автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.15, диссертация на тему:Количественная оценка изменения физиологического состояния томатов при хранении

РГ6 од Комитет Российской Федерации по торговле САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

""" I ■ >., 'I

На правах рукописи

Поликарпов Игорь Геннадьевич

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТОМАТОВ ПРИ ХРАНЕНИИ

Специальность 05.18.15 - Товароведение пищевых

продуктов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1993

Работа выполнена на кафедре товароведения продовольственных товаров торгово-экономического института, Санкт-Петербург.

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие:

- доктор биологических наук, профессор Г.А.Луковникова

- доктор медицинских паук, профессор у.С.Серегин кандидат технических паук, Л.Д.Ляховская

акционерное общество "ЛЕТО", Санкт-Петербург

Защити диссертации состоится ■" Зо" ¿/хз л 1093 года в Л?-—часов на заседании специализированного совета / шго'р Д 131.04.01 / при торгово-экономическом институте.

Отзыв в дву/ экземплярах, заваренный печатью учреждения, просим направить по адресу: 104018, Санкт-Петербург, Новороссийская ул., д. 50, торгово-экономический институт, специализированный совет Д 131.04.01.

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " -Л 1993 года.

Ученый секретарь спс!щалнэированного совета кандидат технических нау^ доцент

Е.Б.Иванова

ОБЩАЯ лАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность теш. Опыт разработки рационов для обеспечения адекватного рационального питания требует увеличения потребления растительной пищи в течение всего года. Круглогодичное потребление растительной пищи возможно как за счет экспорта сельскохозяйственной продукции, так и за счет ее производства в защищенном грунте. Однако любой способ производства продукции, в первую очередь плодоовощной, не возможен без решения вопроса о ее сохранности, особенно, исходя из того факта, что потери сельскохозяйственной продукции при хранении достигают 30 и более процентов.

Сформулированная и решаемая в рамках данной диссертации задача построения системы управления и оптимизации качества томатов /СУОК-Т/ является частным случаем задачи СУОК плодоовощной продукции /СУОК-ПОП/. Являясь междисциплинарной задачей, она не мокет быть решена в раинах какой-либо одной области знаний. При решении этой задачи з рамках единой методологии • должны быть привлечены достижения товароведения пищевых продуктов, диетологии, пищевой технологии, аналитической химии и биологии, микробиологии, прикладной математики-и информатики.

Несомненный интерес при построении СУОК-Т представляют существующие в настоящее время подходы к решению этой задачи с позиции создания "системы искусственного интеллекта", "экспертных систем", "систем поддержки принятия решений".

Цель работы. На основании сформулированной выше общей проблемы при создании системы поддержки принятия решений в товароведении необходимо выделить следующие конкретные цели исследования:

1. Теоретическая разработка и практическая реализация системного подхода к решению проблемы "управления качеством томатов при хранении".

2. Поиск близких к оптимальным реаимов хранения томатов.

3. Построение и анализ эффективных алгоритмов сбора и обработки информации в рамках создания "интеллектуальных" открл тпяс экспертных, систем, имитирующих полимодальнув сенсорную систолу управления контроля качества пищи, существующую в айвой природе, на примере задачи оценки-изменения качества томатов при хранении.

Задачи исследования. Конкретными задачами являются:

I. Поиск близких к оптимальным реаимов хранения томатов, основанных на обработке плодов поверхностно -активными вои;ест8г— • ми, раствораки комплексонов, сорбиновоЯ кислоти, примеяетпгя сил::-

I.

коновых вставок, хранение в атмосфере углекислого газа.

2. Изучение интенсивности изменения биохимических и физико-химических показателей, а также их связей с физиологическим состоянием томатов при хранении.

3. Поиск наиболее значимых, с точки зрения оценки оптимальности режима хранения, "традиционных" физико-химических показателей.

4. Построение элективного алгоритма сбора и обработки информации о состоянии томатов, имитирующего полимодальную сенсорную систему человека.

5. Формальный анализ нормативно-технической документации /НТД/ с целью выявления ее возможности непосредственного введения в ЭШ и последующей адаптации в случае необходимости для использования в СУОК-Т.

