Ver estructura, sentir ablandamiento: Decodificación de la mediación microestructural entre las propiedades ópticas y...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Agrícola; Biofísica; Ciencia de los Alimentos

Sus antecedentes:

• La evaluación no destructiva de la calidad de la fruta se basa en la comprensión de las propiedades ópticas.; Los modelos quimiométricos existentes carecen de información mecanicista sobre las correlaciones de las señales espectrales.

Objetivo del estudio:

• Decodificar el mecanismo de detección óptica de la firmeza del melocotón.; Establecer un marco cuantitativo "Óptica-Estructura-Mecánica" para la firmeza del melocotón.; Cerrar la brecha entre las señales espectrales y los mecanismos biofísicos en la evaluación de la calidad de la fruta.

Principales métodos:

• Se utilizó la imagen de dominio de frecuencia espacial (SFDI) para medir las propiedades ópticas del melocotón (450-1040 nm).; Se cuantificaron los atributos fisiológicos (SSC, MC, WSP, ASP) y las características microestructurales.; Se empleó el aprendizaje profundo Cellpose-SAM para la segmentación celular y el modelado de ecuaciones estructurales para el análisis.

Principales resultados:

• Identificadas las longitudes de onda de 670 nm y 950 nm como clave para la predicción de la firmeza (R²=0.77 y 0.65).; La morfología celular fue un factor dominante (contribución del 46.77%) en la predicción de la firmeza.; La degradación de la pectina soluble en ácido (ASP) y la acumulación de pectina soluble en agua (WSP) modularon las propiedades ópticas al afectar la adhesión intercelular.

Conclusiones:

• Se estableció un mecanismo cuantitativo que vincula las propiedades ópticas, la microestructura y la bioquímica del melocotón con la firmeza.; Se demostró el papel dominante de la morfología celular en la evaluación óptica de la firmeza.; Se proporcionó una base biofísica sólida para la evaluación avanzada de la calidad óptica en frutas.