Application des colorimètres aux contrôles non destructifs de la maturité et de la fraîcheur des fruits et légumes

Introduction : « L'économie visuelle » et la maîtrise des risques qualité dans la chaîne d'approvisionnement mondiale en fruits et légumes

Dans le commerce alimentaire international moderne et l'agriculture intelligente, la « couleur d'apparence » des fruits et légumes n'est pas seulement le principal élément visuel pour attirer les consommateurs, mais aussi un « baromètre » de leur état physiologique interne. Du vert de l'immaturité au rougeur ou au jaune de la pleine maturité, de subtils changements de couleur correspondent directement à la synthèse et à la décomposition de pigments internes tels que la chlorophylle, les caroténoïdes et les anthocyanes.

La détection traditionnelle de la maturité et de la fraîcheur des fruits et légumes repose principalement sur l'observation visuelle manuelle ou des expériences destructives (telles que l'indentation d'un pénétromètre, le titrage chimique du rapport sucre-acide, etc.). L'observation visuelle manuelle est très sensible aux sources de lumière, à l'environnement, à la psychologie et aux différences physiologiques individuelles, ce qui entraîne des taux d'erreur d'évaluation élevés et une incapacité à parvenir à une standardisation. D’un autre côté, les tests destructifs impliquent des pertes élevées et ne permettent pas de réaliser un contrôle en ligne pour des lignes de production à grande échelle et en grand volume.

Avec le développement de la technologie de détection photoélectrique, la technologie de contrôle non destructif (CND) basée sur des colorimètres et des spectrophotomètres est devenue une configuration standard pour les entreprises mondiales d'entreposage de fruits et légumes, de transport sous chaîne du froid, d'inspection douanière et de transformation en profondeur.

I. Couleur basée sur les données : comment les colorimètres « lisent » la maturité et la fraîcheur des fruits et légumes

Un colorimètre ne prend pas simplement une photo, mais convertit des informations de couleur complexes en données d'espace colorimétrique unifiées de la Commission internationale de l'éclairage (CIE) (telles que CIE L*a*b*, L*C*h*, etc.). Grâce à ces indicateurs quantitatifs de haute précision, les responsables de la chaîne d'approvisionnement peuvent capturer avec précision les changements physiologiques subtils des fruits et légumes pendant la récolte, la maturation et le stockage.

1. Le mot de passe couleur de la maturité des fruits et légumes
Au cours du processus de maturation des fruits et légumes, le changement le plus significatif est le passage « du vert au jaune » ou « du vert au rouge ».

• Le saut de la valeur a* :Dans l'espace colorimétrique L*a*b*, la valeur a* représente le rouge-vert (valeurs négatives pour le vert, valeurs positives pour le rouge). En prenant comme exemple les tomates ou les pommes, à mesure que la maturité augmente, la chlorophylle se dégrade et le lycopène ou les anthocyanes s'accumulent en grande quantité, ce qui fait que leur valeur a* passe rapidement de négative à positive. En surveillant le point critique de la valeur a*, les pêcheurs peuvent déterminer avec précision la « fenêtre de récolte ».
• La valeur b* et le jaunissement :La valeur b* représente le jaune-bleu (valeurs négatives pour le bleu, valeurs positives pour le jaune). Les bananes, les agrumes et d’autres fruits présentent une augmentation significative de la valeur b* à maturité, reflétant l’apparition de caroténoïdes.

2. Prédiction de la fraîcheur et de la durée de conservation des fruits et légumes
La fraîcheur s'accompagne souvent d'une perte d'eau, d'un brunissement, d'une oxydation et d'une invasion microbienne des fruits et légumes.

• La Déclin de la Valeur L* (Perte de Brillance et de Luminosité) :L* représente la luminosité (0 pour le noir, 100 pour le blanc). Les légumes à feuilles ou les baies fraîchement cueillis ont une brillance élevée et une couche de cire à la surface. À mesure que la durée de stockage et de transport s'allonge, la respiration consomme de la matière organique et de l'eau est perdue, entraînant une baisse continue de la valeur L*, entraînant une apparence sombre.
• Indice de brunissement (BI) et variation de différence de couleur (ΔE) :Les fruits et légumes coupés (comme les pommes et les pommes de terre fraîchement coupées) ou les fruits endommagés deviendront rapidement jaunes et noirs sous l’effet du brunissement enzymatique. En calculant la différence de couleur globale ΔE par rapport à l'échantillon standard, le colorimètre peut capturer les premiers stades de brunissement difficiles à détecter à l'œil nu en une seconde, obtenant ainsi un avertissement avancé sur la durée de conservation.

II.CHNSpec Gamme de produits d'essais non destructifs pour fruits et légumes

Visant des scénarios d'application complexes dans les industries nationales et étrangères des fruits et légumes, CHNSpec a développé une variété d'équipements de détection offrant une haute précision, une portabilité et une rentabilité élevée pour répondre à un large éventail de scénarios d'utilisation, des champs aux laboratoires professionnels.

