Page Header

เครื่องวัดความหวานผลแอปเปิลด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดย่านใกล้
A Device for Measuring Apple Sweetness Using Near Infrared Spectroscopy

Supachai Kulmutiwat, Anupun Terdwongworakul

Abstract


งานวิจัยนี้พัฒนาเครื่องวัดความหวานของแอปเปิลแบบไม่ทำลายผลด้วยค่าการดูดกลืนแสงอินฟราเรดย่านใกล้ (near infrared, NIR) ที่วัดในแบบสะท้อนกลับ เครื่องเป็นแบบพกพามีชนาดกว้าง 23.6 ซม.ยาว 35 ซม. และสูง 25 ซม. ประกอบด้วย กล่องวางแอปเปิล แหล่งกำเนิดแสง สเปกโทรมิเตอร์ เส้นใยนำแสงสะท้อน และคอมพิวเตอร์ควบคุม ในการสร้างสมการประเมินความหวานสำหรับนำมาเขียนรหัสคำสั่งในโปรแกรมควบคุม ใช้แอปเปิลพันธุ์ฟูจิ 100 ผล มาวัดการดูดกลืนแสงอินฟราเรดย่านใกล้ในช่วงความยาวคลื่น 900 ถึง 1700 นาโนเมตร และค่าความหวาน (ปริมาณของแข็งที่ละลายได้) แล้วนำมาวิเคราะห์ด้วยเทคนิค partial least squares regression analysis สมรรถนะของสมการทำนายความหวานที่สร้างให้ค่า correlation coefficient (r) เท่ากับ 0.81 และค่าความคลาดเคลื่อนในการทำนาย (root mean square error of prediction, RMSEP) เท่ากับ 0.69 Brix สำหรับการทดสอบความแม่นยำในการวัดความหวานผลแอปเปิลของเครื่องวัดความหวาน นำค่าสัมประสิทธิ์การถดถอยที่ได้จากสมการประเมินความหวานมาเขียนรหัสคำสั่งในโปรแกรม แล้วทดสอบแอปเปิลพันธุ์ฟูจิที่ซื้อมาที่ช่วงเวลาแตกต่างจากแอปเปิลที่ใช้สร้างสมการ โดยนำมาวัดการดูดกลืนแสง NIR ด้วยเครื่องวัดความหวาน พบว่า เครื่องให้ความแม่นยำการประเมินค่าความหวานเปรียบเทียบกับค่าความหวานอ้างอิง ด้วยค่าความคลาดเคลื่อนในการทำนาย (RMSEP) เท่ากับ 0.75 Brix เครื่องวัดความหวานด้วยการวัดการดูดกลืนแสงอินฟราเรดย่านใกล้สามารถวัดความหวานของแอปเปิลได้ภายในเวลา 5 วินาที

This research developed an apple sweetness measuring device without damaging the apple fruit by near-infrared absorbance measured in reflectance mode. The portable device was 23.6 cm wide, 35 cm long and 25 cm high. It consisted of a sample holder box, light source, spectrometer, reflectance carrying fiber optic, and controlling computer. In the development of the sweetness evaluation equation for coding in the controlling program, one hundred apples of Fuji cultivar were measured for near-infrared (NIR) absorbance in a wavelength range of 900 to 1700 nm and sweetness in terms of soluble solids content, which were used to develop the sweetness evaluating equation by partial least squares regression analysis. The performance of the equation for sweetness evaluation was achieved with a correlation coefficient (r) of 0.81 and root mean square error of prediction (RMSEP) of 0.69 °Brix. For testing the accuracy of the sweetness measuring device, the regression coefficients of the evaluation equation were coded as a part of the controlling program for sweetness evaluation. Apples purchased at a different time from those used in the equation development were tested by measuring the NIR absorbance on the device. The sweetness evaluation performance, comparing the evaluated sweetness and the reference sweetness showed accuracy with RMSEP of 0.75 °Brix. The sweetness measuring device based on NIR absorbance could be used to evaluate the sweetness of apple and show the sweetness result within 5 seconds.


Keywords



Full Text: PDF

DOI: 10.14416/j.kmutnb.2021.09.007

ISSN: 2465-4698