6. Построение элементов "интеллектуальной" системы оценки качества томатов, имитирующей рассуждения эксперта-товароведа.

Научная новизна. Предложен способ поиска формальных логических противоречий в тексте НТД томатов, не позволяющих перейти от поставленной проблемной области непосредственно к ее решению.

Для описания процесса созревания томатов различных ботанк«-ческих сортов, а также количественной оценки изменения физиологического состояния и интегрального качества томатов при хранении использованы соответствуйте аппаратные и програмные средства. Имитация информационных возможностей дистантной и контактной хе-морецепций осуществлена при помощи метода- газовой хроматографии с программированием температуры для анализа летучих органических соединений и вторичных бутиловых эфиров.органических кислот соответственно. Имитация информационной возможности фоторецепции достигнута при использовании методов высокоэффективной жидкостной хроматографии, препаративной и аналитической тонкослойной хроматографии, спектроскопии. В случае с механорецепцией, использовались возможности реологии /пенетрация, приставка Крамера/.

На основании подхода с позиции теории распознавания образов построены эффективно функционирующие алгоритмические и аппаратные модели каздой из этих систем, а также их сочетание.

Показано, что уменьшение трудоемкости /ресурс измерения/ ио.ает быть достигнуто при увеличении ресурса вычисления /то есть интегральная схожесть задачи является постоянной величиной/.

Приведены примеры, иллюстрирующие эффективность данного подхода за счет использования оригинального приема генерирования

альтернативных, массивов экспериментальных хроматографических и спектральных данннх методами имитационного моделирования и' оценки устойчивости полученного решения задачи классификации томатов.

ррактическгля ценность работы. Теоретически доказана и практически подтверждена возыоиюсть построения система управления и оптшшзгида качества томатов, иштируыцел полимодальнуы систему человека и т:.;.'.<.

Апробация работы. Основные положения диссертационно!'. работы были доложены и одобрены на Всесоюзной конференции "О повшении роли молодил учешх и специалистов в ускорении научпо-тс,;1ш«.еско-го прогресса в мясной и молочной проышленности" /Москва, 1£Ч>5,/, областном межотраслевом научно-техническом семинаре "Современное состояние и перспективы развития капиллярно:; хроматографии" /Дзержинск, IS8G/, Всесоюзной научно-технической конференции "Интенсификация производства и применение искусственного холод«" /Ленинград, 1986/, 2-ом Всесоюзном совещании "Химия запаха /Каунас, 1987/, Всесоюзной научно-практической конференции "Пути интенсификации производства с применением искусственного холода в отраслях агропромышленного комплекса, торговле и на транспорте" /Одесса, 1989/, научных конференциях профессорско-преподавательского состава ЛИСТ им.Ф.Энгельса в 1966-1990 годах.

диссертация обсушена на кафедре Товароведения продовольственных тоьаров СП6Т5Й /декабрь Ï99I года/ и рекомендована к за.¡ито.

Дупликации« По материалам диссертации опубликовано 6 ив— чатных работ.

Структура и, обт>ем диссертации. Диссертация состоит из сведения, пяти глав, выводов, списка литература л приложит.'. Работа содержит /J-s страниц машинописного текста, >' таблицы и рисунков, библпо1'ра:..я шо«част 'Ш названия советских и зарубе;дшх авторов.

СОДЕРЖА] L'î С РЛЕС'Л!

Введение посвящено обоснованию н- обходш.:остк создзч;:я тео ретических основ и практической базы для построения эффективно фупкционирущих вичислитолышх систем, которио позуолкют осуществить поличестзошгло оценку изменения ^топологического состояния томатов при храпении.

¡3 зо,'.г. л: ,ут; раскрчтц некотор-о лс.ч.г-ги :<: • i.,;,_<:;■ : ï'.a :'..с .loi.: -...о; оо.- п/одулГ,и:; п.. , />':•''•■ . "'г-т'н

томатов. Показано сша\-ение томатов в районе плтащгя с позиции современной пауки. Рассмотрены проблемы хранения томатов, физиологические и биохимические процессы, протекающие в томатах при сборе, транспортировке, хранении. Особое снимание уделено методом исследования этих процессов.

