Характеристики цвета зерна тритикале

Установлена связь между стекловидностью зерна тритикале и его характеристиками в системе цвета RGB и Lab.

В злаковых культурах (пшеница, рожь, ячмень, тритикале) различают зерна стекловидные и мучнистые. Как показали исследования и практика переработки, они отличаются физическими и технологическими свойствами, имеют особенности в биохимическом комплексе. В зависимости от стекловидности, например, зерно пшеницы может быть отнесено к тому или иному типу (ГОСТ Р 52554-2006. Пшеница. Технические условия).

Удаление мучнистых зерен и повышение общей стекловидности, при экономической целесообразности, могло бы иметь практическое значение. Стекловидная пшеница ценится выше и стоит дороже. Мука из мучнистой пшеницы – легче поддается обогащению белком на пневмоклассификаторе.

В лабораторных условиях для подобного разделения используются различия в оптических характеристиках. Так, стекловидные зерна отличаются от мучнистых повышенным коэффициентом пропускания в видимой области спектра. На этом свойстве основана методика их лабораторного разделения на диафаноскопе (ГОСТ 10987-76. Методы определения стекловидности.).

Для оценки возможности использования спектральных и коллориметрических методов анализа в технологии выделения стекловидного зерна и оценки его качества в ФГБНУ «ВНИИ зерна и продуктов его переработки» были определены некоторые цветовые характеристики зерна тритикале (сорта «Тимирязевская 150», урожая 2015 г., общая стекловидность 66%). Были отобраны по соответствующей методики (ГОСТ 10987-76. Методы определения стекловидности.) стекловидные зерна, полустекловидные и мучнистые.
Цветовые характеристики зерна тритикале различной стекловидности определены в цветовом пространстве RGB и системе цвета Lab с использованием разрабатываемого во ВНИИЗ аппаратно-измерительного комплекса (АПИК), обеспечивающего измерение отражательной способности объекта в видимом участке спектра (в цветовом пространстве RGB) при доминантных длинах волн: l= 617 нм (красном), l=540 нм (зеленом) и l= 457 нм (синем). Полученные результаты так же были пересчитаны в системе цветовой модели Lab.

Результаты обработки полученных данных сведены в табл.1.

 
Между данными в диапазонах R-G-B (для зерна каждого вида) существует тесная корреляция (коэффициент парной корреляции около 0.95 на 13 образцах), в то же время для зерна разных видов в одном и том же диапазоне длин волн значимая корреляция отсутствует. Т.е. численные значения показаний прибора в фиксированном диапазоне часто для стекловидного и мучнистого зерна представляют из себя случайные независимые выборки.

Как можно видеть из таблицы, наибольшее изменение отражательной способности (при сопоставимом среднеквадратическом отклонении) по мере повышения стекловидности зерна тритикале наблюдается в области длин волн красного R участка спектра и составляет 25%, несколько хуже для диапазона G – 12% и практически отсутствует в диапазоне B.

Полученные в сиcтеме RGB средние значения показаний прибора для диапазона длин волн R представлены на рис.1.
 

 
Эти же данные представлены на рис. 2 в виде эмпирических функций распределения. Эти же данные представлены на рис. 2 в виде эмпирических функций распределения.
 

 
В системе Lab наилучшие и сопоставимые результаты наблюдаются для L (светлота) и B (мера цветности по желто-синей оси). В частности, для В результаты представлены на рис. 3.

Выводы
Как следует из полученных результатов, цветовой анализ может обеспечить по спектру отраженного света с некоторой вероятностью сортировку стекловидных и мучнистых зерен, что позволяет надеяться на техническую реализацию данного подхода в процессе обогащения зерновой массы тритикале (и не только) стекловидными зернами путем удаления мучнистых за счет различий в цветовых характеристиках.
 
 

---