ผลการตรวจสอบคุณภาพภายในผลไม้เมืองร้อนด้วยเครื่องวัดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าย่านใกล้อินฟราเรดแบบสะท้อนกลับและแบบทะลุผ่าน

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการสร้างสมการทำนายค่าปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ (๐Brix) และการคัดแยกพันธุ์ของผลไม้ 2 ชนิด คือ แก้วมังกรและลิ้นจี่ โดยใช้ผลแก้วมังกรพันธุ์เนื้อสีแดง 119 ผล พันธุ์เนื้อสีขาว 189 ผล และลิ้นจี่พันธุ์จักรพรรดิ์ 146 ลูก พันธุ์กิมเจง 199 ลูก โดยทั้งหมดใช้เทคนิคแสงย่านใกล้อินฟราเรดในช่วงคลื่นสั้นวัดสเปคตรัม 2 วิธี คือ 1) วิธีแสงสะท้อนกลับ (Interactance mode) ในช่วงความยาวคลื่น 600-1100 นาโนเมตร แบบพกพายี่ห้อ FQA-NIRGUN ผลิตโดย FANTEC International ประเทศญี่ปุ่น 2) วิธีแสงทะลุผ่าน (Transmittance mode) ในช่วงความยาวคลื่น 650-955 นาโนเมตร ผลิตโดย SAIKA Technological Institute Foundation ประเทศญี่ปุ่น เมื่อทำการวัดสเปกตรัมเสร็จแล้ว จึงนำผลแก้วมังกรและผลลิ้นจี่แต่ละผลมาผ่าคั้นน้ำออกเพื่อตรวจสอบปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้โดยทันทีด้วยเครื่อง Digital Refractometer อย่างละ 2 ซ้ำ หลังจากนั้นป้อนข้อมูลค่าทางเคมีที่ได้ลงในโปรแกรม Unscrambler 9.8 ให้ตรงกับค่าสเปกตรัมในแต่ละผล แบ่งกลุ่มตัวอย่าง 2 กลุ่ม คือ สร้างสมการเทียบมาตรฐาน (Calibration) และสมการทำนาย (Prediction) ด้วยวิธี Partial Least Squares Regression (PLSR) ค่าสถิติที่ใช้ในการพิจารณาเลือกตำแหน่งการวัดที่เหมาะสม ได้แก่ ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R) สูงสุด และค่าความคลาดเคลื่อนในการทำนาย (Standard Error of Prediction; SEP) ต่ำสุด โดยพบว่า 1. แก้วมังกร การใช้วิธีวัดแบบแสงสะท้อนกลับดีกว่าแบบแสงทะลุผ่าน และสเปคตรัมแบบ original ดีกว่าสเปคตรัมแบบ 2nd Derivative และสมการเทียบมาตรฐานสำหรับการทำนายค่าปริมาณของแข็งทั้งหมดที่ละลายน้ำได้ในผลแก้วมังกรให้ผลการทำนายแม่นยำที่สุดดังนี้ 1) พันธุ์เนื้อสีแดง R = 0.705, SEP = 0.609 ๐brix 2) พันธุ์เนื้อสีขาว R = 0.699, SEP = 0.819 ๐brix 3) รวม 2 พันธุ์ R = 0.690, SEP = 0.831 ๐brix 4) การคัดแยกพันธุ์ R = 0.694, SEP = 0.350 ๐brix จากผลการทดลองที่ได้ทั้งหมดของผลแก้วมังกรจะพบว่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R) ของสมการ calibration และ prediction มีค่าความสัมพันธ์ไม่ดีพอ ควรมีการวิจัยหาเหตุผล อาจจะเนื่องมาจากภายในผลแก้วมังกรมีเมล็ดสีดำคล้ายเมล็ดงาภายในเยอะ และเปลือกก็มีลักษณะที่หนาคล้ายคลีบมังกร ซึ่งทำให้แสงเกิดการหักเหได้ และอาจมีการทำนายพอนำมาใช้ได้เพื่อการแบ่งระดับปริมาณอย่างหยาบ 2. ลิ้นจี่ การใช้วิธีวัดแบบแสงทะลุผ่านดีกว่าแบบแสงสะท้อนกลับ ให้ค่าการทำนายแม่นยำที่ดีที่สุดแตกต่างกันดังนี้ 1) พันธุ์จักรพรรดิ R = 0.928, SEP = 0.523 ๐brix 2) พันธุ์กิมเจง R = 0.752,SEP = 0.692 ๐brix 3) รวม 2 พันธุ์ R = 0.847, SEP = 0.653 ๐brix 4) การคัดแยกพันธุ์ R = 0.970, SEP = 0.121 ๐brix 5) ใช้วิธีการวัดแบบแสงทะลุผ่านผลในแนวตั้ง สเปกตรัมปรับแต่งแบบ original ให้ผลการทำนายแม่นยำที่สุด (R = 0.833, SEP = 0.739 ๐brix) จากผลการทดลองที่ได้ทั้งหมดของผลลิ้นจี่จะพบว่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R) ของสมการ calibration และ prediction มีค่าการทำนายพอนำมาใช้ได้เพื่อการแบ่งระดับปริมาณอย่างหยาบไปจนถึงการทำนายสามารถนำไปใช้ประโยนช์ ในงานส่วนใหญ่ทั่วไปและงานวิจัย ด้วยความระมัดระวัง (อาจจะต้องเพิ่มตัวอย่างหรือแก้ไขปัจจัยที่มีผลต่อสมการ) เนื่องจากผลลิ้นจี่มีขนาดเล็ก เปลือกบาง