На основании анализа данных литературы рассмотрена корреляция ыеьдо некоторыми физико-химическими показателями и сенсорными характеристиками томатов. Описаны мер1 управления, позволяющие снизить потери проекции на различных зтапах ее производства и хранения.

На основании критического анализа и обобщения имеющихся в литературе данных сформулированы задачи предстоящих исследований.

В экспериментальной части диссертации дана характеристика объектов й методов исследования, приведены и проанализированы результаты экспериментов,, сформулированы вывода.

Объекты и методы исследования. Объектами исследования по-сд,;мили томаты трех гибридов отечественной и зарубежной селекции

/"Ласточка", "Реанто", "Иемато"/, выращенные в производственном объединении "Лето". Технология выращивания - общепринятая для вы-* ращивания томатов в защищенной грунте.

В целях продления сроков хранения томатов сравнивались ре-о.;льтаты хранения исоледуемих образцов при обычном холодильном храпении с результатами хранения в герметически закрытых пакетах, наполненных углекислым газом в'соответствии с разработанным нами способом,обработанных различными'композициями на основе поверхностно активных веществ и коыплексонов, а таюле хранившимися в пакетах с .силиконовыми вставками различной площади.

Для исследуемых образцов были экспериментально определены следующие характеристики: общее содержание Сахаров, содержание аскорбиновой кислоты, содержание сухого вещества, убыль массы, рН, титруемая кислотность - традиционными для товароведения продовольственных товаров методами. Использованы также оригинальные -шзико-хиыические и физические;/механические и онти-чоск/е/ исследования свойств "изучаемых объектов: структурно-малшнческио осоЛства - реологическими мстодаш на аппарате « I п5ко -1122", Англия, с примененном цилиндрических ин-денторов и насадки Крамера; состав пигментов - сочетанием методов иропаратианой и микропреиаративной тонкослойной хроматог-

ргцми на жидкостной хроматографе фирмы " LUicum ",США,

и спектрофотометр™ на спектрофотометре C5-I0} органические кислоты в виде вторичных бутиловых эяиров - методом газожидкостной хромаюграрш на хроматографе "Цвет-102"; летучие органические соединения - методом статистического парафаэного анализа / Ке л d _Spa.ce /, а таггае с помощью >лидкостной экстракции на газовом хроматограф "Цвот-102".

Экспериментальные данные обработали на ЬВЫ "Электрожка J 00-2" и ПЬЙМ "V/A NQ "ГЬМ PC/AT" и использованием пакетов прикладных программ " CHART ", "кластерный анализ", " Qu/iTTR-O PRCFessrow al 4.С", " ¿тятцй.А f 3.0".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Бозысжтости и ограничения "традиционного" подхода к выбору оптимальных ре;»сш,:ов хранения

При выборе оптимального /или, по крайней мере, "достаточно хорошего"/ рекима хранения был использован "традиционный", с точки зрения товароведения, подход к оценке качества томатов. То есть был выбран комплекс физико-химических показателей, которые.наиболее часто используются в товароведной и сельскохозяйственной практике /А.й.Буритейн, 1963/.

Были экспериментально определены следующие характеристики: оицое содержание Сахаров, содержание аскорбиновой кислоты, сухого вещества, убыль кассы, рН, титруемая кислотность / тибь.Т/.

для решения задачи поиска оптимального ремима хранения был вибраи следуици i путь: каждый резким хранения ыозшо расспатривать как траекторию, описывающую процесс з пространстве, образованном измерительными характеристиками. При этом процесс протекает непрерывно, а практически, траектория может быть описана на основании лишь крайне ограниченного количества точек, в которых были проведены измерения.

