بخشی از مقاله
چکیده
کیفیت میوه ها و سبزیجات با گذشت زمان تغییر می کند زیرا این محصولات یک ارگانیسم زنده هستند که فرایندهای شیمیایی و فیزیکی بسیاری در آنها به طور مستمر اتفاق می افتد. تکنیک زیست لکه یک روش غیر تماسی، غیر مضر و غیر مخرب برای ارزیابی اشیاء زنده است. این روش برای پایش فرایندهای مربوط به حرکت ذرات مواد در صنایع پزشکی، کشاورزی و میکروبیولوژی مورد استفاده قرار می گیرد.
پدیده زیست لکه زمانی اتفاق می افتد که یک ماده بیولوژیک در معرض نور لیزر قرار می گیرد. در سال های اخیر این روش به طور گسترده برای ارزیابی کیفی محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار گرفته است. کاربرهای مختلف این روش شامل پایش سن رشد و رسیدگی محصولات، توسعه ارگان های گیاهی و تشخیص و ارزیابی میزان پیشرفت آسیب ها و بیماری ها است. مزیت های این روش در پیاده سازی نسبتا آسان و کم هزینه، محققان مختلف را بر آن داشته تا در جهت توسعه کاربردهای آن، به خصوص در حوزه کنترل کیفی پیش از برداشت و پس از برداشت محصولات کشاورزی تلاش نمایند.
.1 مقدمه
محققان زیادی از مشخصههای ظاهری به عنوان معیاری برای جداسازی میوهها و سبزیجات تازه استفاده کردهاند. در عمل نیز از بررسی شکل، اندازه و رنگ برای تعیین میزان کیفیت ظاهری محصول، و روشهایی نظیر فشردن بین انگشتها یا دست، فشار انگشت شست به گوشت میوه، گاز زدن یا جویدن، برای اندازهگیری سفتی استفاده میشود. به دلیل متغیر بودن نتیجه این روشها از نظر افراد مختلف، و طبیعت زمانبر و مخرب برخی از آنها و تأکید زیاد روی کیفیت، روشهای غیر مخرب برای اندازهگیری و تعیین کیفیت سریع میوهها در حال توسعه است . - Stone et al., 1998 - یکی از مزایای روشهای غیر مخرب این است که اندازه-گیریها میتواند به دفعات روی میوههای مشابه صورت گیرد. در چند سال اخیر روشهای آزمون غیر مخرب با موفقیت برای اندازهگیری کیفیت محصولات مختلف کشاورزی به کار رفته است.
اندازهگیری برخط و غیر مخرب کیفیت بافت میوهها و سبریجات یک هدف دشوار و در عین حال چالش بر انگیز برای بسیاری از محققان بوده است. توسعه فناوریهای مبتنی بر میکرو الکترونیک، فناری اطلاعات و شیوههای تحلیل داده تأثیر بسزایی در رشد و پیشرفت این بخش در طی دهه اخیر داشته است
مشخصههای بافتی میوه توسط روشهای مختلفی از قبیل روش تصویر برداری پس پراکنش نور لیزر - 1392 Lu, 2004; Qing et al., 2008 - 1، اندازهگیری پاسخ آکوستیکی به ضربه - Duprat et al., 1997; Schotte et al., 1999; Pathaveerat et al ., 2008 - ، پاسخ به تغییر شکلهای کوچک یا نیرو-جابجایی - Harrison, 2003; Howarth et al., 2003; Barreiro et al., 2004 - ، اندازهگیری خواص نوری، در طول موجهای فرو سرخ نزدیک و طیف مرئی- فرو سرخ نزدیکLemmertyn et al., 1988; Park et al., 2003; Liu et al., 2008; - 2 - Philip et al ., 2014، روشهای فراصوت - Mizrach et al., 1999; Mizrach, 2007; Kim et al., 2009 - ، تصویر برداری چند طیفی3 و فرا طیفی - Gowen et al., 2007; Vanoli et al ., 2011; Wang et al., 2012 - 4 میتواند تخمین زده شود.
زیست لکه5 تکنیک نوری دیگری است که حدود بیست سال پیش برای ارزیابی غیر مخرب مواد بیولوژیک معرفی شد - Xu et al., . - 1995; Zhao et al.,1997; Zdunek et al., 2014 در این روش، یک نور لیزر همسان روی شیء مورد نظر تابانده می شود. نور بازتاب شده یک الگوی لکه6 خاصی را در یک صفحه نمایش ایجاد می کند - شکل . - 1 اگر نمونه مورد نظر هیچ فعایت فیژیولوژیکی از خود نشان ندهد، الگوی لکه در طول زمان پایدار خواهد بود
شکل .1 تصویری از الگوی لکه در میوه سیب
هر چند، در مورد نمونه های بیولوژیک زنده، الگوی لکه حاوی دو جزء است: یک جزء پایای ناشی از اجزای بی حرکت شیء مورد نظر و یک جزء متغیر با زمان، که حاصل از ذرات متحرک درون نمونه است. مشخصه بافت فعال، به لحاظ فیزیولوژیکی، این الگوری لکه پویا زیست لکه - بیو اسپکل - نامیده می شود . - Zhao et al, 1997; Xu et al., 1995 - تا کنون، کارهای تحقیقاتی به منظور بررسی کاربرد روش زیست لکه در مطالعات بیولوژیک انجام شده است که شامل اندازه گیری جریان خون در رگ های خونی - Briers and Fercher, 1982 - ، زیست پذیری بذر/ دانه - Braga et al., 2003; Sendra et al., 2005 - ، فعالیت انگل ها در بافت های زنده - Pomarico et al., 2004; Braga et al., 2005 - ، تحلیل رسیدگی و کبودی در میوه ها و سبزیجات - Xu et - al., 1995; Pajuelo et al., 2003; Rabelo et al., 2005، پایش ماندگاری میوه ها - Zdunek et al., 2007; 2008 - و بررسی محتوای کلروفیل - Zdunek and Herppich, 2012 - می شود.
پیش از این، فرایندهای مربوط به حرکت مراکز پراکندکی در بافت همچون جریان سیتوپلاسمی، جنبش اندامک، رشد و تقسیم سلول طی رسیدن میوه، و واکنش های بیوشیمیایی بررسی شده است و نتیجه گیری شده است که این موارد به دلیل فعالیت های زیست لکه ای خاصی هستند . - Braga et al., 2009 - حراکت نامنظم و تصادفی - براونی - لکه ها به عنوان منبع فعالیت زیست لکه ای در نظر گرفته می شود
در حال حاضر دانش موجود در مورد ارتباط زیست لکه با میوه ها و سبزیجات هنوز محدود است. به طور کلی، مطالعات بالا نشان می دهد که فعالیت زیست لکه - پویایی زیست لکه - با مراحل رشد و نمو شیء بیولوژیک تغییر می کند. همچنین فعالیت زیست لکه می تواند در پاسخ به تغییر در برخی خصوصیات سطح شیء، برای مثال پیشرفت کبودی یا بیماری ها، تغییر کند. به عبارت دیگر، نبود تفاسیر بیولوژیکی نامتناقض در مورد این پدیده به طور آشکار احساس می شود. از این رو، کاربرد این روش در تحقیقات کشاورزی و باغبانی و یا حتی اجرای عملیاتی آن در این حوزه ها هنوز مشکل ساز است.
