Žemės ūkiui, selekcijai bei maisto pramonei reikia paprasto, nebrangaus, patikimo bei greito metodo biocheminiam medžiagų kiekiui pomidoruose nustatyti. Štai kodėl buvo atkreiptas dėmesys į tridimensinę kolorimetriją, kai įvertinamas atspindys ir jo vertės lyginamos su biocheminių elementų kiekiu.

Atskirų biocheminių elementų medžiagų kiekiai pomidorų vaisiuose dažniausiai nustatomi cheminės analizės metodais: spektroskopija, efektyviąja skysčių chromatografija, plonasluoksne chromatografija ir kt. Karotinoidų (likopeno ir β-karoteno) ekstrakcijai iš pomidorų, taip pat biocheminei analizei atlikti naudojamas didelis kiekis įvairių organinių tirpiklių. Atliekant kokybinę ir kiekybinę analizę, geras metodas yra likopeno ekstrakcija organiniais tirpikliais, tačiau toks ekstrakcijos būdas ilgai užtrunka ir ekonomiškai nėra naudingas.

Norint lengviau ir paprasčiau nustatyti biocheminių medžiagų kiekį nepažeidžiant pomidorų vaisių, būtų galima naudoti nedestruktyvius metodus, kaip antai spalvų koordinačių spektrofotometriją ir NIR  artimųjų infraraudonųjų spindulių spektroskopijos metodą, paremtą pralaidumo principu naudojant artimųjų infraraudonųjų bangų spektrofotometrą. Nes šiuolaikiniams biocheminių analizių nustatymo metodams atlikti reikia ne tik specializuotos brangios įrangos, bet ir profesionalaus techninio personalo, o tai kelia daug nepatogumų ir augintojams, ir gamintojams, ir mokslininkams.

Nedestruktyvus biocheminių elementų kiekio prognozavimas labai aktualus pomidorų selekcijoje kuriant naujas, geresnės kokybės veisles, nes šių elementų kiekis gali būti prognozuojamas ant augalo, nenuskinant pomidoro, augant ir nokstant tam pačiam vaisiui. Tai gerokai paspartintų visą selekcijos procesą, nes leistų greitai įvertinti tiriamas veisles ir jas atrinkus jau tais pačiais metais būtų galima atlikti naujus kryžminimus.

Prognozavimo tikslumas priklauso nuo sukaupto tikslių duomenų, kurie gaunami darant cheminę analizę, kiekio. Taigi svarbu sukaupti kuo didesnę tyrimų rezultatų duomenų bazę, kad prognozuojami duomenys kuo labiau atitiktų realius. Gavus finansavimą pagal projektą „Podoktorantūros stažuočių įgyvendinimas Lietuvoje" atsirado galimybė atlikti pomidorų vaisių nokimo proceso studiją ir sukurti kalibracinius grafikus sausosioms medžiagoms, tirpioms sausosioms medžiagoms, organinėms rūgštims, odelės ir minkštimo tvirtumui, likopeno bei β-karoteno, askorbo rūgšties ir cukrų kiekiams nustatyti pagal NIR, remiantis biocheminės analizės rezultatais.

Lietuvos agrarinių ir miškų mokslų centro Sodininkystės ir daržininkystės institute 2012-2013 m. buvo atlikti tyrimai su 10 skirtingų pomidorų veislių ir hibridų: Tamina, Moeney maker, Saint pierre, Tocayo H, Polfast H, Brooklyn H, Tolstoi H, Benito H, Tourist H ir Rutuliai. Siekiant gauti kuo daugiau ir įvairesnių duomenų, buvo stebima biocheminių elementų kiekio dinamika vaisių nokimo metu.

Pomidorų vaisiai tyrimams imti šešių skirtingų sunokimo laipsnių.

