光学-结构-力学多维解析：空间频域成像解码桃果实软化过程中微观结构对光学特性的介导机制

《Food Research International》：Seeing structure, sensing softening: Decoding the microstructural mediation between optical properties and peach firmness using spatial frequency domain imaging

本研究通过空间频域成像（SFDI）技术构建"光学-结构-力学"分析框架，创新性地结合Cellpose-SAM深度学习模型实现桃果实细胞形态高通量解析，揭示670nm和950nm特征波长下光学特性（μa/μs'/μeff）与硬度的定量关系，证实微观结构参数（平均贡献度46.77%）在光学硬度预测中的关键介导作用，为水果品质无损检测提供生物物理机制新见解。

　　

核心发现

1. 1.
   光学特性演化规律：桃果肉吸收系数（μ_a）和约化散射系数（μ_s'）在生长和采后贮藏阶段呈现明显演化模式。670nm和950nm被确定为关键特征波段，其中670nm处的μ_a主要响应色素变化，而950nm处的μ_s'与组织水分状态密切相关。

结论

本研究通过SFDI技术与定量微观结构分析相结合，阐明了桃果实光学硬度预测的内在机制。主要结论包括：

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  光学特性演化：桃果肉的μ_a和μ_s'在生长和采后贮藏阶段呈现明显变化规律。670nm和950nm被确定为关键特征波段，其中670nm处的μ_a主要响应色素变化，而950nm处的μ_s'与组织状态密切相关。670nm处的有效衰减系数（μ_eff）和950nm处的μ_s'对硬度的决定系数（R²）分别达到0.77和0.65。
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  介导机制解析：关键的是，中介分析表明细胞形态参数起主导作用，在评估的特征波长下对硬度预测的平均贡献度达46.77%。此外，酸溶性果胶（ASP）降解和水溶性果胶（WSP）积累通过改变细胞间粘附间接调控光学特性。在贮藏阶段的950nm波长处，ASP在所有品质参数中的平均相对贡献度达到57.3%。
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  机制创新：与之前的现象学研究不同，本工作建立了定量机制，为光学品质评估提供了坚实的生物物理基础。