СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПЛОДОВ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СРОКОВ ИХ ХРАНЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК G01N33/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для определения долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного хранения плодов, а именно яблок.

Известен способ определения качества кофе, заключающийся в приготовлении раствора экстрагирующих веществ и измерении светопропускания полученного раствора в диапазоне длин волн 200-360 нм, RU №2256174 С2, G01N 33/02, 2005.07.10.

Известен способ определения качества чая, заключающийся в приготовлении раствора экстрагирующих веществ и измерении светопропускания полученного раствора в диапазоне длин волн 200-359 нм, RU №2256175 С2, G01N 33/02, 2005.07.10.

Известен способ определения пригодности плодов, корнеплодов и картофеля к длительному хранению, заключающийся в проведении анализа фотоколориметрическим методом летучих компонентов в объеме хранения, RU №2143682 С1, G01N 33/02, A01F 25/00, 1999.12.27.

Известен способ определения степени зрелости плодов томатов, предусматривающий проведение измерений интенсивности отраженного света в области двух спектральных диапазонов, RU №2032902 С1, G01N 33/02, G01N 21/25, 1995.04.10.

Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.

В ближайшем аналоге измерения проводят для определения степени зрелости плодов томатов, прогнозирование сроков хранения в нем не предусмотрено, это ограничивает возможности осуществления способа.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей осуществлять предварительное прогнозирование, проводить прогнозирование сроков хранения с высокой точностью и повышенной эффективностью и обеспечивать расширение возможностей осуществления способа.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ диагностики яблок для прогнозирования сроков их хранения предусматривает проведение измерений интенсивности отраженного света.

Вариант 1

Измеряют интенсивность отраженного света при длине волн 550 нм и 680 нм спелых яблок и получают оптический критерий, равный отношению оптических плотностей отраженного света для этих длин волн, затем определяют естественную убыль спелых яблок в условиях холодильного хранения и получают величины естественных потерь массы, по зависимостям величин естественных потерь массы спелых яблок от оптического критерия спелых яблок прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение яблок, а именно по зависимостям минимальной величины естественных потерь массы от максимальной величины оптического критерия, средней величины естественных потерь массы от средней величины оптического критерия и максимальной величины естественных потерь массы от минимальной величины оптического критерия прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение соответственно, при этом при отклонении величины оптического критерия и/или величины естественных потерь массы в любой из зависимостей сроки хранения корректируют.

Вариант 2

Измеряют интенсивность отраженного света при длине волн 550 нм и 680 нм растительной ткани листьев, собранных с плодоносящей яблони, и получают оптический критерий, равный отношению оптических плотностей отраженного света для этих длин волн, затем определяют естественную убыль спелых яблок в условиях холодильного хранения и получают величины естественных потерь массы, по зависимостям величин естественных потерь массы спелых яблок от оптического критерия растительной ткани листьев прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение яблок, а именно по зависимостям минимальной величины естественных потерь массы от максимальной величины оптического критерия, средней величины естественных потерь массы от средней величины оптического критерия и максимальной величины естественных потерь массы от минимальной величины оптического критерия прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение соответственно, при этом при отклонении величины оптического критерия и/или величины естественных потерь массы в любой из зависимостей сроки хранения корректируют.

Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.

Определение величин естественных потерь массы в спелых яблоках (вариант 1, 2) в условиях холодильного хранения и определение оптического критерия спелых яблок (вариант 1) и оптического критерия растительных тканей листьев (вариант 2) позволяют прогнозировать сроки их хранения.

Получение зависимостей величин естественных потерь массы яблок от оптического критерия спелых яблок (вариант 1) и оптического критерия растительных тканей листьев (вариант 2) позволяет определить долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные сроки хранения, повысить точность прогнозирования и проводить дальнейшее прогнозирование по оптическим критериям.

Осуществление прогнозирования по оптическим критериям спелых яблок (вариант 1) и растительных тканей листьев (вариант 2) повышает эффективность прогнозирования.

