vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2026-2-vguit-3803Research ArticleПищевые системыFood systemsПрименение массива химических сенсоров для мониторинга степени зрелости плодов авокадо сорта ХассThe use of an array of chemical sensors to monitor the degree of maturity of Hass avocado fruitshttps://orcid.org/0009-0000-2001-6868РаковН. О.RakovN. O.

аспирант, базовая кафедра индустрии качества, Стремянный переулок, д. 36, г. Москва, 109992, Россия

109992.), assistant professor, Bakery technology, confectionery, pasta and grain processing industries department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

nikitarakovv@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2715-9989ЕлисееваЛ. Г.EliseevaL. G.

д.т.н., профессор, базовая кафедра индустрии качества, Стремянный переулок, д. 36, г. Москва, 109992, Россия

, Department of Quality Industry, 36 Stremyanny Lane, Moscow, 109992, Russia

eliseeva-reu@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7812-9195КумченкоТ. А.KumchenkoT. A.

д.х.н., профессор, кафедра физической и аналитической химии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Dr. Sci. (Chem.), professor, physical and analytical chemistry department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

tak1907@mail.ruРоссийский экономический университет имени Г.В. ПлехановаРоссияVoronezh State University of Engineering TechnologiesRussian FederationРоссийский экономический университет имени Г.В. ПлехановаRussian FederationPlekhanov Russian University of EconomicsRussian FederationВоронежский государственный университет инженерных технологийRussian FederationVoronezh State University of Engineering TechnologiesRussian Federation202630062026882132141Copyright © Раков Н.О., Елисеева Л.Г., Кумченко Т.А., 20262026Раков Н.О., Елисеева Л.Г., Кумченко Т.А.Rakov N.O., Eliseeva L.G., Kumchenko T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/3803

В статье представлены результаты исследования эффективности использования метода неразрушающего контроля по определению степени зрелости авокадо сорта Хасс с помощью системы сенсоров «электронный нос» на базе многоканального пьезогазоанализатора «МАГ-8». Актуальность исследования обусловлена необходимостью оценки физиологической активности и потенциальных сроков годности климактерических плодов с путем замены субъективных органолептических оценок объективными инструментальными онлайн методами контроля в цепи поставок с целью минимизации потерь скоропортящейся продукции. Целью данного исследования являлась оценка возможности применения разноселективного массива пьезокварцевых сенсоров многоканального газоанализатора «МАГ-8». для разработки экспрессного неразрушающего способа оценки степени зрелости плодов авокадо, позволяющего минимизировать потери продукции на всех этапах цепи поставок. Полученные результаты позволили дифференцировать плоды по стадиям созревания (незрелые, спелые, перезрелые) на основе анализа профилей летучих органических соединений, выделяемых плодами в процессе дозревания. В работе представлены данные, подтверждающие корреляцию принятых органолептических и физико-химических методов (эмиссия этилена, интенсивность дыхания, твердость, содержание сухих веществ, цвет, аромат), оценки степени зрелости плодов авокадо и результатов оценки. Результаты подтвердили наличие статистически значимых корреляций между параметрами сенсорных сигналов и физиологическим статусом плодов. Предложенный подход позволяет оперативно и с высокой воспроизводимостью классифицировать авокадо по степени зрелости и определять потенциальный остаточный срок годности продукции, что открывает перспективы для автоматизации складского мониторинга, оптимизации сроков реализации и снижения экономических издержек при импорте и хранении плодоовощной продукции.