แต่มีเม็ดขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้แสงส่งผ่านได้ง่ายแต่อาจจะหักเหได้เหมือนกัน งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาเกี่ยวกับการสร้างสมการทำนายค่าปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้ (๐Brix) และการคัดแยกพันธุ์ของผลไม้ 2 ชนิด คือ แก้วมังกรและลิ้นจี่ โดยใช้ผลแก้วมังกรพันธุ์เนื้อสีแดง 119 ผล พันธุ์เนื้อสีขาว 189 ผล และลิ้นจี่พันธุ์จักรพรรดิ์ 146 ลูก พันธุ์กิมเจง 199 ลูก โดยทั้งหมดใช้เทคนิคแสงย่านใกล้อินฟราเรดในช่วงคลื่นสั้นวัดสเปคตรัม 2 วิธี คือ 1) วิธีแสงสะท้อนกลับ (Interactance mode) ในช่วงความยาวคลื่น 600-1100 นาโนเมตร แบบพกพายี่ห้อ FQA-NIRGUN ผลิตโดย FANTEC International ประเทศญี่ปุ่น 2) วิธีแสงทะลุผ่าน (Transmittance mode) ในช่วงความยาวคลื่น 650-955 นาโนเมตร ผลิตโดย SAIKA Technological Institute Foundation ประเทศญี่ปุ่น เมื่อทำการวัดสเปกตรัมเสร็จแล้ว จึงนำผลแก้วมังกรและผลลิ้นจี่แต่ละผลมาผ่าคั้นน้ำออกเพื่อตรวจสอบปริมาณของแข็งที่ละลายน้ำได้โดยทันทีด้วยเครื่อง Digital Refractometer อย่างละ 2 ซ้ำ หลังจากนั้นป้อนข้อมูลค่าทางเคมีที่ได้ลงในโปรแกรม Unscrambler 9.8 ให้ตรงกับค่าสเปกตรัมในแต่ละผล แบ่งกลุ่มตัวอย่าง 2 กลุ่ม คือ สร้างสมการเทียบมาตรฐาน (Calibration) และสมการทำนาย (Prediction) ด้วยวิธี Partial Least Squares Regression (PLSR) ค่าสถิติที่ใช้ในการพิจารณาเลือกตำแหน่งการวัดที่เหมาะสม ได้แก่ ค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R) สูงสุด และค่าความคลาดเคลื่อนในการทำนาย (Standard Error of Prediction; SEP) ต่ำสุด โดยพบว่า 1. แก้วมังกร การใช้วิธีวัดแบบแสงสะท้อนกลับดีกว่าแบบแสงทะลุผ่าน และสเปคตรัมแบบ original ดีกว่าสเปคตรัมแบบ 2nd Derivative และสมการเทียบมาตรฐานสำหรับการทำนายค่าปริมาณของแข็งทั้งหมดที่ละลายน้ำได้ในผลแก้วมังกรให้ผลการทำนายแม่นยำที่สุดดังนี้ 1) พันธุ์เนื้อสีแดง R = 0.705, SEP = 0.609 ๐brix 2) พันธุ์เนื้อสีขาว R = 0.699, SEP = 0.819 ๐brix 3) รวม 2 พันธุ์ R = 0.690, SEP = 0.831 ๐brix 4) การคัดแยกพันธุ์ R = 0.694, SEP = 0.350 ๐brix จากผลการทดลองที่ได้ทั้งหมดของผลแก้วมังกรจะพบว่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R) ของสมการ calibration และ prediction มีค่าความสัมพันธ์ไม่ดีพอ ควรมีการวิจัยหาเหตุผล อาจจะเนื่องมาจากภายในผลแก้วมังกรมีเมล็ดสีดำคล้ายเมล็ดงาภายในเยอะ และเปลือกก็มีลักษณะที่หนาคล้ายคลีบมังกร ซึ่งทำให้แสงเกิดการหักเหได้ และอาจมีการทำนายพอนำมาใช้ได้เพื่อการแบ่งระดับปริมาณอย่างหยาบ 2. ลิ้นจี่ การใช้วิธีวัดแบบแสงทะลุผ่านดีกว่าแบบแสงสะท้อนกลับ ให้ค่าการทำนายแม่นยำที่ดีที่สุดแตกต่างกันดังนี้ 1) พันธุ์จักรพรรดิ R = 0.928, SEP = 0.523 ๐brix 2) พันธุ์กิมเจง R = 0.752,SEP = 0.692 ๐brix 3) รวม 2 พันธุ์ R = 0.847, SEP = 0.653 ๐brix 4) การคัดแยกพันธุ์ R = 0.970, SEP = 0.121 ๐brix 5) ใช้วิธีการวัดแบบแสงทะลุผ่านผลในแนวตั้ง สเปกตรัมปรับแต่งแบบ original ให้ผลการทำนายแม่นยำที่สุด (R = 0.833, SEP = 0.739 ๐brix) จากผลการทดลองที่ได้ทั้งหมดของผลลิ้นจี่จะพบว่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (R) ของสมการ calibration และ prediction มีค่าการทำนายพอนำมาใช้ได้เพื่อการแบ่งระดับปริมาณอย่างหยาบไปจนถึงการทำนายสามารถนำไปใช้ประโยนช์ ในงานส่วนใหญ่ทั่วไปและงานวิจัย ด้วยความระมัดระวัง (อาจจะต้องเพิ่มตัวอย่างหรือแก้ไขปัจจัยที่มีผลต่อสมการ) เนื่องจากผลลิ้นจี่มีขนาดเล็ก เปลือกบาง แต่มีเม็ดขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้แสงส่งผ่านได้ง่ายแต่อาจจะหักเหได้เหมือนกัน

คำสำคัญ