Использование для прогнозирования измерений интенсивности в отраженном свете спелых яблок (вариант 1) и растительных тканей листьев (вариант 2) расширяет возможности осуществления способа.

Использование для прогнозирования измерений интенсивности в отраженном свете растительных тканей листьев (вариант 2) позволяет осуществлять предварительное прогнозирование до сбора спелых яблок.

Заявителям не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителей, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».

Способ осуществляют следующим образом.

Берут несколько партий яблок одного сорта или разных сортов, каждые из которых собраны на различных участках, имеют отличия по своим биохимическим и технологическим свойствам и относятся к одному временному сбору.

Определяют контрольные партии и в каждой из них выбирают произвольно определенное количество спелых яблок.

Определяют величины естественных потерь массы спелых яблок в условиях холодильного хранения.

Проводят взвешивание спелых яблок до холодильного хранения и через определенный непродолжительный интервал времени, например через 2 суток, проводят второе взвешивание их после холодильного хранения (варианты 1, 2).

Определение величин естественных потерь массы яблок в условиях холодильного хранения проводят любым известным способом.

Определяют оптический критерий.

Измеряют интенсивность отраженного света в диапазоне длин волн от 400 до 750 нм спелых яблок (вариант 1) и растительных тканей листьев (вариант 2).

Определяют зависимость величин естественных потерь массы спелых яблок (варианты 1, 2) от оптического критерия спелых яблок (вариант 1) и от оптического критерия растительных тканей листьев (вариант 2).

Сравнивают величины естественных потерь массы спелых яблок (варианты 1, 2) с оптическим критерием спелых яблок (вариант 1) и с оптическим критерием растительных тканей листьев (вариант 2), результаты обрабатывают, например наносят на график.

При сравнении зависимостей на графике определяют долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные сроки хранения яблок:

- долгосрочное хранение по зависимостям минимальной величины естественных потерь массы от максимального оптического критерия;

- среднесрочное хранение по зависимостям средней величины естественных потерь массы от среднего оптического критерия;

- краткосрочное хранение по зависимостям максимальной величины естественных потерь массы от минимального оптического критерия.

При отклонении зависимостей величин естественных потерь массы и/или оптического критерия сроки хранения корректируют.

Прогнозирование сроков хранения яблок в последующих партиях осуществляют по оптическим критериям спелых яблок (вариант 1) и растительных тканей листьев (вариант 2).

Растение представляет собой единый организм, и процессы, происходящие в листьях, влияют на формирование плодов и их свойства, необходимые для длительного хранения.

В листьях сосредоточен аппарат фотосинтеза, с которого берет начало процесс образования всего комплекса веществ, необходимых для формирования плодов.

Для повышения точности и надежности результатов исследований образцов листьев использовано отношение оптических свойств D550/D680 для отраженного света.

Значимость поглощения листьев вблизи 550 нм связана с поглощением каротиноидов, которые в диапазоне 450-570 нм являются вспомогательными светособирающими пигментами, т.е. в той области, где плохо поглощает хлорофилл.

Длине волн 680 нм соответствует характерный максимум поглощения листьев и эта длина волны близка к длине волны 662 нм - максимуму поглощения хлорофилла А. Экстремум поглощения листьев при 680 нм используется для повышения надежности измерений.

Осуществление способа подтверждают примеры конкретного выполнения.

Вариант 1

Пример 1

Берут четыре контрольные партии спелых яблок (2005 г., 20 августа).

Из каждой контрольной партии выбирают по 10 контрольных спелых яблок.

Определяют величины естественных потерь массы контрольных спелых яблок в условиях холодильного хранения.

Проводят первое контрольное взвешивание спелых яблок до холодильного хранения, значение веса (m₁) размещают на информационном носителе.

Закладывают на холодильное хранение при температуре +1°С - +3°С эти 10 спелых яблок, выдерживают 2 суток и проводят второе контрольное взвешивание, значение веса (m₂) размещают на информационном носителе.

