تخمين غيرمخرب سفتي ميوه گوجه فرنگي با استفاده از روش طيف سنجي فروسرخ نزديك

Nondestructive Firmness Estimation of Tomato Fruit Using Near- Infrared Spectroscopy

با توجه به استقبال بازار از محصولات كشاورزي با كيفيت و سالم، استفاده از روش هاي غيرمخرب براي تعيين كيفيت آن ها مورد توجه قرار گرفته است. در اين ميان، روش طيف سنجي فروسرخ نزديك (NIR) يكي از روش هاي پركاربرد در حوزه ارزيابي كيفي محصولات كشاورزي است. در اين پژوهش، سامانه اي براي اندازه گيري طيف NIR ميوه گوجه فرنگي در مد "عبور نيمه" توسعه داده شد. از لامپ هاي هالوژني به عنوان منابع تحريك نور و از يك اسپكترومتر پرتابل مجهز به فيبر نوري براي جمع آوري طيف در محدوده 400 -1100 نانومتر استفاده شد. بلافاصله پس از جمع آوري طيف از 170 نمونه گوجه فرنگي (رقم گلدي) كه در طول مراحل مختلف رسيدگي برداشت شده بودند، سفتي نمونه ها با استفاده از آزمون نفوذ با پروب استاندارد اندازه گيري شد. براي حذف اثر عوامل مزاحم از روش هاي مختلف پيش پردازش و براي مدل سازي سفتي از روش رگرسيون چند متغيره حداقل مربعات جزئي (PLS) استفاده شد. در بررسي نتايج اوليه طيف ها، دو پيك جذبي در طول موج هاي 670 و 990 نانومتر مشاهده شدند كه به ترتيب مربوط به وجود كلروفيل و آب در ميوه گوجه فرنگي بودند. روش طيف سنجي NIR توانست سفتي گوجه فرنگي را با يك ضريب همبستگي در مرحله پيش بيني (rp) برابر با 0/921 و خطاي پيش بيني (RMSEP) برابر 2/5 نيوتن پيشگويي كند.

Today, nondestructive methods are widely used to determine the quality of agricultural products. Meanwhile, visible and near-infrared (Vis/NIR) spectroscopy is regarded as one of the most widely used methods in the field of quality assessment of agricultural products. In this study, a system was developed to measure the Vis/NIR spectra of tomato fruit samples in the half-transmittance mode of measurement. Halogen lamps were used as the sources of irradiation and a portable fiber optic spectrometer was utilized to collect the spectra in the range of 400-100 nm. Immediately after collecting the spectra of 170 tomato samples, harvested at different stages of ripening, the firmness of the samples was measured using the standard Magness-Taylor penetration test. In order to eliminate the effects of irregular factors, different preprocessing methods were applied to the collected spectra. Then, partial least squares (PLS) regression was implemented to develop the firmness predictive models. Preliminary results showed two absorption peaks around 670 and 990 nm in the acquired spectra that were related to the chlorophyll and water contents of tomato, respectively. The spectroscopy method could nondestructively predict the tomato fruit firmness with a correlation coefficient (rp) of 0.920 and the root mean squares error of prediction (RMSEP) of 2.5 nm.