• Pirmas sunokimo laipsnis - „žalias", pomidoro vaisiaus spalva visiškai žalia, žalios spalvos atspalvis gali kisti nuo šviesiai iki tamsiai žalios.
• Antras - „lūžis", kai pastebimas aiškus vaisiaus spalvos kitimas iš žalios į švelniai geltoną ar raudoną, t. y. vaisiaus paviršius turi raudonos spalvos nedaugiau kaip 10 procentų.
• Trečias - „virsmas", kai daugiau kaip 10, bet ne daugiau kaip 30 proc. pomidoro paviršiaus yra raudonos spalvos.
• Ketvirtas - „pilkas", kai daugiau kaip 30, bet ne daugiau kaip 60 proc. pomidoro paviršiaus yra raudonos spalvos.
• Penktas - „šviesiai raudonas", kai daugiau kaip 60, bet ne daugiau kaip 90 proc. pomidoro paviršiaus yra raudonos spalvos.
• Šeštas - „raudonas", kai daugiau kaip 90 proc. pomidoro paviršiaus yra raudonos spalvos.

Tyrimo metu buvo nustatoma pomidorų vaisių biocheminė sudėtis ir tekstūra, naudojant artimųjų infraraudonųjų spindulių (NIR) spektroskopijos metodą, ir lygiagrečiai atliekamos įprastos biocheminės bei tekstūros analizės, t. y. buvo įvertinamas atspindys ir jo vertės lyginamos su biocheminių elementų ir invaziniu būdu atliktų vaisiaus tekstūros analizių reikšmėmis.

Nedestruktyviems matavimams buvo naudojamas artimųjų infraraudonųjų spindulių (NIR) spektroskopijos metodas, paremtas pralaidumo (angl. transmittance) principu, panaudojant artimųjų infraraudonųjų bangų spektrofotometrą (NIR Case NCS001A, Sacmi Imola S.C.Imola, Italy). Kalibraciniai grafikai buvo sukurti, panaudojus „Sacmi NCS (NIR Calibration Software) Vers. 3.0 RC 1" programą.

Atliktų tyrimų pagrindu buvo sukurti sausųjų medžiagų, tirpių sausųjų medžiagų, organinių rūgščių, odelės ir minkštimo tvirtumo, likopeno bei β-karoteno, askorbo rūgšties ir cukrų kiekio kalibraciniai grafikai pagal NIR ir cheminės analizės metodus, kuriais remiantis galima nustatyti šių elementų kiekį nedestruktyviu metodu. Pomidorų odelės tvirtumo kalibracinio grafiko pavyzdys pateiktas paveiksle. Tokių kalibracinių grafikų sukūrimas leidžia greitai ir nebrangiai nustatyti pomidoro vaisiaus tvirtumą bei jame esančių biocheminių elementų kiekį bei atveria plačias galimybes ne tik augintojams, bet ir gamintojams maisto pramonėje.

Antraisiais tyrimo metais buvo įvertintas naujai sukurtų kalibracinių grafikų patikimumas. Vėl buvo daromos įprastinės biocheminės analizės ir kartu atliekami nedestruktyvūs matavimai naudojant NIR - artimųjų infraraudonųjų spindulių spektroskopijos metodą. Gautų rezultatų patikimumas buvo įvertintas statistiškai.

Remiantis sukurtais kalibraciniais grafikais, galima vykdyti nedestruktyvius pomidorų vaisių kokybės parametrų matavimus naudojant NIR - artimųjų infraraudonųjų spindulių spektroskopijos metodą. O gautų rezultatų patikimumo įvertinimas palyginus nedestruktyvų ir įprastinius metodus parodė, kad tarp šių metodų yra stipri koreliacija, matuojant tirpias sausąsias medžiagas, likopeną, β-karoteną, askorbo rūgštį, odelės ir minkštimo tvirtumą, bei vidutinė koreliacija, nustatant sausąsias medžiagas, titruojamąjį rūgštingumą ir bendrą cukraus kiekį pomidorų vaisiuose.

Tiriamųjų parametrų patikimumo įvertinimas

Pastaba: NIR - prognozuojamos reikšmės

Audrius RADZEVIČIUS, Pranas VIŠKELIS

Mano ūkis, 2014/06