بخشی از مقاله
چکیده
کیوی محصول مفیدی است که در سالهای اخیر افزایش قابل توجهی از لحاظ تولید و صادرات داشته است. تدوین استانداردهایی جهت بازارپسندی این محصول، ضروری میباشد که لازمهی آن آگاهی از خواص محصول است. اتخاذ یک روش غیرمخرب، با عملکردبالا هدف تمامی پژوهشگران بوده است. در تحقیق حاضر از آزمون فراصوت و تلفیق آن با شبکه عصبی مصنوعی به عنوان یک روش غیرمخرب و هوشمند جهت تعیین خواص شیمیایی کیوی، استفاده شده است.
نمونههای مورد آزمایش، 150 عدد کیوی رقم هایوارد بودند که در هفته اول پس از برداشت، هفتهی چهارم و هفتهی هفتم مورد آزمایش قرار گرفتند. ابتدا آزمایش فراصوت روی نمونهها صورت گرفت، سپس با استفاده از روشهای مخرب، اسیدیته، ماده جامد محلول و PH تعیین شدند. نتایج اولیهی تحلیل داده-های حاصل از آزمایشات مخرب، نشان دادند که خواص شیمیایی کیوی در سه مرحله آزمایش، تفاوت معنیداری با همدیگر دارند. تحلیل دادههای فراصوت با استفاده از شبکههای عصبی انجام شد.
خصوصیت دامنهی سیگنال در حوزه زمان و چگالی طیف توان و زاویه فاز در حوزه فرکانس به عنوان ورودی شبکه و دادههای حاصل از آزمونهای مخرب به عنوان خروجی انتخاب شدند. تعداد نرونها در لایه مخفی از به حداقل رسانی میانگین مربعات خطا - MSE - تعیین گردید. با استفاده از شبکه MLP با تعدا د 20 نرون در لایه ورودی، میزان ماده جامد محلول، اسیدیته و PH به ترتیب با دقت 0/953، 0/952 و 0/920 ارزیابی شدند. شبکههای عصبی، آن دسته از خواص شیمیایی نمونهها را که در سطح معناداری پایینی قرار داشتند، با دقت پایینتری پیشبینی نمود.
مقدمه
کیوی از جمله محصولات صادارتی ایران است که منفعت و ارزآوری مناسب این محصول سبب شده تا میزان تولید آن در کشوررشد چشمگیری داشته باشد. حضور کیوی در بازار های جهانی با وجود رقبای قدرتمندی نظیر ایتالیا، نیازمند دارا بودن مزیت نسبی در تولید و به ویژه در صادرات این محصول است
با توجه به این موضوع، تدوین استانداردهایی جهت بهبود کیفیت محصولات صادراتی، امری ضروری به نظر میرسد. رصد کردن تغییرات کیفی محصول تحت عوامل موثر محیطی و شرایط نگهداری،اطلاعات مناسبی برای تدوین استاندارد میوه در اختیار متخصصین قرار میدهد
به طور معمول از روشهای مکانیکی برای اندازهگیری خواص محصولات کشاورزی استفاده میشود که اغلب آنها مخرب و زمانبر هستند
اتخاذ یک روش ارزان قیمت، ساده، با عملکرد و انعطاف بالا، هدف تمامی پژوهشگران بوده است. سادگی نسبی، ارزانی و دقت ر باعث گردیده آزمون فراصوت به عنوان یک روش قابل اعتماد در اکثر علوم مهندسی مورد استفاده قرار گیرد.
تاکنون تحقیقاتی در مورد استفادهی روش فراصوت در کیفیت سنجی محصولات کشاورزی صورت گرفته است.
در تحقیقی که در سال 2004 انجام شد، ضریب همبستگی بالایی - R2= 0.88 - ، بین میرایی امواج فراصوت و میزان قند آلو، طی زمان نگهداری بدست آمد - مزراچ2 ، . - 2004 در تحقیقی دیگر، از امواج فراصوت در کیفیتسنجی گوجه برای سنجش میزان قند و همچنین سفتی آن طی زمان انبارداری در دمای اتاق استفاده شد. این آزمایشات نشان دادند که با گذشت زمان میزان قند محصول ثابت میماند، اما یک رابطهی خطی مناسب بین میرایی امواج فراصوت و سفتی محصول - R2=0.915 - وجود دارد - مزراچ، - 2007، در ادامه، محققان ایرانی به تعیین پارامترهای رسیدگی هلو با استفاده از سامانه امواج فراصوت پرداختند. ضریب همبستگی بین سرعت موج با PH و اسیدیته میوه بالاتر از 0/8 گزارش شد
در بررسی آماری دادهها، گاهی یافتن ارتباط بین متغیرهای مسأله بسیار پیچیده میباشد. این امر باعث میشود تحلیل و پردازش دادهها به سختی صورت گرفته و حتی در بعضی مواقع نمیتوان رابطه ی معینی بین متغیرها بدست آورد. یک راهحل منطقی در این گونه مواقع، پردازش روی دادههای تجربی و کشف قانون نهفته در آنها به صورت هوشمند با استفاده از شبکههای عصبی مصنوعی 3 میباشد.
در این تحقیق، جهت تعیینخواص شیمیایی میوی کیوی،امواج فراصوت از درون بافت میوه عبور داده شد و سپس ارتباط این سیگنال -ها با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی با دادههای حاصل از آزمونهای مخرب بررسی شدند. هدف از این آزمایشات پیشبینی خواص شیمیایی میوه کیوی با استفاده از این سامانه به صورت غیرمخرب و با دقت بالا میباشد.
مواد و روشها این تحقیق در آزمایشگاه دانشکده کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد. نمونههای کیوی رقم هایوارد از باغات استان بابل درهفته نخست چیدن آنها از درخت جمعآوری و به آزمایشگاه منتقل شدند. از بین تمام کیویها 150 نمونهی آنها انتخاب و در سه گروه دستهبندی شدند. نمونههای 50تایی کیوی در هفته اول، هفته چهارم و هفته هفتم ابتدا تحت آزمایش غیرمخرب فراصوت و سپس آزمایشات مخرب قرار گرفتند.
سیستم مورد استفاده برای انجام تحقیق در شکل نشان داده شده است. سختافزار سامانهی فراصوت، یک سیستم پیشرفته ریز پردازنده-ای با کارایی کاملا تخصصی در تولید امواج متمرکز فراصوت میباشد - شکل . - 1 این سیستم آشکارسازی و مشاهده و ثبت سیگنال برای آنالیز کامپیوتری را امکانپذیر مینماید
شکل:1 سخت افزار سامانه فراصوت
اندازه گیری اسیدیته اغلب محصولات باغی دارای مقدار زیادی اسیدهای آلی هستند که در متابولیسم سلولی آنها نقش مهمی داشته و مقدار این اسیدها در کیفیت مواد باغی، به ویژه میوهها موثر است. نوع اسید آلی و مقدار آن در هر محصول متفاوت میباشد. مهمترین اسیدهای آلی میوهها اسید سیتریک، اسید مالیک و اسید تارتاریک میباشند. مقدار و نوع اسید موجود در میوهها بر کیفیت مزه و همچنین عمر پس از برداشت آنها موثر است.
