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易科泰FluorCam叶绿素荧光成像技术：采后生理学——采后保鲜与品质鉴定

水果、蔬菜、鲜花等鲜活农产品采摘后生理过程会有明显的变化。收获的鲜活农产品在呼吸作用、蒸发作用等变化影响下，导致其组织衰老、水分损失，甚腐败变质。相关采后生理学的研究与与其贮藏、保鲜、运输有着密切的联系。而鲜活农产品又不同于作物，不能进行干燥保存，必须使用物理或化学方法的保鲜技术延缓农产品新鲜度下降并防止腐败变质，保持其良好鲜度和品质。而对相关采后保鲜技术开发就必须有一种可靠、简便、直观的技术能对处理后的鲜活农产品进行快速品质鉴定，FluorCam叶绿素荧光成像技术就恰好能完全满足这方面的需求，因此在相关的研究中有大量的应用。同时，高光谱成像技术也经常与FluorCam联用，获取更全面的品质检测数据。


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左图：FluorCam封闭式荧光成像系统；中图：FluorCam开放式荧光成像系统；右图：Specim高光谱成像系统


案例1：水果蔬菜储存与温湿度的关系

早在2014年，韩国韩京大学的科学家就使用FluorCam叶绿素荧光成像系统测量西红柿、辣椒、苹果、猕猴桃等水果蔬菜在不同储存条件下（室温、低温、高温、高湿）的品质变化，通过 小荧光Fo、 大荧光Fm、 大光化学效率Fv/Fm和非光化学淬灭系数NPQ，从光合生理的角度证实低温是 佳的常规水果蔬菜保鲜技术。


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水果蔬菜不同温湿度储存条件下的叶绿素荧光成像分析，左图：西红柿、辣椒；右图：苹果、猕猴桃


案例2：甜椒的 佳低温保存条件

低温保存也有可能对储存的农产品造成冷害。因此匈牙利圣伊斯特万大学使用FluorCam研究了甜椒在不同低温储存后保存期的变化。结果显示5℃低温储存延缓了甜椒果实的采后成熟，即使甜椒进入保存期，对其保鲜也有作用。而2.5℃低温储存下，叶绿素荧光参数表明甜椒极可能出现了低温损伤，因此在储存中如果有类似低温情况需要进行快速的处理以免甜椒变质。


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左图：2.5℃低温储存下不同时期的Fm叶绿素荧光成像图；右图：不同温度储存条件下不同时期的Fm数据案例3：苹果热水保鲜处理后的品质评估


在进行鲜切沙拉生产时，热水处理也是一种常用的保鲜技术。同样的，处理温度、时机与持续时间也是关重要的。德国莱布尼茨农业工程和生物经济研究所（ATB）运用FluorCam和高光谱技术对不同苹果品种的热水处理进行评估。FluorCam通过对光系统损伤的检测评估热水处理效果，高光谱技术则检测NDVI（与叶绿素含量相关）和NAI（与花青素含量相关）反映热水处理对营养成分的损伤。结果表明，“红将军”苹果在55℃处理30-120s效果 好，其他品种可以在60℃进行处理。FluorCam叶绿素荧光成像技术在这一研究中提供了快速、高灵敏度、有效的检测工具。


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左图：“红将军”苹果不同温度处理的Fv/Fm叶绿素荧光成像图；右图：“红将军”和“富士”苹果不同温度处理的NDVI和NAI参数案例4：叶绿素荧光成像与高光谱成像技术结合研究花椰菜采后生理变化


在蔬菜保鲜和品质鉴定上，FluorCam和Specim高光谱成像技术的结合也是很常用的。德国莱布尼茨农业工程和生物经济研究所（ATB）同样使用这两项技术综合分析了花椰菜采摘后的可存储性，希望在采摘前就能够在田间预先确定花椰菜的保鲜期。沈阳农业大学也利用FluorCam叶绿素荧光成像技术研究花椰菜采后黄化机制与保鲜技术开发，仅在这方面研究中就发表了3篇高质量SCI文献。


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德国莱布尼茨农业工程和生物经济研究所的花椰菜保鲜研究；左图：采摘后10℃储存1-4天花椰菜的彩色成像图和Fv/Fm叶绿素荧光成像图；右图：采摘后16℃保存1-4天花椰菜的反射光谱曲线、NDVI数据及成像图


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沈阳农业大学利用FluorCam对花椰菜的研究；上左图：花椰菜采后黄化过程的叶绿素荧光成像分析；上右图：通过叶绿素荧光成像分析验证表油菜素内酯对花椰菜黄化的控制作用；下图：叶绿素荧光成像证实茉莉酸在花椰菜采后黄化中的调控作用，茉莉酸合成抑 制剂能够减缓花椰菜黄化


案例5：应用保鲜剂提高鲜切花运输过程中保鲜效果

鲜切花尤其是鲜切月季在采摘运输过程中，保鲜处理也是非常重要的，而鲜花的保鲜技术与水果蔬菜又有很大不同。韩国世宗大学在相关研究中，对不同品种的月季施加了各种防腐液与乙烯抑 制剂，以评估 佳的保鲜运输方法。FluorCam叶绿素荧光技术为鲜花活力评估鉴定提供了 有力的证据。


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上图：施加不同防腐剂的‘Matador’ 和‘Dolcetto’月季品种Fv/Fm叶绿素荧光数据；下图：施加不同乙烯抑 制剂‘All For Love’和‘Afnity’ 月季品种Fv/Fm叶绿素荧光数据


参考文献：

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