Способ определения качества клубней картофеля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 64 51) ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ начено для контроля качества плодоовощной продукции и может быть использовано на плодоовощных базах, в картофелехранилищах и на перерабатывающих предприятиях, Существо изобретения: возбуждают флуоресценцию поверхностного слоя клубней картофеля, измеряют спектры излучения флуоресценции контролируемого слоя, последовательно повторяют измерение аналогичным образом в течение послеуборочного периода и по величине и знаку изменений отношения интенсивностей флуоресценции в диапазоне 468.10 нм и в диапазоне 520+10 нм определяют фазу физиологического состояния клубней. 8 ил,нститут А.Е СТВ едназИзобретение относится к способам контроля при сортировании плодоовощной продукции по качеству, а более конкретно касается способа контроля при сортировании картофеля в технологических процессах подготовки его к хранению, посадке и реализации,Известен способ контроля качества пищевых продуктов путем измеренияспектров излучения люминесценции при возбуждении ее ультрафиолетовым светом,Недостатком способа является то, что для освещения используют ближний ультрафиолетовый свет в диапазоне 355 - 375 нм, а измерение проводят при температуре жидкого азота, что ведет к гибели живых биологических клеток.Известен способ сортировки корнеклубнеплодов, который предусматривает измерение спектров отражения поверхности клубней картофеля на заданных спектх диапазонах и регистрацию изменеектров в зависимости от вида болезральнния сни. Недостатком данного способа является отсутствие чувствительности к обнаружению качества по состоянию покровной ткани здороввых клубней картофеля до наступления внешних признаков.Цель изобретения - повышение точности определения качества клубней картофеля,с Сущность чение клубней вым светом в д нм, периодиче сти флуоресце картофеля в те ода в двух диа ление значения флуоресценции ие интенсивн(56) Авторское свидетел ьство СССРМ 1364962, кл, 6 01 И 21/64, 30,12Авторское свидетельство СССРМ 1670831, кл, 6 01 К 21/64, 14,04(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАКЛУБ Н Е Й КАРТО Ф ЕЛ Я(57) Использование; изобретение и пособа, включающего облукартофеля ультрафиолетоиапазцне длин волн 376-396 кое измерение интенсивнонции поверхности клубней ение послеуборочного перипазонах длин волн, установотношения интенсивностей , состоит в том, что измереостей флуоресценции повер5 10 15 20 динений 25 30 хности клубней производится в диапазонах длин волн 458-478 нм и 510 - 530 нм, устанавливается приращение значений отношений интенсивности флуоресценции клубней, а качество клубней картофеля определяется по величине и знаку этого приращения.Фиг. 1 - 8 иллюстрируют предлагаемый способ,Способ осуществляется следующим образом.С помощью спектров флуоресценции осуществляют прослеживание за изменениями параметров качества клубней картофеля. Основные изменения (знак и величина) связаны с изменениями физиологического состояния клубней в лечебный период, в период покоя и в период подготовки к посадке, На фиг, 1 показаны основные тенденции изменения качества клубней картофеля в зависимости от фазы физиологического состояния. На фиг. 1 изображено; К - показатель качества,- время, 1 - удаление ботвы, 2 - уборка, 3 - закладка на хранение, 4 - пробуждение глазков, 5 - прорастание глазков, 6 - посадка, 7 - всходы, 8 - базовая характеристика динамики качества клубней картофеля, 9 - недозрелые клубни, 10 - перележавшие в земле, 11 - клубни с механическими повреждениями и зараженные патогенами, Изменение структуры покровной ткани клубней картофеля при измене- нии фазы физиологического состояния показано на фиг. 2, где изображено; 13 - покровная ткань, 14 - внутренняя ткань, 15 - открытые устьица, 16 - микропоры, Ф - поток света, врзбуждающего флуоресценцию, Фр - поток света от излучения флуоресценции, А - лечебный период, Б - период покоя, В - период подготовки к посадке,- начало периода,- окончание периода. В лечебнцф период (А) происходит формирование с%я покровной ткани 13 и стабилизация структуры внутренней ткани 14. Период (Б).покоя характеризуется относительно малыми изменениями структуры внутренней и покровной тканей, В концесрока хранения происходит изменение структуры по- кровной ткани, на ней образуются открытые устьица 15 и начинается пробуждение глазков.