芥菜（Brassica juncea）是一种营养丰富的作物，其籽粒富含矿物质和高品质食用油。然而，芥菜籽油的需求与供应之间存在差距。为了提高芥菜籽的出油率，研究人员采用了微波预处理芥菜籽的方法，并结合可见-近红外-短波红外高光谱成像（Vis-NIR-SWIR HSI）技术来评估其效果。
研究使用频率为2.45GHz的微波炉，设置不同的功率水平、暴露时间和铺设厚度对芥菜籽进行预处理。再通过机械压榨提取芥菜籽油，并使用气质色谱分析脂肪酸成分。使用高光谱成像系统获取微波预处理芥菜籽的反射模式高光谱图像，系统包括Vis-NIR HSI系统（400-1000nm）和SWIR HSI系统（1000-1700nm）。对光谱数据进行预处理和多元分析，包括主成分分析（PCA）、分类模型分析（PLS-DA）和回归分析（PLSR）。
结果表明，微波预处理后的芥菜籽出油率显著提高，脂肪酸组成也发生了变化（表1）。与未处理的样品相比，微波预处理后的芥菜籽中脂肪酸如芥酸（C22:1）、亚油酸（C18:2）和总体单不饱和脂肪酸（MUFA）增加，而其他脂肪酸如α-亚麻酸（C18:3）、二十碳烯酸（C20:1）、油酸和多不饱和脂肪酸（PUFA）减少。此外，研究还发现微波预处理对芥菜籽油的脂肪酸含量无不良影响。结果还表明，影响芥菜籽油成分和出油率变化的因素主要包括微波处理的条件，如功率水平、暴露时间和铺设厚度。这些因素会导致芥菜籽细胞结构的改变，从而影响油的释放和脂肪酸的组成。
SWIR HSI光谱在分类模型中的表现优于Vis-NIR HSI光谱，能够更准确地分类不同处理的芥菜籽。在预测模型中，SWIR光谱开发的PLS-R模型在油含量和脂肪酸含量的预测方面表现更出色。此外，iPLS模型在预测油含量方面优于相关综合模型，在脂肪酸预测方面也有较好的性能。PLS模型可用于确定油和脂肪酸在籽粒高光谱图像中的分布。
表1 微波预处理芥菜籽的油含量（%）和脂肪酸含量（%）
图1 分别对Vis-NIR和SWIR光谱数据进行SG平滑（a，b）、SNV和SG平滑（c，d）以及SG-D2（e，f）处理后芥菜籽的平均光谱
图2 未处理和经微波处理的芥菜籽主成分分析（PCA）的结果
图3 Vis-NIR（a）和SWIR（c）HSI系统的高光谱图像
表2 使用SNV+SG和SNV+SG_D2对微波预处理芥菜籽的PLS-DA分类模型性能
表3 使用Vis-NIR和SWIR HSI光谱的PLSR模型对芥菜籽中油含量和脂肪酸含量的预测
表4 使用Vis-NIR和SWIR HSI光谱的iPLS模型对芥菜籽中油含量和脂肪酸含量的预测
寒露：袅袅凉风动，凄凄寒露零。