По результатам контрольных взвешиваний определяют величины естественных потерь массы на 1 кг массы в сутки:

где Y - естественные потери массы в г/(кг*сутки);

m₁ - масса 10 яблок при первом контрольном взвешивании;

m₂ - масса 10 яблок при втором контрольном взвешивании;

N - количество суток между первым и вторым контрольными взвешиваниями.

Величины естественных потерь массы спелых яблок для четырех контрольных партий в условиях холодильного хранения приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видна динамика величин естественных потерь массы спелых яблок.

Определяют оптический критерий спелых яблок.

Берут контрольные плоды яблок зеленого цвета (из каждой контрольной партии), моют и вырезают поверхностные образцы.

Определение оптического критерия проводят на спектрофотометре СФ-18.

Поверхностные образцы спелых яблок зеленого цвета помещают в измерительную камеру, в которой получают спектр в отраженном свете в диапазоне длин волн от 400 до 750 нм. Определяют оптимальные значения длин волн 550 нм и 680 нм, поскольку при длине волны 550 нм для зеленых плодов наблюдаются наиболее характерные и значительные изменения. Выбирают спектральные данные, соответствующие этим частотам, и получают оптические критерии как отношение этих оптических плотностей (D 550 нм/D 680 нм).

Оптические критерии спелых яблок для четырех контрольных партий приведен в таблице 1.

Из таблицы 1 видна динамика оптических критериев спелых яблок.

Определяют зависимость величин естественных потерь массы от оптических критериев для спелых яблок.

Величины естественных потерь массы в условиях холодильного хранения и оптических критериев для спелых яблок из таблицы 1 наносят на фиг.1.

При сравнении на графике 1 зависимостей величин естественных потерь массы от оптических критериев определяют сроки хранения яблок.

Из таблицы 1 и фиг.1 видно:

- в 1-ой контрольной партии максимальной величине естественных потерь массы спелых яблок (0,665 г/(кг*сутки)) соответствует минимальный оптический критерий спелых яблок (0,98);

- во 2-ой контрольной партии средней величине естественных потерь массы спелых яблок (0,571 г/(кг*сутки)) соответствует средний оптический критерий спелых яблок (1,05);

- в 3-ей контрольной партии средней величине естественных потерь массы спелых яблок (0,477 г/(кг*сутки)) соответствует средний оптический критерий спелых яблок (1,10);

- в 4-ой контрольной партии минимальной величине естественных потерь массы спелых яблок (0,443 г/(кг*сутки)) соответствует максимальный оптический критерий спелых яблок (1,12).

Определяют:

- долгосрочное хранение спелых яблок 4-ой контрольной партии;

- среднесрочное хранение спелых яблок 2-ей контрольной партии;

- среднесрочное хранение спелых яблок 3-ей контрольной партии;

- краткосрочное хранение спелых яблок 1-ой контрольной партии.

Очевидно, что чем больше оптический критерий, тем меньше величина потерь массы при холодильном хранении. Яблоки с наибольшим оптическим критерием имеют долгосрочные сроки хранения (4-ая контрольная партия). Яблоки с наименьшим оптическим критерием - краткосрочные сроки хранения (1-ая контрольная партия). Яблоки со средним оптическим критерием - среднесрочные сроки хранения (2-ая и 3-ья контрольные партии).

Вариант 2

Пример 2

Определяют четыре контрольные плодоносящие яблони и снимают с них контрольные листья (2005 г., 22 июня).

Определяют оптический критерий растительной ткани листьев.

Определение оптического критерия растительной ткани листьев осуществляют предварительно (за два месяца) до срока снятия спелых яблок.

Определение оптического критерия растительной ткани (верхней стороны листовой пластинки) проводят по примеру 1.

Оптические критерии растительной ткани листьев заносят на информационные носители.

Берут четыре контрольные партии спелых яблок (2005 г., 20 августа).

Из каждой контрольной партии выбирают по 10 контрольных спелых яблок.