1. Série ColorMeter Pro / DS-200 / DS-210 : « Gadgets de poche » pour la récolte sur le terrain et l'inspection commerciale mobile
Dans les vergers, les serres ou les marchés de gros, les inspecteurs doivent se déplacer fréquemment, ce qui nécessite une très grande adaptabilité environnementale.

• Avantages du produit :Les colorimètres portables ColorMeter Pro (Colorimeter) et DS Series sont légers et extrêmement faciles à utiliser.
• Applications industrielles :Ils prennent en charge plusieurs ouvertures de mesure (telles que 6 mm, 11 mm), qui s'adaptent parfaitement aux surfaces incurvées des baies (telles que les myrtilles, les raisins) ou des grosses drupes (telles que les pêches, les mangues). Grâce à la connexion Bluetooth à une application mobile, les inspecteurs de qualité peuvent synchroniser les données L*a*b* mesurées avec la base de données cloud en temps réel directement sur le site du verger, réalisant ainsi un archivage des données de maturité d'origine.

2. Spectrophotomètre portatif DS-700D : adapté à l'analyse quantitative et à la prévision de la durée de conservation
Pour les grandes entreprises d'exportation ou les services d'assurance qualité des chaînes de supermarchés, il est nécessaire non seulement d'examiner les différences de couleur, mais également de disposer d'une « réflectance spectrale » plus précise pour prédire les changements dans les composants chimiques internes.

• Avantages du produit :Le DS-700D adopte une structure géométrique optique D/8 (éclairage diffus, visualisation à 8°), avec une répétabilité de ΔE*ab≤ 0,025, et une caméra intégrée pour la prévisualisation, garantissant que chaque mesure est précisément focalisée sur la zone représentative du fruit.
• Applications industrielles :Il peut produire non seulement des indicateurs de couleur standard, mais également du jaunissement, de la blancheur et de la réflectance à des longueurs d'onde spécifiques, ce qui le rend adapté au suivi des couleurs des kiwis, des pommes réfrigérées et des avocats dans le transport sous chaîne du froid. Grâce aux courbes de dégradation de la couleur accumulées à long terme, il est directement corrélé à la fermeté du fruit et à la teneur en solides solubles (SSC) pour obtenir une prévision non destructive de la durée de conservation.

3. Spectrophotomètre de paillasse CS-820N / CS-821N : choix idéal pour la transformation des aliments en profondeur, la recherche scientifique et l'enseignement
Dans les industries de transformation en profondeur telles que les jus de fruits, les confitures et les morceaux de fruits surgelés, la standardisation de la couleur des matières premières détermine directement la cohérence de la marque du produit final.

• Avantages du produit :En tant que modèle phare destiné à une utilisation en laboratoire, le CS-820N/821N possède une stabilité de mesure fiable et des performances de mesure des couleurs de haute précision. Il prend en charge à la fois les modes de mesure de réflectance (pour la pulpe de fruit solide) et de mesure de transmission (pour les jus de fruits, le vinaigre de fruit, les extraits de plantes).
• Applications industrielles :Dans la recherche sur le contrôle de la qualité du stockage après récolte des kiwis, des agrumes, etc. (comme l'évaluation de l'impact de différentes températures de réfrigération sur la qualité des fruits), le CS-820N peut établir avec précision une base de données de couleurs de base et a été largement adopté par de nombreuses universités agricoles et institutions internationales d'inspection de la qualité.

4. Extension en vedette : Application de caméras hyperspectrales dans les lignes de tri de fruits intelligentes modernes
Avec la mise à niveau complète de l’agriculture intelligente, la mesure traditionnelle de la couleur en un seul point ne peut plus répondre aux besoins de tri à grande vitesse de plusieurs tonnes par seconde dans les grandes usines de conditionnement. Les caméras hyperspectrales lancées par CHNSpec (comme la série FS, couvrant 400-1 000 nm) réalisent parfaitement la « combinaison de l'image et du spectre ». Il peut non seulement capturer des caractéristiques de couleur sur de grandes surfaces à la surface des fruits, mais également utiliser la bande proche infrarouge pour pénétrer dans la peau du fruit, détectant directement en ligne la teneur en sucre interne, l'acidité, les meurtrissures latentes et le noyau moisi. Cette technologie a été appliquée à plusieurs lignes de tri de fruits intelligentes à travers le monde comme l'un des modules clés pour l'inspection de la couleur et de la qualité interne.

III.Conclusion : La couleur numérique, au service de la chaîne d'approvisionnement verte mondiale

Les contrôles non destructifs constituent une orientation importante pour le développement futur de l’agriculture et de l’industrie alimentaire. L'introduction des colorimètres et spectrophotomètres CHNSpec transforme la riche expérience accumulée depuis longtemps par les experts en agronomie et les producteurs en données quantitatives de couleur acceptées au niveau international.

Si vous recherchez des solutions efficaces pour améliorer le contrôle qualité des fruits et légumes après récolte, réduire les taux de retour du commerce international et établir une chaîne d'approvisionnement alimentaire standardisée, CHNSpec sera un partenaire à considérer. Contactez-nous pour obtenir une solution de détection de la couleur des fruits et légumes adaptée à vos besoins.