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giovedì 18 dicembre 2014


Ricerca: un laser per individuare il picco di maturazione

Un team di ricercatori delle Université Saint-Joseph (Libano) e Université de Bretagne Occidentale de Brest (Francia) hanno sviluppato una tecnica non distruttiva, che permette di individuare il picco di maturazione dei frutti climaterici (frutti che continuano a maturare nel post raccolta). La tecnica è chiamata in inglese laser biospeckle e, seppur utilizzata finora solo in via sperimentale, promette di rivoluzionare il modo in cui stabilire la qualità della frutta.

Come funziona il laser biospeckle?

Di cosa si tratta? Quando un fascio di luce polarizzata colpisce una superficie, questo subisce il fenomeno dello "scattering", ovvero la diffusione casuale e disordinata delle particelle di luce che si ottiene quando queste collidono tra loro. Il fascio di luce diffuso dalla superficie colpita verrà poi catturato grazie ad una camera digitale, ottenendo lo speckle pattern.

Il laser interagisce con le cellule del frutto

Nel caso di un frutto, sulla superficie colpita dal laser ci saranno delle cellule in piena attività; queste cellule, nei diversi stadi di maturazione del frutto, reagiranno in maniera differente al laser, rendendo il biospeckle variabile nel tempo. Secondo quanto dimostrato dallo studio, quindi, monitorando questo biospeckle, si potrà individuare sia il picco climaterico che la finestra di tempo in cui questo picco si verificherà.

Il team di studiosi ha effettuato l'esperimento su una partita di mele Golden Delicious, sia a temperatura ambiente, che frigo-conservate. Come riferimento per lo stadio di maturazione del frutto, hanno utilizzato la gas-cromatografia, una tecnica utile a rilevare la quantità di etilene. In questo modo, era possibile associare un determinato pattern ad una nota quantità di etilene emessa dal frutto e, quindi, una precisa fase della maturazione.


La luce proveniente dal laser attraversa delle lenti in modo da raggiungere la giusta lunghezza d'onda e colpisce la mela. Una camera digitale CMOS rileva il pattern delle cellule, catturando la luce con un angolo di incidenza di 45°.

Il risultato dell'immagine catturata dalla camera CMOS è presentato qui di seguito:


I ricercatori hanno notato che la grandezza dei puntini neri (chiamati speckle grains) diminuiva con il procedere della maturazione, forse a causa dell'aumento di glucosio nel frutto o della minore capacità di assorbire la luce.

Presto utilizzabile anche in campo?

Il prossimo step, riferiscono i ricercatori, sarà quello di rendere questo strumento portatile ed i suoi risultati intuitivi, per utilizzarlo facilmente in ogni fase della filiera ortofrutticola.


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