Определяют величины естественных потерь массы контрольных спелых яблок в условиях холодильного хранения по примеру 1.

Величины естественных потерь массы спелых яблок для четырех контрольных партий в условиях холодильного хранения и оптические критерии растительных тканей листьев приведены в таблице 2.

Из таблицы 2 видна динамика величин естественных потерь массы спелых яблок и оптических критериев растительных тканей листьев.

Определяют зависимость величин естественных потерь массы спелых яблок от оптических критериев растительных тканей листьев.

Величины естественных потерь массы спелых яблок в условиях холодильного хранения и оптических критериев растительных тканей листьев из таблицы 2 наносят на фиг.2.

При сравнении на фиг.2 зависимостей величин естественных потерь массы от оптических критериев определяют сроки хранения яблок.

Из таблицы 2 и фиг.2 видно:

- в 1-ой контрольной партии максимальной величине естественных потерь массы спелых яблок (1,076 г/(кг*сутки)) соответствует минимальный оптический критерий растительных тканей листьев (1,02);

- во 2-ой контрольной партии минимальной величине естественных потерь массы спелых яблок (0,569 г/(кг*сутки)) соответствует максимальный оптический критерий растительных тканей листьев (1,22);

- в 3-ей контрольной партии средней величине естественных потерь массы спелых яблок (0,571 г/(кг*сутки)) соответствует максимальный оптический критерий растительных тканей листьев (1,25);

- в 4-ой контрольной партии средней величине естественных потерь массы спелых яблок (0,851 г/(кг*сутки)) соответствует средний оптический критерий растительных тканей листьев (1,12).

Определяют:

- долгосрочное хранение с корректировкой сроков для яблок 3-ей контрольной партии;

- среднесрочное хранение для яблок 4-ой контрольной партии;

- долгосрочное хранение с корректировкой сроков для яблок 2-ой контрольной партии;

- краткосрочное хранение для яблок 1-ой контрольной партии.

Очевидно, что чем больше оптический критерий, тем меньше величина потерь массы при холодильном хранении. Яблоки с наименьшим оптическим критерием имеют краткосрочные сроки хранения (1-ая контрольная партия). Яблоки со средним оптическим критерием - среднесрочные сроки хранения (4-ая контрольная партия). При отклонении зависимостей (2-ая и 3-ья партии) сроки хранения корректируют.

Примеры 1 (вариант 1) и пример 2 (вариант 2) подтверждают получение возможности прогнозирования сроков хранения спелых яблок по оптическим критериям спелых яблок и растительных тканей листьев.

Возможность прогнозирования сроков хранения спелых яблок была подтверждена результатами измерений оптических критериев неспелых яблок (результаты не приведены), что подтверждает возможность раннего предварительного прогнозирования сроков хранения яблок, как и прогнозирование по оптическим критериям растительных тканей листьев.

Сроки хранения спелых яблок приведены в таблице 3.

Из таблицы 3 видно, что сроки хранения яблок при предварительном прогнозе по оптическому критерию растительных тканей листьев (пример 2) мало отличаются от сроков хранения яблок при прогнозе по оптическому критерию спелых плодов (пример 1).

Измерение спектральных характеристик различных продуктов, определение потерь массы продуктов при холодильном хранении широко применяются как индивидуальные характеристики в тех или иных исследованиях по качеству и состоянию состава продуктов, проведенные проверки сроков хранения яблок по результатам этого способа подтверждают целесообразность его использования, это обуславливает, по мнению заявителей, соответствие предложенного способа критерию «промышленная применимость».

Использование предложенного способа позволяет:

- проводить прогнозирование сроков хранения яблок за счет определения величин естественных потерь массы и оптического критерия;

- повысить точность прогнозирования, определить долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные сроки хранения и проводить дальнейшее прогнозирование по оптическим критериям за счет получения зависимостей величин естественных потерь массы яблок от оптического критерия спелых яблок (вариант 1) и оптического критерия растительных тканей листьев (вариант 2);

- повысить эффективность прогнозирования и расширить возможности осуществления способа за счет использования для прогнозирования измерений интенсивности отраженного света спелых яблок (вариант 1) и растительных тканей листьев (вариант 2);

- осуществлять предварительное прогнозирование до сбора спелых яблок за счет использования для прогнозирования измерений интенсивности отраженного света растительных тканей листьев (вариант 2).

