责任编辑：食品科学
近日，华南理工大学孙大文院士在食品领域国际最顶级期刊(TOP1) Trends in Food Science & Technology (IF =11.077)在线发表题为“Rapid and noninvasive sensory analyses of food products by hyperspectral imaging: Recent application developments”的综述，系统阐述了高光谱成像在食品快速无损感官分析中的应用进展。华南理工大学孙大文院士为本文唯一通讯作者。
背景
感觉分析是对视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉所接收到的信号的评估。传统的分析感官特性的方法包括训练过的感觉面板、色度计和质地分析仪是侵入性的、费力的和小规模的程序。高光谱成像系统(HSI) 将成像和光谱学结合在一起，以在一个系统中获得空间和光谱数据，已成为一种更省时、非破坏性的方法，用于确定各种食品的感官特性。
综述内容
本综述旨在提供自2010年以来高光谱成像技术在食品感官特征评价中的应用的全面信息。本文简要介绍了高光谱成像技术，讨论了图像处理的关键步骤以及在评价颜色、缺陷、质地、风味、新鲜度和成熟度等方面的应用进展。此外，本文还介绍了HSI技术的优势和挑战，并展望了未来的研究方向。
结论
Vis-NIR(400-1000 nm)高光谱成像主要用于感官特性的评估。此外，在HSI的感官评价中，常用的多元分析是线性回归算法(PLSR和MLR)，而非线性分析在感官特征预测方面表现得更好。回归模型用于确定食品的质地、颜色、风味和新鲜度，分类模型用于检测缺陷和成熟度，从而获得最准确的结果。此外，算法的结合以及光谱和空间信息的融合，在感官特征的评估中得到了更准确的结果。虽然HSI系统的改进还存在一定的局限性，但将HSI应用于感官性能实时监测的研究已经证明在工业应用方面有很大的潜力。
尽管高光谱成像技术在预测农产品感官评价方面表现出了良好的性能，但在未来的研究中仍存在一些需要考虑的挑战:比如，在感官评价研究中，图像采集最常用的是反射率模式，但利用该模式对水果等圆形食品产品实现准确分析是一个挑战。近年来，散射模式也得到了应用，并显示出比反射模式更高的精度，但其他图像采集模式在感官评估方面的应用非常有限，因此需要在未来的研究中对这些模式进行研究；HSI在感官评价中的应用约70%是在400-1000 nm的光谱范围内进行的，而在900-1700 nm的光谱范围内仅约25%。然而，HSI在UV(220-400 nm)、SWIR(1000-2500 nm)和MWIR(3500-5000 nm)等光谱区域的应用非常有限，因此这些光谱范围的性能仍是一个谜。因此，未来的研究可以探索这些光谱范围的可行性，以进一步推进这一技术；高光谱成像在感官评价中的应用研究大多局限于实验室。工业规模的应用HSI之前,原型可以用于感官评估的一些修改设备如使用微阶段调整样本距离基于不同大小和形状的样品,使用热电冷却系统来降低系统噪声的基础上,提高操作温度,并使用很长的传送带模拟实时在线图像采集等等。
附图
专 家 简 介
孙大文（Da-Wen Sun）教授，中国致公党中央委员，中国侨联特聘专家，国务院侨务办公室专家咨询委员会委员。欧洲科学院（欧洲人文和自然科学院）院士，爱尔兰皇家科学院院士，波兰科学院院士，国际食品科学院院士，国际农业与生物系统工程科学院院士，国际制冷科学院院士。国际著名期刊《Food and Bioprocess Technology》创刊者和主编。
荣获国际农业与生物系统工程委员会（CIGR）杰出奖，英国皇家机械工程师学会“食品工程师年度人物”，凤凰卫视“影响世界华人大奖”，国际食品保护协会“冷冻食品基金会冷冻研究奖”，国际工程与食品协会终身成就奖，“CIGR荣誉主席”等多项国际大奖，2015年至2020年连续六年荣获科睿唯安全球“高被引科学家”称号。
在世界著名杂志和国际会议上发表了1000篇论文，出版专著17部，共有600多篇论文被SCI收录（Web of Science统计的学术h指数为104，SCOPUS统计的学术h指数为108，GoogleScholar 统计的学术h指数为122）。71篇论文入选ESI农学“高被引论文”，全球排名第一位（2020.01）。
2011年底起回到华南理工大学工作以来，迄今为止（2020年11月）在Web ofScience网站上可以检索到的文章中，共有209篇是以华南理工大学食品科学与工程学院作为第一作者单位的论文，其中高被引论文42篇，JCR一区论文157篇，影响因子大于6的65篇。高被引论文数占华南理工大学全校和食品科学与工程学院的比例分别为14%和45%。其中2篇入选中国百篇最具影响国际学术论文，为华南理工大学唯一入选的两篇论文。
授权中国发明专利63件，美英日等发明专利10件，申请国际PCT专利9项。2019年至2020年连续两年每年培养科睿唯安全球“高被引科学家”2人。荣获2014年度广东省科学技术奖一等奖（排名第二），2016年度教育部科技进步奖二等奖（排名第一），2018年度中国轻工业联合会科学技术进步奖一等奖（排名第二），2018年度广东省科技进步奖一等奖（排名第一），2020年度安徽省科技进步奖二等奖（排名第三）。
该文章《Rapid and noninvasive sensory analyses of food products by hyperspectral imaging: Recent application developments》在线发表于Trends in Food Science & Technology。