В период(В) подготовки к посадке изменение структуры внутренней и покровной тканей усиливается, происходит отток и перераспределение пластических веществ, образуются микропоры 16. При возбуждении флуоресценции слоя внутренней ткани 14 клубня через слой покровной ткани 13 потоком света Ф различные периоды хранения, поток излучения флуоресценции Фр изменяет свой спектральный состав и интенсивность. Эти изменения обусловлены пропускной способностью покровной ткани и состоянием прилегаюшего к ней слоя внутреннней ткани,Для получения спектров излучения флуоресценции клубней картофеля в различные периоды хранения (фиг, 3) и характеристик клубней в зависимости от состояния и толщины перидермы (фиг,4) возбуждение флуоресценции осуществляют потоком света (по схеме фиг, 2) в диапазоне 386+10 нм. Этот диапазон является оптимальным для возбуждения пиковой флуоресценции внутренней ткани в зоне 520+10 нм. Особенности изменения пика флуоресценции в зоне 520 нм приняты в качестве основного носителя информации. Он характеризует состояние внутренней ткани клубней картофеля и обусловлен наличием в нем фенольных соеНа фиг, 3 изображено: 17 - дозревание клубней, 18 - прорастание клубней, 19 - пробуждение клубней,о,е. - интенсивность излучения флуоресценции в относительных единицах, А - длина волны, Св - спектр излучения флуоресценции витаминов в вытяжке из картофеля, Сф - спектр излученияфлуоресценции фенольных соединений ввытяжке из картофеля. На фиг, 4 изображено:- толщина перидермы картофеля, о,е, - отношение значений интенсивностей флуоресценции 35 витаминов (гпах 468 нм) и фенольных соединений(аах 520 нм), А 1, А 2, Аз - фазы пробуждения, 20 - сорт Домодедовский, 21 - сорт Детскосельский, 22 - сорт Темп, + а, - а- положительный и отрицательный знаки из менения интенсивности флуоресценциипри изменении фазы физиологического состояния.Другой пик интенсивности излученияфлуоресценции в зоне 468+.10 нм дает ин формацию о состоянии покровной ткани иобусловлен наличием в этом слое витаминов, В лечебный период и в период покоя значения отношения интенсивностей флуоресценции находятся в прямолинейной (+а) 50 зависимости с процессом утолщения перидермы клубня(фиг. 4). С наступлением фазы пробуждения показатель отношения начинает постепенно понижаться (- а), Это дает врзможность по перелому кривых 20, 21, 22 55 судить о выходе клубней из состояния покояи наступлении процесса пробуждения. Эту фазу перехода клубней из одного состояния в другое можно определить до выявления видимых признаков прорастания глазков,Изменения отношения пиковых интенсивностей излучения флуоресценции 468/1525 в зависимости от срока хранения для различных сортов клубней картофеля приведены на фиг, 5, где изображено: 1468/1520 - отношение интенсивностей излучения флуоресценции на длинах волн 468 и 520 нм, Л - клубни картофеля сорта Лорх, Н - сорт Невский, Т - сорт Темп, П - сорт Пригожий, Р - сорт Раменский, Дм - сорт Домодедовский, Гз - здоровые клубни сорта Гатчинский, Гб - больные клубни сорта Гатчинский, Результаты оценки всхожести картофеля в зависимости от изменения пиковых интенсивностей флуоресценции на длинах волн 468 и 520 нм приведены в таблице.Наибольшей всхожестью 80 - 100 обладают те клубни тех сортов картофеля, у которых изменение параметров флуоресценции происходит в соответствии с нормальным процессом физиологического состояния. В лечебный период отмечается тенденция повышения (сорта Л, П, Н, Р) величины отношения, в период покоя - относительно устойчивое состояние или малое отклонение от устойчивого, в период подготовки к посадке - заметное снижение. Непродолжительные спады характеристики (сорт 1) в лечебный период связаны с тем, что одновременно с утолщением покровного слоя происходит перераспределение пластических веществ внутреннего слоя ткани картофеля. Однако эти отклонения не должны превышать диапазона 1,8 - 1,24, Другие характеристики сортов (Г, Дм, Т), которые выходят за пределы этого диапазона, характеризуют отклонение от нормы. Такие клубни картофеля имеют более низкую всхожесть. Таким образом, по величине и знаку (+ а, - а) изменения отношения интенсивностей флуоресценции определяют фазы физиологического состояния клубней картофеля,Оценка качества клубней картофеля в период хранения производится путем