£ля поиска близкого к оптимальному режима хранения были исследованы следующие. ;озыоз.сности: 1/храпепие томатов ;< соотзетст-ВИ1 с требованиями ГОСТа /в качестве контроля/; З/хро^-ни-, в герметически закрытых пакетах, наполнении* углекислым газом в соотг етстсии с оригинальной разработкой; 3/хранение томатов в пакетах с силиконовым: вставками различной плоцс.тг? 4/оСработка tC'Wctgp различныoi компонентыm на оснозални поьоря'-оотио лггк.г-.» ¿с.цеств ксгшл^ксоиов /всего 14 ллпзнтон/. Те:тер'л'гур:;,..о р.-:.:'" контролеусьаклеь отдельно для каз-дого случая. t-ro:.«

Изменение "традиционных" физико-химических показателей

режимы хранения

Физико-химические показатели

аскороиновая кислота /иг %/

титруемая кислотность /% по яблочи

сроки хранения /дни/

О 10 20 35

О 10. 20 35

1 К поливиниловый спирт /ПВО/, 0,025* Н1Ф

2 Обмыв, водой

3 В« ПВО

4 Без обработки /контроль/

5 0.0Э6 котамин

6 0,1% сорбиновая кис-

лотлота, 2?4 СаСХ^

7 0.0255« НШ

8 0.025^/УаэНТ®

9 0.025?» //аЭйШ

10 К ПВС, 0.059« кота!^

11 1?« ПВС, 0.154 сорбиновая кислота

12 В6 ПВС, 0.025?$ Д^Ш

13.Атмосфера углекислого газа

14 Без обработки /контроль/...

15 Обмыв водой '

16 В5 ПВС

I? ПВС, ОЛЙ сорбиновая кислота

18 0.025* УазНГ5

19 & ПВС, 0.02594 Уа3НГФ,

20 К ЦВС, 0.025?« ^ШВ 2К СаС12

21 Атмосфера углекислого газа

31.6 21.5 15.0 12.3

31.6 20.0 14.7 П.1

31.6 21.2 18.0 14.1

31.6 20.1 16.4 12.2

31.6 22.0 18.0 14.0

31.6 22.4 31.6 23,8 31.6 28.0 31.6 23.2

16.0 13.7 16.3 11.2 22.6 15.2

18.1 14.1

31.6 22.7 17.6 11.9

31.6 27.3 31.6 26.3

21.0 17.1 аа.г 14.7

31.6 27.7 25.0 18.9

29.1 22.1 29.1 17.3 29.1 27.1

29.1 18.0 29.1 21,0 29.1 26.0

16.0 11.6 14.7 11.5 24.5 14.4

16.0 11.7 17.0 .¡ДО 25.0 15.4

29.1 18.0 16.0 12Л 29.1 27.1 25.0 19.1

V

0.52 0.39 0.36 0.31 0.52 0.37 0.31 0.28 0.52 0.44 0.37 0.30

0.52 0.44 0.39 0.52 0.52 0.41 0.36 0.28

0.52 0.41 0.37 0.31 0.52 0.35 0.32 0.28 0.52 0.41 0.36 0.32 0.52 0.31 0.29 0.27

0.52 0.44 0.34 0.30

0.52 0.39 0.31 0.26 0.52 0.36 0.30 0.26

0.52 0.47 0.41 0.36

0.43 0.40 0.38 0.30 0.43 0.37 0.36 0.26 0.43 0.39 0.29 0.27

0.43 0.32 0.27 0.21 0.43 0.38 0.34 0.31 0.43 0.39 0.34 0.32

0.43 0.39 0.30 0.27 0.43 0.40 0.32 0.30

Таблица I

при использовании различных режимов хранения томатов

физико-химические показатели

сухое

вещество / -/> ,

убыль массы ! < '

