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Non-destructive prediction of banana fruit quality using VIS/NIR spectroscopy

Manuela Zude
2003 Fruits  
Introduction. During ripening, the pigment content, starch index and sugar content of banana fruit change, providing accurate indicators for maturity classification. However, at present, banana fruits are traded according to their color stage. This study is aimed at investigating a non-destructive, rapid instrumental method to measure fruit maturity and quality more precisely. Materials and methods. Musa cavendishii L. grown in Honduras were ripened in a commercial ripening chamber and selected
more » ... hamber and selected at four different color stages. Visible (VIS) and near-infrared spectroscopy (NIRS) in reflectance mode were investigated for the non-destructive detection of fruit chlorophyll and sugar contents. Partial least squares regression was applied to auto-scaled spectral data. Reference analyses were performed using spectrophotometry after a diethyl ether extraction of chlorophyll and high performance liquid chromatography for individual sugar analysis. Results. Calibration models for spectral readings and laboratory destructive tests gave multivariate correlation coefficients of determination of R 2 > 0.70 for chlorophyll a, R 2 = 0.96 with standard errors of calibration (s cal ) of 1.6, and standard errors of cross-validation (s cval ) of 1.8 for glucose; R 2 = 0.94 with s cal of 0.8, and s cval of 0.9 for sucrose; R 2 = 0.96 with s cval of 2.5 and S cval of 2.7 for fructose (g·kg -1 on a dry weight basis). Conclusion. This paper shows the potential of VIS/NIRS for non-destructively predicting the maturity and quality of whole banana fruit based on determining fruit chlorophyll and sugar contents. Germany / Musa (bananas) / measurement / maturity / infrared spectrophotometry / chlorophylls / sugars Prévision non destructive de la qualité de la banane par spectroscopie en lumière visible et proche infrarouge. Résumé -Introduction. Pendant la maturation, la teneur en pigment, l'index d'amidon et la teneur en sucres de la banane évoluent, fournissant des indicateurs précis pour évaluer la maturité du fruit. Cependant, actuellement, les bananes sont commercialisées en se basant sur leur coloration. Notre étude a cherché à étudier une méthode non destructive et rapide pour mesurer la maturité et la qualité de ce fruit avec plus de précision. Matériel et méthodes. Des fruits de Musa cavendishii L. produits en Honduras ont mûri dans une chambre de maturation commerciale, puis ils ont été triés en fonction de quatre colorations différentes. La spectroscopie en lumière visible (VIS) et proche infrarouge (NIR) en mode de réflectivité ont été utilisées pour la détection non destructive de la teneur en chlorophylle et en sucres des fruits. Une régression partielle des moindres carrés a été appliquée aux données automesurées du spectre. Des valeurs de référence ont été obtenues en utilisant la spectrophotométrie après une extraction de la chlorophylle à l'éther diéthylique et une chromatographie liquide à haute performance pour l'analyse individuelle des sucres. Résultats. Les modèles de calibrage pour la lecture du spectre et des mesures destructives de laboratoire couramment utilisées ont donné des coefficients de corrélation multivariables de détermination de R 2 > 0,70 pour la chlorophylle a, R 2 = 0,96 avec des erreurs standards de calibrage (s cal ) de 1,6, et erreur standards de la contre-validation (s cval ) de 1,8 pour le glucose, R 2 = 0,94 avec s cal = 0,8 et s cval = 0,9 pour le saccharose, R 2 = 0,96 avec s cal = 2,5 et s cval = 2,7 pour le fructose (g·kg -1 sur une base de poids sec). Conclusion. Ces travaux montrent qu'il est possible de prévoir la maturité et la qualité du fruit entier de banane en utilisant les techniques non destructives de la spectroscopie en VIS/NIR basées sur la détermination des teneurs en chlorophylle et en sucres des fruits. Allemagne / Musa (bananes) / mesure / maturité / spectroscopie infrarouge / chlorophylle / sucres
doi:10.1051/fruits:2003001 fatcat:jtcwzvhkkrfc7ohuog5syy3epi