The article presents the results of a study of the effectiveness of using the method of non-destructive testing to determine the degree of maturity of Hass avocados using an electronic nose sensor system based on a multichannel piezo gas analyzer MAG-8. The relevance of the study is due to the need to assess the physiological activity and potential shelf life of climacteric fruits by replacing subjective organoleptic assessments with objective instrumental online control methods in the supply chain in order to minimize the loss of perishable products. The purpose of this study was to evaluate the possibility of using a multiselective array of piezoquartz sensors of the multichannel gas analyzer MAG-8. to develop an express non-destructive method for assessing the degree of maturity of avocado fruits, which minimizes product losses at all stages of the supply chain. The obtained results made it possible to differentiate fruits by stages of maturation (immature, ripe, overripe) based on the analysis of profiles of volatile organic compounds (VOCs) released by fruits during maturation. The paper presents data confirming the correlation of the accepted organoleptic and physico-chemical methods (ethylene emission, respiration rate, hardness, dry matter content, color, aroma). assessment of the degree of maturity of avocado fruits and evaluation results. The results confirmed the presence of statistically significant correlations between the parameters of sensory signals and the physiological status of fetuses. The proposed approach makes it possible to quickly and reproducibly classify avocados according to the degree of maturity and determine the potential remaining shelf life of products, which opens up prospects for automating warehouse monitoring, optimizing sales dates and reducing economic costs during import and storage of fruit and vegetable products.)