Таблица 1Величины естественных потерь массы и оптические критерии спелых яблок (2005 год)Контрольные партии №Естественные потери массы г/(кг*сутки), собраны 20 августаОптический критерий, собраны 20 августа10,6650,9820,5711,0530,4771,1040,4431,12

Таблица 2Величины естественных потерь массы спелых яблок и оптические критерии растительных тканей листьев плодоносящих яблонь (2005 год)Контрольные партии №Естественные потери массы г/(кг*сутки), собраны 20 августаОптический критерий, собраны 22 июня11,0761,0220,5691,2230,5711,2540,8511,12

Таблица 3Сроки хранения спелых яблокПартии, порядковый номерСроки храненияПрогнозируемый срок хранения, месяцыКорректированный срок хранения, месяцыСохранность, %Оптический критерий спелых яблок (Пример 1)1краткосрочное1нет522среднесрочное5нет803среднесрочное4нет854долгосрочное6нет90Оптический критерий растительных тканей листьев (Пример 2)1краткосрочное1нет452среднесрочное51783долгосрочное61854среднесрочное4нет83

Для осуществления способа определяют оптический критерий спелых яблок, а именно измеряют интенсивность отраженного света при длине волн 550 нм и 680 нм. Размещают спелые яблоки в условия холодильного хранения и определяют величины естественных потерь массы. По зависимостям величин естественных потерь массы спелых яблок от оптического критерия прогнозируют сроки хранения. Также предложен способ, в котором измеряют интенсивность отраженного света растительной ткани листьев. Изобретение позволяет осуществлять предварительное прогнозирование с высокой точностью и эффективностью. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

1. Способ диагностики яблок для прогнозирования сроков их хранения, предусматривающий проведение измерений интенсивности отраженного света, отличающийся тем, что измеряют интенсивность отраженного света при длине волн 550 нм и 680 нм спелых яблок и получают оптический критерий, равный отношению оптических плотностей отраженного света для этих длин волн, затем определяют естественную убыль спелых яблок в условиях холодильного хранения и получают величины естественных потерь массы, по зависимостям величин естественных потерь массы спелых яблок от оптического критерия спелых яблок прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение яблок, а именно по зависимостям минимальной величины естественных потерь массы от максимальной величины оптического критерия, средней величины естественных потерь массы от средней величины оптического критерия и максимальной величины естественных потерь массы от минимальной величины оптического критерия прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение соответственно, при этом при отклонении величины оптического критерия и/или величины естественных потерь массы в любой из зависимостей сроки хранения корректируют.2. Способ диагностики яблок для прогнозирования сроков их хранения, предусматривающий проведение измерений интенсивности отраженного света, отличающийся тем, что измеряют интенсивность отраженного света при длине волн 550 нм и 680 нм растительной ткани листьев, собранных с плодоносящей яблони, и получают оптический критерий, равный отношению оптических плотностей отраженного света для этих длин волн, затем определяют естественную убыль спелых яблок в условиях холодильного хранения и получают величины естественных потерь массы, по зависимостям величин естественных потерь массы спелых яблок от оптического критерия растительной ткани листьев прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение яблок, а именно по зависимостям минимальной величины естественных потерь массы от максимальной величины оптического критерия, средней величины естественных потерь массы от средней величины оптического критерия и максимальной величины естественных потерь массы от минимальной величины оптического критерия прогнозируют долгосрочное, среднесрочное и краткосрочное хранение соответственно, при этом при отклонении величины оптического критерия и/или величины естественных потерь массы в любой из зависимостей сроки хранения корректируют.