43. Gartenbauwissenschaftliche Tagung - (DGG) und des

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Technik
Anpassung von Kalibriermodellen an das Fruchtmaterial mit Hilfe
mathematischer Datenvorverarbeitungsmethoden am Beispiel der
zerstörungsfreien fluorometrischen Polyphenolbestimmung
J.S. Wulf 1 , C. Franck 2 , B. Nicolaï 2 und M. Zude 1
1
Abteilung Technik im Gartenbau, Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.,
Max-Eyth-Allee 100, 14469 Potsdam, jwulf@atb-potsdam.de
2
Katholieke Universiteit Leuven, F.L.T.B.W., W. de Croylaan 42, B-3001 Heverlee
Um innere Qualitätsparameter einzelner Gartenbauprodukte entlang der Versorgungskette
zerstörungsfrei zu ermitteln, können innovative, optische Techniken eingesetzt werden. Die
Reflektionsspektroskopie findet derzeit bspw. Anwendung in Sortieranlagen. Zukünftig sollen
zerstörungsfrei aufgezeichnete Fruchtfluoreszenzspektren zur Bestimmung wasserlöslicher
Fruchtpigmente dienen. Mit Hilfe biometrischer Verfahren werden die Messsignale gegenwärtig
qualitativ und quantitativ ausgewertet. Die Kalibriermodelle sind jedoch oftmals noch
fehlerhaft.
In der vorliegenden Untersuchung wurden Fluoreszenzspektren im front-face-Modus (SAFAS
flx-XENIUS, SAFAS S.A., Monaco) und mit Hilfe eines Laserfluoroskops (LF 401 Lambda,
IOM GmbH, Berlin) am Apfel und an Standards gemessen. Die Hauptkomponentenanalyse
wurde zur qualitativen Bewertung eingesetzt. Mittels partial least squares (PLS) Regressionsanalyse
der Fruchtspektren und ihrer chromatographisch ermittelten Gehalte an Polyphenolen
wurden Kalibriermodelle zur Bestimmung wertgebender Inhaltsstoffe im Apfel erarbeitet.
Hierfür wurden verschiedene Datenverarbeitungsmethoden erprobt.
Die gegenwärtig noch fehlerbehafteten Kalibriermodelle wurden durch Methoden der Glättung,
der Derivativ-Spektrometrie, der Normierung und hinsichtlich der optischen Eigenschaften
des Fruchtgewebes (Streu- und Absorptionseigenschaften) überarbeitet.
Es wurde deutlich, dass ausgewählte Wellenlängen die mittels PLS ermittelten Modelle maßgeblich
bestimmen. Durch den Einsatz von genetischen Algorithmen konnten die relevanten
Variablen erfasst und die Kalibriermodelle verbessert werden.
Die durch die Messung an Standards ermittelten Quenching-Einflüsse wurden hierbei in die
chemometrische Auswertung der Messergebnisse am Fruchtgewebe eingearbeitet.
BHGL – Tagungsband 24/2006