рН

сроки хранения /дни/

0 10 20 35 10 20 35 0 10 20 35 0 10 20 35

I 5.4 4.9 4.5 3.7 2.3 зл 5.4 2.7 2.2 1.7 1.4 4.35 4.35 4.35 4.35

2 5.4 4.6 4.3 3.4 2.9 3.8 5.6 2.7 2.0 1.4 1.1 4.35 4.35 4.40 4.40

3 5.4 4.8 4.4 3.6 2.8 4.0 5.7 2.7 2.1 1.5 1.2 4.35 4.35 4.35 4.35

4 5.4 5.0 4.6 3.6 3.2 4.1 5.6 2.7 2.2 1.8 1,6 4.35 4.35 4.35 4.40

5 5.4 4.7 4.1 3.4 2.7 3.3 5.7 2.7 1.7 1.1 0.9 4.35 4.35 4.40 4.40

б 5.4 4.9 4.6 3.8 3.0 3.5 5.6 2.7 2.4 2.0 1.7 4.35 4.35 4.40 4.40

7. .5.4 4.6 4.2 3.7 2.6 ЗЛ 5.4 2.7 2.5 2.1 1.6 4.35 4;35 4.35 4.35

8 5.4 4.7 4.1 3.8 2.8 3.2 5.1 2.7 2.0 1.6 1.4 4.35 4.35 4.35 4.35

9 5.4 4.8 4.2 3.6 2.1 2.7 5.0 2.7 1.8 1.2 1.0 4.35 4.35 4.35 4.40

О 5.4 5.2 4.9 3.7 2.8 3.9 5.2 2.7 2.5 2.4 1.8 4.35 4.35 4.40 4.40

I 5.4 5.0 4.4 3.4 2.2 2.8 4.9 2.7 2.6 2.5 1.7 4.35 4.35 4.35 4.35

5.4 5.1 4.7 3.6 ЗЛ 3.5 5.3 2.7 2.5 2.4 1.7 4.35 4.35 4.35 4.35

3 5.4 5.1 4.9 4.0 1.8 2.3 3.5 2.7 2.6 2.5 1.9 4.35 4.35 4.35 4.35

4 5.2 4.6 4.1 3.7 О.о 4.0 5.6 3.0 2.4 2.1 1.7 4.35 4.35 4.35 4.40

5 5.2 4.4 3.8 3.6 2.9 ЗЛ 5.2 3.0 2.1 1.8 1.3 4.35 4.35 4.40 4.40

6 5.2 4.5 3.9 3.6 2.6 3.6 5.3 3.0 2.3 1.9 1.4 4.35 4.35 4.35 4.35

7 5.2 4.5 4.0 3.7 2.4 3.0 5.5 3.0 2.7 2.2 1.8 4.35 4.35 4.35 4.35

В 5.2 4.7 3.9 3.6 2.7 3.4 5.0 3.0 2.7 2.4 1.8 4.35 4.35 4.35 4.35

9 5.2 4.6 4.1 3.8 2.2 3.4 5.1 3.0 2.3 1.9 1.4 4.35 4.35 4.40 4.40

Э 5.2 4.4 3.8 3.3 3.0 3.9 5.6 3.0 2.1 1.9 1.2 4.35 4.35 4.40 4.40

I 5.2 4.е 1.4 3.9 1.7 2.5 3.2 3.0 2.6 2«2 2.1 4.35 4.35 4.35 4.35

на хранение ¡закладывались плода красной степени зрелости, так как целью хранения являлось выявление режима хранения, способного наиболее долго поддерживать объект в состояши близком к исходному.

Траектория каждого процесса хранения в выбранном пространстве признаков - описывалась по четырем точкам, соответствующим моменту закладки томатов на хранение и снятия с хранения. Время хранения Ь = О, 10, 20, 35 дням хранения.

Теория распознавания образов /У.Гренаг.цер, 1980/ позволяет каждую конкретную точку формально рассмотреть как образ, состоящий из модельного множества признаков, квляю.1(ихся результатом измерения традиционных для товароведения плодов и овощей показателей. В рассмотренном случае это множество состоит из шести признаков.

Для оценки качества полученных результатов были использованы как метода традиционной математики, статистики, так и методы многомерного анализа, в первую очередь кластерного анализа, а также получение альтернативных массивов экспериментальных данных методами имитационного моделирования на ЬШ при помощи генератора псевдослучайных чисел.

Проведенные на этом этапе работы экспериментальные исследования и последующий статистический анализ полученных результатов привели к заключению, что традиционные для товароведения метода не позволяют выявить приоритет того или иного режима, а так-;.;е зарегистрировать крайне важные изменения, происходящие в минорных компонентах томатов, характеризующие их органолептические свойства. Таким образом, из-за отказа от исследования "традиционных" физико-химических показателей томатов мы были вынукдены перейти к исследованию альтернативных методов анализа. Однако, проблема заключалась в соотношении информационных возможностей этих методов и требований к качеству томатов, положенных в основу НТД. Необходимо разработать отсутствующий к настоящему моменту модуль формального анализа НТД, с точки зрения организации процесса объективной оценки качества томатов.

