南京农业大学潘磊庆教授团队发表最新成果：基于高光谱成像技术揭示凤梨果实采后软化与细胞壁多糖变化之间的关系

       2026年8月，南京农业大学潘磊庆教授团队结合高光谱成像与傅里叶变换红外等技术探究了凤梨采后贮藏期间细胞壁多糖重构、果实软化与高光谱响应之间的关系，并构建了相关品质的预测模型，相关研究成果在国际食品期刊《Food Research International》（Q1，IF: 8.8）发表题为“Integrating hyperspectral imaging to reveal the relationship between postharvest softening and cell wall polysaccharide changes in pineapple fruit”的研究性论文。南京农业大学农产品加工与贮藏团队潘磊庆教授和兰维杰副教授为共同通讯，博士研究生王文思为第一作者。

研究背景
       凤梨采后在成熟初期的软化改善了水果的质地、风味和香气，使其达到理想的可食用状态，但过度软化会导致组织崩溃、加速水分流失、增加对机械损伤和病原体感染，最终导致可食用质量和商业价值的下降。高光谱成像技术作为一项强大的无损检测技术，能够同时从生物样本中同时获取空间和光谱信息。本研究采集了900–1950 nm高光谱图像，对果实的理化性质、细胞壁多糖、傅里叶变换红外光谱（FTIR）以及细胞壁微结构进行了分析。主要研究目的包括：（1）探究凤梨理化品质 (SSC、TA、L*、a*、b*、WSP、CSP、ISP和中性糖组成的变化规律；（2）利用果胶组分分析、红外光谱和激光共聚焦扫描显微镜研究与菠萝软化相关的细胞壁成分的降解和重塑；（3）收集同一完整果实在各个时间点的HSI数据，并建立预测果实品质和硬度的预测模型；（4）识别与细胞壁降解关系最密切的光谱特征，从物理和化学角度解释这些相关性，揭示凤梨软化的无损监测机理。

结论
       本研究通过整合高光谱成像（HSI）、理化指标、细胞壁多糖、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术，系统探究了凤梨果实采后软化与高光谱响应机制。贮藏期间的硬度降低与细胞壁的重塑密切相关，其特征表现为果胶脱酯化、CSP和ISP转化为WSP、中性糖侧链降解以及细胞壁网络的破坏。这些协同发生的生化与结构变化共同削弱了细胞壁的完整性，并加速了果实的变软。在1420、1570和1820 nm波长处出现的特征光谱变化反映了水分重新分布、碳水化合物组成以及细胞壁多糖重构的变化，这表明高光谱响应与主导质地劣化的生化过程密切相关。所开发的支持向量机（SVM）和随机森林（RF）模型在预测果实硬度（Rp2 = 0.862，RPD = 2.638）和WSP（Rp2 = 0.9276，RPD = 3.78）方面表现良好，证实了高光谱成像（HSI）在凤梨变软无损监测中的可行性。此外，本研究确立了细胞壁多糖重塑、硬度损失与高光谱响应之间的机理关系，推动高光谱成像技术从经验性的品质预测向以机理为导向的解释迈进，这些发现为开发监测水果软化的快速、无损技术及热带水果的智能采后品质评估和精准仓储管理提供了理论基础。

原文链接https://doi.org/10.1016/j.foodres.2026.120276