Ви коли-небудь пробували визначити стиглість фруктів за запахом? Фермери з добре натренованим нюхом можуть виявити унікальну комбінацію спиртів, складних ефірів, кетонів та альдегідів, але навіть досвідченому фахівцю складно визначити, коли фрукти ідеально підходять для збору. Щоб допомогти зі збором урожаю, вчені розробили електронні носи для «винюхування» самих стиглих і соковитих персиків. А недавнє дослідження показало, що точність визначення стиглості таким електронним носом перевищує 98 відсотків.
Серхіо Луїс Стеван-молодший і його колеги з Федерального Технологічного університету Парани та Державного університету Понта-Гросса в Бразилії розробили нову систему електронного носа (e-nose). Стеван зазначає, що навіть в межах одного великого фруктового саду плоди на одному дереві можуть дозрівати швидше, ніж плоди на іншому дереві, завдяки мікроклімату, дощу, ґрунту та інших факторів. Фермери можуть оглянути фрукти та зробити висновки за ступенем зрілості врожаю, але ризикують втратити гроші, припустившись помилки.
Персики виділяють пароподібні молекули, звані «летючими органічними сполуками», або ЛОС.
«Ми знаємо, що летючі органічні сполуки розрізняються за кількістю і типом в залежності від різних фаз росту плодів, — пояснює Стеван. Таким чином, електронні носи є справжнім відкриттям, оскільки вони дозволяють здійснювати онлайн-моніторинг ЛОС, що генеруються культурою».
Дослідники говорять, що електронний ніс має ряд переваг в порівнянні з наявними підходами щодо визначення стиглості, в тому числі він проводить аналіз в режимі реального часу у відкритому середовищі та не вимагає прямої взаємодії з плодами.
Система e-nose, створена командою Стевана, має набір газових датчиків, чутливих до певних ЛОС. Вимірювання оцифровуються і попередньо обробляються в мікроконтролері. Потім алгоритм розпізнавання зразків використовується для класифікації кожної унікальної комбінації молекул ЛОС, пов’язаних з трьома стадіями дозрівання персика (незрілий, стиглий, перезрілий). Дані зберігаються всередині карти пам’яті SD і передаються через Bluetooth або USB на комп’ютер для аналізу.
Система також оснащена вентиляційним механізмом, який втягує повітря з навколишнього середовища з постійною швидкістю. Повітрю надається заданий рівень вологості та температури для забезпечення послідовних вимірювань. Ідея, говорить Стеван, полягає в тому, щоб встановити кілька таких “носів” у всьому саду, щоб створити сенсорну мережу.
Він зазначає ряд переваг цієї системи в порівнянні з чинними підходами до визначення стиглості, в тому числі те, що вона працює в режимі онлайн, проводить безперервний аналіз в режимі реального часу у відкритому середовищі й не вимагає безпосереднього контакту з плодами, що зазвичай роблять в лабораторії або на складах, після збору врожаю або під час зберігання.
Хоча дослідження показує, що система e-nose вже має високу точність понад 98 відсотків, дослідники продовжують працювати над її компонентами, зосередившись на поліпшенні аналізу потоку інструменту. Вони подали заявку на патент і вивчають перспективи його комерціалізації.
БІЛЬШЕ ЦІКАВОГО:
- Чи дійсно кращі органічні харчові продукти? На запитання відповідає наука
- Що таке трансгенні продукти і чому всі їх так бояться?
- Високотехнологічне сільське господарство в Голландії
Джерело: Spectrum