Формальный анализ нормативно-технической документации

Дли построения базы знаний открытой окспертноГ; системы была нг^пеиа нормативно-техническая документация /НТД/, посвященная 1-ог.росу оценки качества томатов /ГОСТ 17;Й-Е5, СТ СЭВ 430С-83,

СТ СЭВ 4306-83/. При формальном прочтении НТД был обнаружен ряд недостатков.

В диссертационной работе впервые предложен один из вариантов анализа такого текста, позволяющий оценить его формальную для восприятие сложность, нечеткость и противоречивость.

Лингвистический анализ нормативно-технической документации о томатах включал в себя: грамматический, синтаксический, лексический, семантический, и прагматический уровни.

¡1а грамматическом -ровно бил составлен словарь понятии, «ходящих в термины м определения, к построены графы, показывающие иерархическою за-лсимость между этими понятиями.

Синтаксически;'; уровень включал в себя разбивку полученного словаря на части речи и сокращение числа лингвистических пере-некшх за счет сдлокореншх и служебных слов.

Результаты лексического и' семантичееши анализов рассматривались вместе. Общая последовательность процедур <(ч>рмалыюго упорядочивания НТД представлена на рисЛ.

Проведенный формальный анализ НТД показал отсутствие воз-моыюсти непосредственного перехода к базе, интегрирующей в ЭВМ различные типы знаний /декларативные - НТД, дескриптивные -. сенсорный анализ, процедуральные - инструментальные методы исследования/ из-за различия в принципах ее построения. Обнаружена как нечеткость /неполнота/ информации, так и ее дублирование /избыточность/ п;;: одновременном наличии замкнутых логических цепеч.

Проьедендай теоретически.: анализ проблемы в совокупности с д«н''юаи литература позволил перейти непосредственно к пряйти-чсс! он реализации СУОК-Т.

Воз: -оллость практической реализации СУОК-Т

В диссортдаошюй работе рассмотрена попытка реализации в рамках СУОК, модели полимодальной системы /включающей в себя ал-горк'Ш.нмжую н инструментальную имитацию обонятельных, зрительниц рецепторов, меланороцепторов/, ориентированно" на оценку качества томатов и решение ее на базе существующей измерительной и вычислительной техники. Представлено моделирование процесса сбора информации об объекте, имитирующем подобную систему э ;:<и-. ой природе /рне. 2/. ¿¡лл этого каздой реальной рецепторной системе дал контроля выбранных параметров соответствовал тщетрумен-тмльниП метод исследования, позволяющий регистр.!рвать те хли

Рис. I Последовательность основных операций, выполняемых при формальном анализе НТД /ГОСТ 1725-65, СТ СЭВ 4302-83, СТ СЭВ 4306-83/ томатов

иные внутренние параметры томатов.

йлгаацля се-соров дачной модальности позволяет осуществлять ди}£еренциальную диагностику состояния томатов при их сборе 1." хранении. Ниь;е излагаются основы цункциошрования отдельных модул«й системы СУОК-Т.

I. Имитация механорецепторной деятельности, осуществленная при помощи "искусственной челюсти" и при пенетрацин позво-

Ю.

Внутренние параметры томатов

имитация обонятельных

рецепторов

имитация

зрительных

рецепторов

имитация вкусовых рецепторов

имитация

механо-

рецепторов

Рис. 2 Реализация системы контроля качества томатов, имитирующая полимодальные системы, существующие в

нивой природе •

лила выявить зависимость не только от степени зрелости, но и от размера плода и.сорта томатов /рис.3/.

