分布的實(shí)時(shí)圖來(lái)觀察和記錄從人體發(fā)出的紅外輻射。事實(shí)證明，該方法不僅可用于測(cè)量被測(cè)物體表面的溫度變化，而且可用于檢測(cè)內(nèi)部的熱侵入和檢測(cè)體內(nèi)熱特性的異質(zhì)性。現(xiàn)代紅外熱成像設(shè)備的時(shí)間分辨率可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的表面溫度，并且可以通過(guò)使用具有各種視角的鏡頭來(lái)更改其幾何分辨率。該技術(shù)是非接觸性和非破壞性的，并且已在農(nóng)業(yè)和生態(tài)學(xué)中得到了許多應(yīng)用。

在較早的研究中，已經(jīng)做出了一些努力來(lái)應(yīng)用紅外測(cè)量來(lái)跟蹤農(nóng)業(yè)材料質(zhì)量的變化，從而突出了了解熱交換過(guò)程的重要性。這項(xiàng)研究主要是通過(guò)測(cè)量加熱過(guò)程中水果表面的輻射溫度分布，可以檢測(cè)出因水的細(xì)胞間泄漏導(dǎo)致水核效應(yīng)而引起的水果熱特性的局部變化。聚集在具有水核的組織的細(xì)胞間空間中的水不僅導(dǎo)致果實(shí)質(zhì)量密度的增加，而且還導(dǎo)致其熱容量的增加和熱導(dǎo)率的降低。因此，可以預(yù)期的是，具有水核的水果的加熱速度將比沒(méi)有受影響的組織的水果加熱得慢。

圖為紅外熱成像

使用紅外熱像儀測(cè)量加熱過(guò)程中水果表面輻射溫度變化，用于區(qū)分患有水核病的蘋果。每單位蘋果質(zhì)量的溫度隨時(shí)間的導(dǎo)數(shù)是評(píng)估有無(wú)水核組織的蘋果之間熱特性差異的一個(gè)很好的參數(shù)。水果表面和環(huán)境溫度之間的溫度梯度為18.5℃，足以區(qū)分受水核影響的蘋果和未受影響的蘋果之間的加熱速率差異。加熱的第一階段的溫度變化結(jié)果，在區(qū)分受水核影響的水果方面起著決定性的作用。對(duì)于有水核的蘋果，在加熱的特定初始階段，每質(zhì)量的溫度升高速率要比沒(méi)有受水核影響的組織的蘋果小得多，而與所考慮的果實(shí)表面部分無(wú)關(guān)。所提出的分離受水核影響的蘋果的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，唯一需要的數(shù)據(jù)是水果的質(zhì)量和水果表面溫度隨時(shí)間的變化。

隨著SSC和果實(shí)密度的增加，有和沒(méi)有水核癥狀的蘋果的蘋果溫度隨時(shí)間變化的蘋果單位時(shí)間質(zhì)量均降低，但與密度的相關(guān)性更好。每單位蘋果質(zhì)量的蘋果溫度隨時(shí)間的導(dǎo)數(shù)與果實(shí)硬度之間無(wú)顯著相關(guān)性。

參考文獻(xiàn)：

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