光学特性与品质关联：基于多组织光学参数的甜瓜成熟度与品种效应评价

本研究通过整合（Vis/NIR）光谱与（IS-IAD）技术，系统解析了甜瓜三层组织（外果皮、中果皮、果肉）的光学特性（OPs：吸收系数μa与散射系数μs′）与成熟度、品种的关联机制，构建了基于μa和μs′的成熟度分类（PLS-DA准确率>84%）及品质预测模型（SSC预测Rp=0.96），为厚皮水果光学检测提供了新策略。

　　

Highlight

本研究揭示了甜瓜三层组织的光学特性（OPs）与成熟度的动态关联：果肉的吸收系数（μ_a）显著反映糖分积累（如1411 nm处与SSC相关性达0.96），而外果皮的散射系数（μ_s^′）则与组织结构变化紧密相关，为厚皮水果无损检测提供了关键光学标记物。

Melon fruit

实验选用早、中、晚熟三个甜瓜品种（‘天山雪’、‘金红脆’、‘秦龙’），在四个成熟阶段（MS1-MS4）采集样本，结合农艺指标（开花后天数）与物理特性（果皮颜色、硬度）进行标准化分组。

Evolution of colors during maturation

成熟过程中，橙肉品种（C-J/C-Q）的色度值a显著升高（p<0.05），表明白肉品种（C-T）的显色变化较缓；所有品种的亮度L均随成熟度下降，暗示类胡萝卜素积累与叶绿素降解的光学信号可被μ_a捕获。

Conclusion

通过OPs与多组学数据关联分析，证实果肉μ_a能精准预测SSC（RPD=3.60）和pH（R_p=0.90），而外果皮μ_s^′可评估硬度变化（RPD=1.71）。该研究为开发针对多层果蔬的光学检测设备奠定了理论基础。