НЕРАЗРУШАЮЩИЙ ОПТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОЦЕНКИ ЗРЕЛОСТИ ПЛОДОВ
NONDESTRUCTIVE OPTICAL METHOD OF EVALUATION OF FRUIT MATURITY

Способ относится к сельскому хозяйству и позволяет количественно оценить зрелость плодов без нарушения их целостности, а также регистрировать динамику изменения зрелости плодов в процессе хранения.
В настоящее время наиболее распространенным и общепринятым инструментальным измерением зрелости плодов является измерение их твердости с помощью пенетрометра. Твердость является важным физико-механическим свойством плодов, с помощью которого проводят оценку потенциала лежкоспособности, степени зрелости, качества различных фруктов и овощей, а также оптимизацию агротехнических приемов выращивания и режимов хранения [1, 4]. Однако данный метод имеет ряд недостатков, основным из которых является контактный, разрушающий характер измерений и его высокая трудоемкость [2-4].
Целью данного изобретения является уменьшение трудоемкости и сохранение плодов для дальнейшего наблюдения или использования. Способ заключается в том, что определение зрелости проводят на основании установленной экспериментальным путем связи между зрелостью плодов и когерентностью оптического потока, отраженного от их поверхности. Когерентность оптического потока определяют с помощью интерферометра, при этом угол падения оптического потока на исследуемый объект должен быть близок к нормальному, а изменяемая зона поверхности плода не должна иметь каких-либо видимых признаков болезней или механических повреждений. О зрелости плодов судят по когерентности отраженного потока, при этом, чем больше когерентность, тем выше твердость и тем меньше степень зрелости.
2
Пример 1. Способ был применен для инструментальной оценки степени зрелости плодов груши, томатов, абрикоса. Для этого по органолептическим признакам отбирали по 15 зрелых и незрелых плодов каждого вида и проводили сначала измерение когерентности отраженного лазерного излучения с помощью интерферометра (длина волны 650 нм, диаметр луча 1,5 мм, плотность мощности 350 Вт/м) в нескольких точках вдоль по экваториальной линии плода, а затем твердость тех же самых плодов измеряли с помощью пенетрометра. Как видно из таблицы 1, данные по твердости плодов, оцененной с помощью разрушающего метода, хорошо согласуются с данными неразрушающего оптического метода.
Пример 2. Регистрация динамики изменения зрелости в процессе ускоренного дозаривания плодов груши. Выборку из 20 плодов груши сорта Елена (зимнего срока созревания) в декабре снимали с хранения в холодильнике с регулируемой атмосферой (0…-1°С), помещали в помещение с комнатной температурой (+18…22°С) и каждые 24 часа регистрировали когерентность (аналогично примеру 1) в течение 10 суток (Рис.1). Твердость плодов с помощью пенетрометра измеряли трижды: в начале, середине и в конце опыта (Таблица 2). График демонстрирует немонотонный характер созревания, что может быть связано с кооперативным характером биохимических изменений внутри тканей.
Благодаря неразрушающему характеру оценок с помощью предлагаемого метода его можно использовать для регистрации динамики изменения твердости плодов, что очень важно при оптимизации режимов длительного и краткосрочного хранения, определения точных (критических) температурных и временных параметров дозаривания, выявления потенциала лежкоспособности и т.п. При этом плоды полностью сохраняют свои потребительские свойства, поскольку измерения оптическим методом проводятся без нанесения каких-либо повреждений.
Литература
1. Франчук Е.П. Товарные качества плодов. - М.: Агропромиздат, 1986. - 269 с.
2. Measurement of the quality of apple. - Recommendations of an EEC Working group. - Brussels, 1985. - 25 p.
3. Ильинский А.С., Карпов С.Б. Твердость фруктов и методические основы ее измерения с помощью пенетрометра // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2004. - №5. - С.50-51.
4. Birnenanbau interiert und biologisch. - Eugen Ulmer RG, 2005. - 162 p.
Таблица 1
Результаты инструментальных измерений степени зрелости плодов. Данные представлены в виде: средняя ± ср.кв. ошибка
Тип плодов, сорт
Незрелые плоды
Зрелые плоды
Когерентность, %
Твердость, кг/см<sup>2</sup>
Когерентность, %
Твердость, кг/см<sup>2</sup>
Груша:
Красавица Черненко
16,2±1,7
6,8±0,4
3,83±1,4
1,2±0,34
Августовская Роса
13,9±0,8
4,6±0,4
3,65±0,7
0,65±0,05
Осеннее Яковлева
11,8±2,2
4,4±0,4
6,3±0,7
1,5±0,22
Январская
14,5±2,8
5,8±0,4
7,2±0,8
1,2±0,35
Томат:
Новичок
33,07±1,02
5,74±0,2
11,69±0,49
2,03±0,09
Абрикос:
Форма 2-2-46
12,53±0,37
2,9±0,17
9,62±0,57
1,48±0,17
Таблица 2
Измерение твердости и когерентности светорассеяния плодов груши сорта Елена в процессе ускоренного дозаривания при комнатной температуре
Длительность дозаривания при комнатной температуре
Разрушающий метод
Неразрушающий метод
Твердость плодов с кожицей, кг/см<sup>2</sup>
Твердость мякоти, кг/см<sup>2</sup>
Когерентность отражения, %
1 час
9,45±0,26
6,35±0,18
11,2±1,7
150 часов
4,86±0,15
3,65±0,22
7,4±0,8
320 часов
4,4±0,2
3,17±0,17
4,9±0,7