بهینه‌سازی خواص کیوی پرتودهی‌شده به روش سطح پاسخ و پیش‌بینی با شبکه عصبی و رگرسیون

مقدمه: کاربرد پرتوهای یونیزه کننده (گاما، ایکس و الکترون) به عنوان روشی جدید در راستای حفظ و نگهداری محصولات کشاورزی از حدود 35 سال قبل مطرح شد. روش پرتودهی گاما جزء روش های نوین جهت حفظ و نگهداری محصولات کشاورزی است.مواد و روش ها: در این تحقیق کیوی رقم هایوارد (hayward) مورد استفاده قرار گرفت. نمونه‌ها با دزهای صفر، 0.5، 1 و 2 کیلوگری و با استفاده از گاماسل با چشمه کبالت 60 پرتودهی شدند. سپس برای مدت زمان های صفر، 30،60 و 90 روزه و شرایط یخچالی با دمای 1±3 درجه سانتی گراد ذخیره شدند. در این پژوهش با کمک روش سطح پاسخ و پارامترهای ورودی (دز پرتودهی و زمان انبارداری) شرایط بهینه جهت انبارداری کیوی پرتودیده با اشعه گاما تعیین شد. در نهایت با استفاده از روش شبکه عصبی و رگرسیون خروجی ها پیش بینی و با روش سطح پاسخ مقایسه شدند.یافته ها: نقطه بهینه برای مدت زمان نگهداری، دز پرتودهی، وزن، پارامتر رنگی l*، a* و b*، آسکوربیک اسید و مقدار ph به ترتیب مقادیر 2 ماه، 1 کیلوگری، 48.13 گرم و 45.86، 11.3 و 12.79، 29.916، 3.2545 پیشنهاد شد. با افزایش مدت زمان نگهداری و دز پرتودهی، وزن نمونه های انبار شده کاهش یافت. با افزایش مدت انبارداری و دز پرتودهی پارامتر a* کاهش یافت. با افزایش دز پرتودهی پارامتر b* نیز کاهش ولی با افزایش مدت زمان انبارداری، l* افزایش یافت. به همین ترتیب با افزایش مدت زمان انبارداری و مقدار دز پرتودهی، مقدار ph افزایش و مقدار آسکوربیک اسید کاهش می یابد.نتیجه گیری: با اجرای شبکه عصبی و آنالیز رگرسیون در پیش بینی تغییرات رنگ، تغییرات وزن، مقدار ph و آسکوربیک اسید، شبکه‌عصبی دارای قابلیت بالاتر در پیش بینی تغییرات پارامترهای رنگی و تغییرات وزن به ترتیب با ضرایب تعیین 0.9635 و 0.9245 بود. در مقابل در مقدار ph و آسکوربیک اسید، آنالیز رگرسیون دارای قابلیت بیشتر با ضرایب تعیین به ترتیب 0.9355 و 0.8845 بود.

Optimization of Irradiated Kiwi Fruit Properties Using Response Surface Methodology and Prediction with Neural Network and Regression Method

Introduction: Application of ionizing radiation as a new method in the preservation ofagricultural products has been introduced since 35 years ago. Gamma irradiation has beenintroduced as a new technique to preserve the foods.Materials and Methods: Kiwifruit cultivar (Hayward) has been used and the samples with 0(Control), 0.5, 1 and 2 kGy cobalt60 were gamma irradiated then refrigerated at 3±1°C for aduration of 0, 30.60 and 90 days. In this study Response Surface Methodology and inputparameters consisted of irradiation dose and storage time for optimal conditions for storage ofirradiated kiwis were determined. Finally, using regression and neural network methodsoutput prediction and response surface method were compared.Results : The optimal conditions for storage of irradiated kiwis were determined. Theoptimum point for shelflife, radiation dose, weight, color parameters L*, a* and b*, ascorbicacid content and pH value, were proposed respectively, (two months, 1 kGy, 48.13 and 45.86,11.03 and 12.79, 29.916, 3.2545). By increasing storage time and radiation dose, the weightof stored samples reduced. By increasing irradiation dose and duration of storage a*parameter decreased. By increasing irradiation dose also the b* parameter reduced but byincreased storage time, L* increased. Similarly, by increasing storage time and radiation dose,pH value increased and ascorbic acid content reduced.Conclusion: The neural network and regression analysis have been employed to predict thechanges in color, weight, pH value and ascorbic acid content.