периодического измерения спектров излучения флуоресценции здоровых клубней, отобранных из общей партии поступившего картофеля, в устройстве, показанном на фиг. 6, где: 23 - клубень, 24 - источник света, возбуждающего флуоресценцию,25 - блок восприятия и распределения светового потока излучения флуоресценции, 26 - блок измерения интенсивности флуоресценции на длине волны 468 нм, 27 - блок измерения интенсивности флуоресценции на длине волны 520 нм, 28 - блок измерения отношения результатов измерения интенсивностей излучения на длинах волн 468 и 520 нм, 29 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55- блок памяти и распределения результатов измерения отношения в зависимости от периода регистрации, 30 - блок памяти данных, переданных в лечебный период, 31 - блок памяти данных, переданных в период покоя, 32 - блок данных, переданных в период подготовки к посадке, 33 - блок логического сравнения данных, записанных в блоках памяти, 34 - блок принятия решений при нормальном состоянии качества, 35 - блок принятия решения при отклонении качества от нормы.Отбор клубней производится визуально согласно ГОСТ. Пробу здоровых клубней поштучно подвергают контролю, в различные периоды времени. Контроль качества осуществляют путем возбуждения флуоресценции потоком света от источников 24 с длиной волны 1=386 .10 нм, Поток света флуоресценции улавливается блоком 25, распределяется на два пучка с длиной волны А 1= 468 + 10 нм и Л 2= 520 + 10 нм,Величину интенсивности излучения разделенных потоков измеряют в блоках 26 и 27, В блоке 28 определяют величину отношения интенсивностей 1468/1520 и передают в блок 29 памяти, В процессе повторного контроля качества этих же клубней в другой период хранения (период покоя или подготовки к посадке) измерение осуществляют по схеме предыдущего описания, Результаты повторных измерений поступают в соответствующие блоки памяти 30, 31, 32. В блоке 35 результаты измерения последовательно сопоставляются исходя из условия; если величина отношения попадает в интервал 1,8 - 2,4, то формируется сигнал "Да", если не попадает;-сигнал "Нет",Таким образом, если сигналы от блоков 30, 31, 32 попадают в блок 36, то принимается решение о хорошем качестве, а если попадает в блок 34, значит имеется отклонение от нормы.На фиг. 7 приведены результаты экспериментальной оценки клубней на зрелость при однократном измерении спектров флуоресценции, где 36 - область распределения сигналов в период созревания,На фиг. 8 представлены результаты экспериментальной оценки клубней на всхожесть при двукратном, повторном измерении спектров флуоресценции в лечебный период и в период покоя, где 37 - область распределения сигналов в лечебный период, 38 - область распределения сигналов в период покояСорта клубней картофеля, у которых оба значения величины отношения не выходят за пределы интервала 1,8 - 1,24, обладают высокой1763954 Сахрал Зреласт всхожестью 80 - 100 О, остальНые имеют низкую всхожесть - менее 80%.Способ определения качества клубней картофеля может найти применение на предприятиях Агропрома при сортировании или отборе наиболее качественной продукции. За счет посадки картофеля с высокой всхожестью повышается урожайность. Более точное определение фазы зрелости позволит уменьшить механические повреждения при комбайновой уборке картофеля, что позволит повысить товарность картофеля и лежкоспособность.Формула изобретения Способ определения качества клубней картофеля, предусматривающий облучение клубней картофеля ультрафиолетовым светом в диапазоне длин волн 376-296 нм, периодическое измерение интенсивности флуоресценции поверхности клубней карто феля в течение послеуборочного периода вдвух диапазонах длин волн, установление значения отношения интенсивностей флуоресценции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, измерение ин тенсивностей флуоресценции поверхностиклубней производится в диапазонах длин волн 458-478 нм и 510 - 530 нм, устанавливается приращение значений отношений интенсивности флуоресценции клубней, а 15 качество клубней картофеля определяетсяпо величине и знаку этого приращения.1763954 60 80 7 ОО фЩдццщ о г,8 оставитель М,Башиловехред М,Моргентал Корректор едактор Т.Иванова ецкая Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Г а,10 аказ 3453 Тираж Подписное БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5