今年春節(jié)檔電影票房冠軍《哪吒之魔童鬧?！芬云渚嫉奶匦Ш鸵巳雱俚膭∏橼A得了觀眾的喜愛。影片開篇，太乙真人費(fèi)盡心力，以蓮藕為原材料為哪吒和敖丙重塑了肉身，故事由此展開了序幕。

圖源：@電影哪吒之魔童鬧海

那么，被選中的蓮藕究竟有何特別之處呢？

蓮藕的生命周期可謂是一場精彩的奉獻(xiàn)之旅。從萌芽、展葉到開花、結(jié)實(shí)，再到長藕和休眠，每個階段都在為人類創(chuàng)造價值。從營養(yǎng)學(xué)的角度來看，蓮藕堪稱大自然的饋贈。它富含淀粉、糖類、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等多種營養(yǎng)成分。其中，淀粉作為蓮藕的主要成分，不僅為人體提供必需的能量，更是決定蓮藕口感的關(guān)鍵因素。研究發(fā)現(xiàn)，粉質(zhì)蓮藕與脆質(zhì)蓮藕在淀粉組成上存在顯著差異：粉質(zhì)蓮藕的支鏈淀粉與直鏈淀粉比例明顯較高，這種獨(dú)特的淀粉結(jié)構(gòu)直接影響著蓮藕的質(zhì)地和口感。

類似的規(guī)律也體現(xiàn)在蓮子中，直鏈淀粉含量的變化會顯著影響蓮子的吸水性、膨脹性等物理特性，進(jìn)而決定其品質(zhì)優(yōu)劣。

為了更精準(zhǔn)地研究蓮子的品質(zhì)特性，采用先進(jìn)的高光譜成像技術(shù)進(jìn)行研究。高光譜成像技術(shù)是一種能獲取豐富光譜和圖像信息的無損檢測技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)不僅能無損檢測農(nóng)產(chǎn)品的外部特征，更能深入探究其內(nèi)部成分的物理化學(xué)信息。直鏈淀粉是D-葡萄糖基以a-(1,4）糖苷鍵連接的多糖鏈，在可見近紅外光譜范圍具有響應(yīng)。

研究技術(shù)路線圖

高光譜成像系統(tǒng)主要包含部件有高光譜成像儀、光源、載物臺、黑箱以及高光譜數(shù)據(jù)采集軟件等。

實(shí)驗(yàn)室高光譜成像系統(tǒng)

鮮蓮的高光譜圖像

蓮子原始光譜曲線圖

通過對蓮子高光譜圖像的分析，研究人員發(fā)現(xiàn)500nm-920nm波段存在明顯的吸收特征，這些特征與直鏈淀粉分子中的C-H、O-H基團(tuán)密切相關(guān)。表1所示為全波段光譜數(shù)據(jù)經(jīng)過RC，SPA和CARS提取的特征波段。通過對比表1和表2中的數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過SPA特征提取后選擇的波段為449.5nm、464.1nm、500.6nm、582.7nm、644.3nm、756.1nm、812.4nm、872.3nm、977.6nm共9個特征波長，其中，波段在500nm-920nm處存在較為明顯的吸收，它們可能與直鏈淀粉分子中的C-H基團(tuán)的四級倍頻，O-H二級倍頻，O-H一級倍頻有關(guān)，表明了特征波段可以準(zhǔn)確地反映出蓮子內(nèi)直鏈淀粉含量的變化。

表1 三種不同特征提取方法所得特征波段

表2 基于不同特征波長的直鏈淀粉檢測PLS模型

在定量模型的對比試驗(yàn)中，本文通過MSC-SPA處理過的光譜數(shù)據(jù)和蓮子直鏈淀粉含量分別建立了PLSR，PCR，SVM，LS-SVM模型，對比上述建立的四種模型的RC，RMSEC，RMSEP，RP，RPD值，判斷結(jié)果如表3所示。

表3不同處理方式和預(yù)測模型的比較

模型的建立不僅為蓮子品質(zhì)的快速檢測提供了科學(xué)依據(jù)，也為其他農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量評估開辟了新的研究路徑。從電影中的神奇蓮藕到現(xiàn)實(shí)中的營養(yǎng)寶庫，再到高科技的品質(zhì)檢測，蓮藕的故事仍在繼續(xù)，等待著我們進(jìn)一步探索和發(fā)現(xiàn)。