ارزيابي كيفيت قارچ خوراكي با استفاده از روش‌هاي تصوير برداري ابرطيفي و طيف‌ سنجي مرئي - فرو سرخ نزديك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

كشاورزي

كارشناسي ارشد

افزايش روز افزون جمعيت و محدوديت زمين‌هاي قابل كشت، انسان را نيازمند توليد هرچه بيشتر غذا از طريق منابع جايگزين مانند قارچ‌ها كرده است. امروزه پرورش قارچ خوراكي در سطح جهان اهميت زيادي پيدا كرده است. قارچ‌ها منابع نسبتاً خوبي از ويتامينها، پروتئين و اسيدهاي آمينه هستند. قارچ با كيفيت داراي رنگ، رطوبت و بافت مناسب و كلاهكي سفت و عاري از لكه‌هاي قهوه‌اي است. به غير از رنگ، ارزيابي ساير مؤلفه‌هاي كيفيت قارچ با استفاده از روش‌هاي مرجع، مخرب بوده و مستلزم بكارگيري زمان و كار آزمايشگاهي زياد است. بنابراين، توسعه روشي كه بتواند در كنار ارزيابي رنگ، ديگر مؤلفه‌هاي كيفيت قارچ را به شيوه‌اي غيرمخرب، دقيق و سريع اندازه‌گيري كند، بسيار حائز اهميت است. در اين پژوهش از دو روش غيرمخرب طيف‌سنجي Vis/NIR و تصويربرداري ابرطيفي (HSI) براي ارزيابي كيفيت قارچ خوراكي استفاده شد. پارامتر‌هاي كيفيت مورد ارزيابي در اين پژوهش شامل سفتي، رطوبت و شاخص‌هاي رنگي شامل L*، a* و b* بودند. براي اين منظور تعداد 300 عدد قارچ خوراكي از شركت توليدي قارچ يكتاي سپاهان از چين‌هاي متفاوت تهيه شدند. آزمايش‌ها در 5 نوبت مختلف پس از برداشت نمونه شامل روزهاي اول (روز دريافت نمونه)، سوم، پنجم، هفتم و نهم انجام گرفت. پس از اندازه‌گيري مشخصه‌هاي فيزيكي (وزن و اندازه) و رنگ (شاخص‌هاي L*، a* و b*)، تصاوير ابرطيفي نمونه‌ها با استفاده يك سامانه تصويربرداري در حالت بازتابي و محدوده 950-450 نانومتر ثبت شدند. به علاوه، با استفاده از يك طيف‌سنج مرئي-فروسرخ نزديك (Vis/NIR) طيف نمونه‌ها در مد تقابلي در محدوده 1100-400 نانومتر ثبت شد. بلافاصله پس از ثبت داده‌هاي ابرطيفي و طيف‌سنجي مرئي-فروسرخ نزديك، شاخص‌هاي سفتي و رطوبت با روش استاندارد اندازه‌گيري شدند. براي تحليل تصاوير ابرطيفي ابتدا براي هر نمونه، تصوير طول‌موج 628 نانومتر انتخاب و با روش‌هاي پردازش تصوير، پس‌زمينه آن حذف و در نهايت تصوير باينري بدست آمد. با ضرب تصوير باينري در تصاوير بدست آمده از ديگر طول‌موج‌ها، تصوير ابرطيفي آن نمونه بدون پس‌زمينه بدست آمد. در ادامه طيف ميانگين هر نمونه محاسبه شد. طيف‌هاي بدست آمده از هر دو روش HSI و طيف‌سنجي Vis/NIR، نسبي شده و با روش‌هاي مختلف، پيش‌پردازش شدند. براي تحليل‌هاي رگرسيوني از روش حداقل مربعات جزئي (PLS) استفاده شد. نتايج نشان داد كه به استثناء پارامتر سفتي، شاخص‌هاي كيفي رطوبت و رنگ با موفقيت با استفاده از روش‌هاي طيف‌سنجي Vis/NIR و HSI قابل تشخيص و پيشگويي هستند. روش طيف‌سنجي Vis/NIR توانست شاخص‌هاي سفتي (444/1=RPD) و b* (000/3=RPD) را با تفاوتي اندك نسبت به روش HSI پيشگويي كند. به هر جهت، روش HSI روشي توانمندتر نسبت به روش طيف‌سنجي Vis/NIR در تخمين شاخص‌هاي رطوبت (298/2=RPD) L* (088/3=RPD) و a* (231/2=RPD) ارزيابي شد. با توجه به اين كه روش طيف‌سنجي Vis/NIR بر روي تعداد نقاط محدودي از كلاهك قارچ انجام شد (ميانگين طيف 3 نقطه)، برتري روش HSI را مي‌توان به توانايي اين روش در ثبت داده‌هاي طيفي از تعداد بسيار زيادي از نقاط (پيكسل‌ها) متعلق به كلاهك نسبت داد كه مي‌توانند تغييرات شاخص‌هاي كيفي قارچ را بهتر و كامل‌تر توصيف كنند.

212543

مكانيك بيوسيتم

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

مرتضي صادقي، ميلاد فتحي

احمد ميره اي