Ученые Новгородского госуниверситета (НовГУ), Санкт-Петербургского госуниверситета (СПбГУ) и Федерального научного агроинженерного центра ВИМ разработали метод, позволяющий мгновенно и с точностью почти 99% выявлять зерна пшеницы, зараженные токсичным грибком. Об этом «Газете.Ru» рассказали в НовГУ.
Согласно прогнозу Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), мировое потребление пшеницы в 2026-2027 годах составит 802,5 млн тонн. Но значительная часть урожая может оказаться под угрозой из-за грибковых заболеваний. Одним из самых распространенных является фузариус колоса, который вызывают грибы рода Fusarium. Они не просто портят зерно, но и выделяют микотоксины — яды, которые накапливаются в организме человека и животных, вызывая серьезные отравления.
Традиционные методы выявления инфекции — хроматография, ПЦР-анализ или микроскопия — требуют дорогого оборудования, реактивов и квалифицированных специалистов, занимают много времени и часто разрушают зерно. В реальных условиях ядра пшеницы движутся по конвейеру, их нужно быстро сортировать, не разрушить и не останавливать поток. Альтернативой служат оптические методы анализа зерна, однако они «видят» лишь локальные участки и требуют сканирования всей поверхности зерна, что замедляет анализ.
Вместо обычной камеры, которая видит только три цвета (красный, зеленый, синий), ученые использовали гиперспектральную — прибор, который получает не просто картинку, а для каждой точки зерна записывает полный спектр отраженного света: от ультрафиолета до ближнего инфракрасного диапазона (397-1000 нм). Затем исследователи применили так называемый метод главных компонент — математический способ снизить размерность данных, оставив только самые важные признаки. Они искали длины волн, на которых отражение света у здорового и зараженного зерна отличается сильнее всего.
Ученые проверили технологию на 96 зернах. Из них 64 были зараженными, 32 — здоровыми. Система правильно определила все 64 больных зерна и ошиблась только в одном случае: одно здоровое зерно она по ошибке приняла за больное. Итоговая точность составила 98,9%. По словам авторов, это очень высокий показатель для быстрого неразрушающего метода.
Подход может лечь в основу проточных сортировщиков зерна, работающих прямо на элеваторах или перерабатывающих заводах. Система будет мгновенно отбраковывать зараженные зерна, не давая токсинам попасть в продовольственную цепочку.
Ранее британские исследователи предложили дезинфицировать мясо синим светом.