томаты

Рис. 3 Диаграмма изменения нагрузки в зависимости

от степени зрелости и размера томатов

2. Имитация фоторецепторов позволяет, проводить объективную диагностику степени зрелости томатов по их цвету, что очень валено для правильного подбора образца необходимой степени зрелости. Предложенный оригинальный способ экстракции пигментов, основанный на повторном замораживании тканей плода и их размораживании при низкой положительной температуре /+4°С/, позволяет наиболее полно проводить выделение. пигаентов из образца при пониженной температуре, -без доступа света и кислорода воздуха. Сравнение спектральных характеристик отдельных фракций ыикропрепаративно разделенных смесей экстрактов пигментов позволило получить представление о качественном составе пигментов в томатах различной степени зрелости. Сравнение ке суммарных спектров пип^утов является достаточно надежной системой контроля состояния томатов /рис. 4/.

3. Анализ органических кислот, определяющих вкус томатов, в виде гас вторичных бутиловых эфиров методом ГХ позволил определить шз только ннзконипящие соответствующие органические кислоты, но и органические кислоты с длинной углеродной цепью, в том числе, образующиеся при процессах превращения углеводородов. Накапливание в шдак тоиатах органических кислот, особенно низкокипящих, позволяет проводить'диагностику качества томатов по газохронатогра-Зическюл профшщц вторичных бутиловых эфиров их органических кис-

Рис. 4 Спектры отдельных фракций пигментов а/ красных, б/ бурых, в/ зеленых томатов

лот с применением устройства для аппаратного и программного получения дифференциальных хроматографических профилей, существенно улучшающих качество разделения компонентов сложных смесей, /рис. 5,6/.

__/0 к/

Рис. 5 Ш вторичных бутиловых эфиров органических кислот красных томатов, соответствующих требованиям ГОСТа 1725-85

Л-Л_Л_А_____аЛЖ!

Рис. б ГЙХ вторичных бутиловых э'-иров органических кислот гнилых томатов

4. Летучке органические соединения, -ответственные за запах п-.шр!,' имеют первостепенное значение в отвой природе при поиске и оценке качества пищи. В формирование состава паровой фазы вносят вклад все внутренние параметры системы /биохимические, химические п микробиологические процессы/. С этой точки зрения, изучоние фраи цк?: летучие органических соединений является наиболее инфориатив-шл: и иог>ез бкть осуществлено за дост&т_ -шо ко .ют ко о время. Пред-.•;ог.4лшая оригинальная методика экстракции ЛОС парами логколетуче-< го' '«роЬвдйнааа в "мягких условиях", козшмшет избе-

жать формирование артефактов анализа, возникающих при других методах накопления ЛОС, в том числе при тершдесорбции. Полученные дифференциальные хроматографические профили в сочетании с методом кластерного анализа позволяют различать состояние, в котором

находятся томаты /рис,7,8/,

J

У

иШшш!

а

ш

лш

Рис. 7 Хроматограмма ЛОС красных томатов, соответствующих требованиям ГОСТа 1725-85

1,70 2.56 3.52 47.51

___I

Г I

___]

I - зеленке томаты-

2 - розовые -/-

3 - бурые

4 - красные

5 - гнилые -/-

Рис. 8 Дендрограмма, классифицирующая томаты по степени зрелости и товарному качеству

выводы

1, Разработан аффективный режим хранения томатов в атмосфере углекислого газа и показано его преимущество перед другими режимами хранения, основанными на предварительной обработке поверхности:.- томатов комплексонами и поверхностно активными веществами на основании формальных расчетов. Продемонстрировано, что для описания режимов хранения и изменения текущего состояния томатов целесообразно использование не традиционных для товароведения продовольственных товаров физико-химических характеристик плодов; а современных методов исследования, позволяющих описать изменения фракций минорных компонентов.

2. Сопоставление дифференциальных газохроматографических профилей ЛОС при помощи алгоритма кластерного анализа томатов позволило осуществить быстрое и надежное формальное распознавание плодов по степени их зрелости и сохранности при различных режимах хранения, то есть по качеству, а использование генерированных альтернативных массивов экспериментальных данных методами имитационного моделирования - количественно оценить вероятность правильного решения в условиях неполной экспериментальной информации.