авокадоконтроль качествастепень зрелостилетучие ароматические веществагазовые сенсорыоцифровка паттерна летучих соединенийavocadoquality controldegree of maturityvolatile aromatic substancesgas sensorsdigitization of the pattern of volatile compoundsReferencesНиколаева М.А., Елисеева Л.Г., Раков Н.О. и др. Пищевая ценность и товарное качество плодов авокадо // Пищевая промышленность. 2025. № 4. С. 78–82. doi: 10.52653/PPI.2025.4.4.014Nikolaeva M.A., Eliseeva L.G., Rakov N.O. et al. Nutritional value and commercial quality of avocado fruits. Food Industry. 2025. no. 4. pp. 78–82. doi: 10.52653/PPI.2025.4.4.014 (in Russian).Елисеева Л.Г., Николаева М.А., Токарев П.И. и др. Состояние и перспективы развития рынка авокадо // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2025. № 2 (91). С. 97–105. doi: 10.33979/2219-8466-2025-91-2-97-105Eliseeva L.G., Nikolaeva M.A., Tokarev P.I. et al. State and prospects for the development of the avocado market. Technology and Merchandising of Innovative Food Products. 2025. no. 2 (91). pp. 97–105. doi: 10.33979/2219-8466-2025-91-2-97-105 (in Russian).Sa I., Ge Z., Dayoub F., Upcroft B. et al. DeepFruits: a fruit detection system using deep neural networks // Sensors. 2016. Vol. 16. No. 8. Article 1222. doi: 10.3390/s16081222Sa I., Ge Z., Dayoub F., Upcroft B. et al. DeepFruits: a fruit detection system using deep neural networks. Sensors. 2016. vol. 16. no. 8. article 1222. doi: 10.3390/s16081222.Wang J., Teng B., Yu Y. et al. Prediction of shelf life and quality of fruits using data fusion and machine learning: a review // Trends in Food Science & Technology. 2022. Vol. 125. P. 200–215.Wang J., Teng B., Yu Y. et al. Prediction of shelf life and quality of fruits using data fusion and machine learning: a review. Trends in Food Science & Technology. 2022. vol. 125. pp. 200–215. doi: 10.1016/j.tifs.2022.05.008.Kuchmenko T.A. Electronic nose based on nanoweights, expectation and reality // Pure and Applied Chemistry. 2017. Vol. 89. No. 10. P. 1587–1601. doi: 10.1515/pac-2016-1108Kuchmenko T.A. Electronic nose based on nanoweights, expectation and reality. Pure and Applied Chemistry. 2017. vol. 89. no. 10. pp. 1587–1601. doi: 10.1515/pac-2016-1108.Kuchmenko T.A., Lvova L.B. A perspective on recent advances in piezoelectric chemical sensors for environmental monitoring and foodstuffs analysis // Chemosensors. 2019. Vol. 7. No. 3. Article 39. doi: 10.3390/chemosensors7030039Kuchmenko T.A., Lvova L.B. A perspective on recent advances in piezoelectric chemical sensors for environmental monitoring and foodstuffs analysis. Chemosensors. 2019. vol. 7. no. 3. article 39. doi: 10.3390/chemosensors7030039.Ле-Дейген И.М., Фам Тхи Лан, Скуредина А.А., Марков П.О. и др. Механизм образования комплексов типа «гость-хозяин» между рутином и 2-гидроксипропил-бета-циклодекстрином // Вестник Московского университета. Сер. 2. Химия. 2025. Т. 66. № 1. С. 67–71.Le-Deigen I.M., Pham Thi Lan, Skuredina A.A., Markov P.O. et al. Mechanism of formation of "guest-host" complexes between rutin and 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin. Bulletin of Moscow University. Series 2. Chemistry. 2025. vol. 66. no. 1. pp. 67–71. (in Russian).Краснюк И.И., Беляцкая А.В., Краснюк И.И., Степанова О.И. и др. Перспективы применения твердых дисперсий с поливинилпирролидоном в медицине и фармации // Фармация. 2016. № 6. С. 7–11.Krasnyuk I.I., Belyatskaya A.V., Krasnyuk I.I., Stepanova O.I. et al. Prospects for the use of solid dispersions with polyvinylpyrrolidone in medicine and pharmacy. Pharmacy. 2016. no. 6. pp. 7–11. (in Russian).Balasooriya I.L., Chen J., Korale Gedara S.M., Han Y. et al. Applications of nano hydroxyapatite as adsorbents: a review // Nanomaterials. 2022. Vol. 12. No. 14. Article 2324. doi: 10.3390/nano12142324Balasooriya I.L., Chen J., Korale Gedara S.M., Han Y. et al. Applications of nano hydroxyapatite as adsorbents: a review. Nanomaterials. 2022. vol. 12. no. 14. article 2324. doi: 10.3390/nano12142324.López-de-Dicastillo C., López-Carballo G., Vázquez P. et al. Designing an oxygen scavenger multilayer system including volatile organic compound (VOC) adsorbents for potential use in food packaging // Polymers. 2023. Vol. 15. No. 19. Article 3899. doi: 10.3390/polym15193899López-de-Dicastillo C., López-Carballo G., Vázquez P. et al. Designing an oxygen scavenger multilayer system including volatile organic compound (VOC) adsorbents for potential use in food packaging. Polymers. 2023. vol. 15. no. 19. article 3899. doi: 10.3390/polym15193899.Tarighat M.A., Behroozi A., Abdi G., Proestos C. Multivariate simultaneous determination of some PAHs in Persian Gulf oil-contaminated algae and water samples using miniaturized Triton X-100-mediated Fe₃O₄ nanoadsorbent and UV-Vis detection // Separations. 