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今年春節檔電影票房冠軍《哪吒之魔童鬧海》以其精良的特效和引人入勝的劇情贏得了觀眾的喜愛。影片開篇，太乙真人費盡心力，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之旅。從萌芽、展葉到開花、結實，再到長藕和休眠，每個階段都在為人類創造價值。從營養學的角度來看，蓮藕堪稱大自然的饋贈。它富含淀粉、糖類、蛋白質和礦物質等多種營養成分。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鍵因素。研究發現，粉質蓮藕與脆質蓮藕在淀粉組成上存在顯著差異：粉質蓮藕的支鏈淀粉與直鏈淀粉比例明顯較高，這種獨特的淀粉結構直接影響著蓮藕的質地和口感。
類似的規律也體現在蓮子中，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，進而決定其品質優劣。
為了更精準地研究蓮子的品質特性，采用先進的高光譜成像技術進行研究。高光譜成像技術是一種能獲取豐富光譜和圖像信息的無損檢測技術，這項技術不僅能無損檢測農產品的外部特征，更能深入探究其內部成分的物理化學信息。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。
研究技術路線圖
高光譜成像系統主要包含部件有高光譜成像儀、光源、載物臺、黑箱以及高光譜數據采集軟件等。
實驗室高光譜成像系統
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，研究人員發現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基團密切相關。表1所示為全波段光譜數據經過RC，SPA和CARS提取的特征波段。通過對比表1和表2中的數據可知，經過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基團的四級倍頻，O-H二級倍頻，O-H一級倍頻有關，表明了特征波段可以準確地反映出蓮子內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中，本文通過MSC-SPA處理過的光譜數據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，判斷結果如表3所示。
表3不同處理方式和預測模型的比較
模型的建立不僅為蓮子品質的快速檢測提供了科學依據，也為其他農產品的質量評估開辟了新的研究路徑。從電影中的神奇蓮藕到現實中的營養寶庫，再到高科技的品質檢測，蓮藕的故事仍在繼續，等待著我們進一步探索和發現。
