今年春节档电影票房冠军《哪吒之魔童闹海》以其精良的特效和引人入胜的剧情赢得了观众的喜爱。影片开篇，太乙真人费尽心力，以莲藕为原材料为哪吒和敖丙重塑了肉身，故事由此展开了序幕。
图源：@电影哪吒之魔童闹海
那么，被选中的莲藕究竟有何特别之处呢？
莲藕的生命周期可谓是一场精彩的奉献之旅。从萌芽、展叶到开花、结实，再到长藕和休眠，每个阶段都在为人类创造价值。从营养学的角度来看，莲藕堪称大自然的馈赠。它富含淀粉、糖类、蛋白质和矿物质等多种营养成分。其中，淀粉作为莲藕的主要成分，不仅为人体提供必需的能量，更是决定莲藕口感的关键因素。研究发现，粉质莲藕与脆质莲藕在淀粉组成上存在显著差异：粉质莲藕的支链淀粉与直链淀粉比例明显较高，这种独特的淀粉结构直接影响着莲藕的质地和口感。
类似的规律也体现在莲子中，直链淀粉含量的变化会显著影响莲子的吸水性、膨胀性等物理特性，进而决定其品质优劣。
为了更精准地研究莲子的品质特性，采用先进的高光谱成像技术进行研究。高光谱成像技术是一种能获取丰富光谱和图像信息的无损检测技术，这项技术不仅能无损检测农产品的外部特征，更能深入探究其内部成分的物理化学信息。直链淀粉是D-葡萄糖基以a-(1,4）糖苷键连接的多糖链，在可见近红外光谱范围具有响应。
研究技术路线图
高光谱成像系统主要包含部件有高光谱成像仪、光源、载物台、黑箱以及高光谱数据采集软件等。
实验室高光谱成像系统
鲜莲的高光谱图像
莲子原始光谱曲线图
通过对莲子高光谱图像的分析，研究人员发现500nm-920nm波段存在明显的吸收特征，这些特征与直链淀粉分子中的C-H、O-H基团密切相关。表1所示为全波段光谱数据经过RC，SPA和CARS提取的特征波段。通过对比表1和表2中的数据可知，经过SPA特征提取后选择的波段为449.5nm、464.1nm、500.6nm、582.7nm、644.3nm、756.1nm、812.4nm、872.3nm、977.6nm共9个特征波长，其中，波段在500nm-920nm处存在较为明显的吸收，它们可能与直链淀粉分子中的C-H基团的四级倍频，O-H二级倍频，O-H一级倍频有关，表明了特征波段可以准确地反映出莲子内直链淀粉含量的变化。
表1 三种不同特征提取方法所得特征波段
表2 基于不同特征波长的直链淀粉检测PLS模型
在定量模型的对比试验中，本文通过MSC-SPA处理过的光谱数据和莲子直链淀粉含量分别建立了PLSR，PCR，SVM，LS-SVM模型，对比上述建立的四种模型的RC，RMSEC，RMSEP，RP，RPD值，判断结果如表3所示。
表3不同处理方式和预测模型的比较
模型的建立不仅为莲子品质的快速检测提供了科学依据，也为其他农产品的质量评估开辟了新的研究路径。从电影中的神奇莲藕到现实中的营养宝库，再到高科技的品质检测，莲藕的故事仍在继续，等待着我们进一步探索和发现。