2023. Vol. 10. No. 6. Article 334. doi: 10.3390/separations10060334Tarighat M.A., Behroozi A., Abdi G., Proestos C. Multivariate simultaneous determination of some PAHs in Persian Gulf oil-contaminated algae and water samples using miniaturized Triton X-100-mediated Fe₃O₄ nanoadsorbent and UV-Vis detection. Separations. 2023. vol. 10. no. 6. article 334. doi: 10.3390/separations10060334.Chen J., Zhu F. Characterization of physicochemical properties, fatty acids, flavor volatiles and phenolic compounds of avocado varieties // Food Chemistry. 2025. Vol. 482. Article 143533. doi: 10.1016/j.foodchem.2025.143533Chen J., Zhu F. Characterization of physicochemical properties, fatty acids, flavor volatiles and phenolic compounds of avocado varieties. Food Chemistry. 2025. vol. 482. article 143533. doi: 10.1016/j.foodchem.2025.143533.Mahendran T., Brennan J.G., Hariharan G. Aroma volatiles components of 'Fuerte' avocado (Persea americana Mill.) stored under different modified atmospheric conditions // Journal of Essential Oil Research. 2019. Vol. 31. No. 1. P. 34–42. doi: 10.1080/10412905.2018.1495108Mahendran T., Brennan J.G., Hariharan G. Aroma volatiles components of 'Fuerte' avocado (Persea americana Mill.) stored under different modified atmospheric conditions. Journal of Essential Oil Research. 2019. vol. 31. no. 1. pp. 34–42. doi: 10.1080/10412905.2018.1495108.Baietto M., Wilson A.D. Electronic-nose applications for fruit identification, ripeness, and quality grading // Sensors. 2015. Vol. 15. No. 1. P. 899–931. doi: 10.3390/s150100899Baietto M., Wilson A.D. Electronic-nose applications for fruit identification, ripeness, and quality grading. Sensors. 2015. vol. 15. no. 1. pp. 899–931. doi: 10.3390/s150100899.Sanaeifar A., ZakiDizaji H., Jafari A., de la Guardia M. Early detection of contamination and defect in foodstuffs by electronic nose: a review // Trends in Analytical Chemistry. 2017. Vol. 97. P. 257–271. doi: 10.1016/j.trac.2017.09.014Sanaeifar A., ZakiDizaji H., Jafari A., de la Guardia M. Early detection of contamination and defect in foodstuffs by electronic nose: a review. Trends in Analytical Chemistry. 2017. vol. 97. pp. 257–271. doi: 10.1016/j.trac.2017.09.014.Rodríguez P., Soto I., Villamizar J., Rebolledo A. Fatty acids and minerals as markers useful to classify Hass avocado quality: ripening patterns, internal disorders, and sensory quality // Horticulturae. 2023. Vol. 9. No. 4. Article 460. doi: 10.3390/horticulturae9040460Rodríguez P., Soto I., Villamizar J., Rebolledo A. Fatty acids and minerals as markers useful to classify Hass avocado quality: ripening patterns, internal disorders, and sensory quality. Horticulturae. 2023. vol. 9. no. 4. article 460. doi: 10.3390/horticulturae9040460.Hu J., Liu D., Zhu Y., Chen Z. et al. Establishing a maturity prediction model for respiratory fruits via ethylene-regulated physiology: a case investigation of avocado // Food Bioscience. 2024. Vol. 59. Article 104097. doi: 10.1016/j.fbio.2024.104097Hu J., Liu D., Zhu Y., Chen Z. et al. Establishing a maturity prediction model for respiratory fruits via ethylene-regulated physiology: a case investigation of avocado. Food Bioscience. 2024. vol. 59. article 104097. doi: 10.1016/j.fbio.2024.104097.Pateraki A., Pollo B.J., Augusto F., Psillakis E. Vacuum-assisted headspace solid-phase microextraction for volatile profiling of avocado puree: application to post-harvest ripening // Journal of Chromatography Open. 2025. Vol. 8. Article 100274. doi: 10.1016/j.jcoa.2025.100274Pateraki A., Pollo B.J., Augusto F., Psillakis E. Vacuum-assisted headspace solid-phase microextraction for volatile profiling of avocado puree: application to post-harvest ripening. Journal of Chromatography Open. 2025. vol. 8. article 100274. doi: 10.1016/j.jcoa.2025.100274.Betancourt-Arango E., Arango-Muñoz Y., Osorio-Tobón J.F. et al. Volatilomic analysis in peel, pulp and seed of Hass avocado (Persea americana Mill.) by gas chromatography with mass spectrometry // Food Science & Nutrition. 2025. Vol. 13. Article e70489. doi: 10.1002/fsn3.70489Betancourt-Arango E., Arango-Muñoz Y., Osorio-Tobón J.F. et al. Volatilomic analysis in peel, pulp and seed of Hass avocado (Persea americana Mill.) by gas chromatography with mass spectrometry. Food Science & Nutrition. 2025. vol. 13. article e70489. doi: 10.1002/fsn3.70489.Yahia E.M., Ramos-Aguilar A.L., Ornelas-Paz J. et al. Identification and characterization of phytochemicals in avocado (Persea americana Mill, var. Hass) fruit at different maturation and ripening stages // Journal of Food Quality. 2025. Vol. 2025. Article 7181926. doi: 10.1155/jfq/7181926Yahia E.M., Ramos-Aguilar A.L., Ornelas-Paz J. et al. Identification and characterization of phytochemicals in avocado (Persea americana Mill, var. Hass) fruit at different maturation and ripening stages. Journal of Food Quality. 2025. vol. 2025. article 7181926. doi: 10.1155/jfq/7181926

The authors declare that there are no conflicts of interest present.