3; Использование сочетания оригинальных методик экстракции пигментов, их препаративного хроыатографического разделения с методами дифференциальной спектроскопии в видимой области и последующей обработкой при помощи алгоритмов кластерного анализа позволяет имитировать процесс зрительного распознавания томатов по степени их зрелости и товарному качеству.

. 4. Продемонстрирована высокая информативность реологических методов, имитирующих ыеханорецепторную систему/человека в вариантах, моделирующих "прокусывание" и "разжевывание", при решении заг дачи\классификации томаюв по их степени зрелости, размерам и сортам. .

5. Моделирование'контактной хеморецепции человека на основании газохроиатографического анализа вторичных бутиловых эфиров органических кйьлот углеводного цикла, играющих важную роль в ^орыироваюш вкуса, позволяет распознать и классифицировать томаты по юс степени зредости ¡л товарноцу качеству в ряду: зеленые, розошв,Сур^,красны9,поргхженныеболезняз.а1 /гнилые/.

6. Радработан формадьшй метод анализа нормативно-техни-мокой до^иаггацил томатов с целью поиска в ней логических про-

е г л . «я. /Vс у -г. л* о Л'лслад,-

щий момент нормативно-техническая документация не может быть непосредственно использована для построения системы контроля качества томатов из-за обнаруженных в ней формальных логических противоречий.

7. Разработанная система управления и оптимизации качества томатов, имитирующая полимодальную сенсорную систему человека, позволяет осуществить Формальную классификации томатов по их степени зрелости и товарному качеству. Система реализована на базе существующей отечественной измерительной и вычислительной техники.

Основные материалы по теме диссертации изложены в следу-ющнх публикациях:

1. Уголев Д.А., Вытовтов A.A., Поликарпов И.Г., Муравьева С.К. Оценка сложности традиционного и альтернативного алгоритма решения задачи квалиметрии новых видов натуральных и плавленных сыров.// О повышении роли молодых ученых и специалистов в ускорении НТП в мясной и молочной промышленности: Тез. докл. Все-союзн. конф., Москва, 25-30 сент., 1985г. - М.,1985.- с.265-267.

2. Поликарпов И.Г., Уголев Д.А. Некоторые возможности капиллярной хроматографии при решении задачи "об оценке качества пищевых продуктов".// Современное состояние и перспективы развития капиллярной хроматографии: Тез. докл. обл. межотраслевого на-учно-техн. семинара, - Дзержинск,1966.- с.32-33.

3. Уголев Д.А., Решетник Л.П., Поликарпов 'Л.Г. Построение и анализ алгоритмов контроля качества при холодильном хранении

и транспортировании пищевых про,цуктов.// Интенсификация производства и применения искусственного холода: Тез. докл. Всасоюзн.НТК, Ленинград /ЛТИлП/.- Л.,1986.- с.18-19.

4. Антонов H.A., :;Ьрова А.Г., Поликарпов П.Г., Уголев Д.А. Экстракция летучих органических соединений пищевых яродуитоз ларами легколетучих растворителей.// Химия запаха' пищи: Тез. докл. 2-го Всесоюэн. совещания,-Каунас,IS87.- с.62. '

5. Луковникова Г.А., Поликарпов И.Г., Уголев Д.А. Построение .'элементов системы искусственного интеллекта для контроля качества плодов и овощей при холодильном хранении.// Пути интенсификации производства с применением искусственного холода в отраслях агропромншленного комплекса, торговле и на транспорте: Теп. докл. Всесоюзн. науч.-лр&ктич. конф. Одесса, 24-26 окт. ,Т98?г,-

Одесса,1989.- с.68.

6. Луковникова Г.А., Поликарпов П.Г., Уголев Д.А. Творсти-

ческие основы и практическая реализация системы контроля качества томатов при хролении.// Научный потенциал К/За - решению задач интенсификации отрасли: Сб. научн. тр. ЛИСТ им.1>.Энгельса, - Л., 1989. - с.75-83

Подписано в печать Зак.Р & Ь

Тир. ТОО екз. Формат 60 х 8*4/16 Печать офсетная. Бумага газетная. Объем 1,0 п.л. Бесплатно.

Ротапринт СПбТЗИ 194016, С.-Петербург, Новороссийская ул. 50