การหาระดับความแก่สำหรับเก็บเกี่ยวของผลมะม่วงเพื่อการบริโภคสดแบบไม่ทำลายตัวอย่างโดยใช้เนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี
ศิรินนภา ศรัณย์วงศ์
วิทยานิพนธ์วิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต (ชีววิทยา) มหาวิทยาลัยเชียงใหม่. 2545. 176 หน้า.
2545
บทคัดย่อ
การพัฒนาระบบเพื่อประเมินระคับความ แก่สำหรับเก็บเกี่ยวของผลมะม่วงเพื่อการบริโภคสดแบบไม่ทำลายตัวอย่างโดยใช้ เนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ประกอบด้วย 4 ขั้นตอน ได้แก่ 1)การทดสอบความสามารถของ เทคนิคเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีในการตรวจสอบคุณภาพของผลมะม่วงสตแบบไม่ทำลายตัวอย่าง 2) การ ศึกษาการเปลี่ยนแปลงคุณสมบติทางกายภาพและทางเคมีของผลมะม่วงในระหว่างการแก่ ของผลและการพัฒนาระบบการทำนายคุณภาพในระยะสุกจากคุณภาพผล ณ วันเก็บเกี่ยวซึ่งตรวจวัดโดยไม่ทำลายตัวอย่างด้วยเครื่องเนียร์อินฟราเรด สเปกโทรสโกปีชนิดที่ใช้สำหรับงานวิจัข 3) การ ตรวจสอบความสามารถของเครื่องเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีชนิดพกพาเพื่อนำไป ประยุกต์ใช้ในภาคสนามโดยเปรียบเทียบกับเครื่องเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ชนิดที่ใช้สำหรับงานวิจัย และ 4) การประยุกต์ใช้เครืองเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีชนิดพกพาเพื่อประเมินระดับความแก่ของผลมะม่วงก่อนการเก็บเกี่ยว
การทดสอบความสามารถของเทคนิคเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีในการตรวจสอบคุณภาพของผลมะม่วงสดแบบไม่ทำลายตัวอย่าง ทำการทดสอบโดยใช้เครื่องเนียร์อินฟราเรคสเปกโทรสโกปีชนิคที่ใช้สำหรับงานวิจัย ได้แก่ เครื่อง “NIRS6500” ซึ่งวัดค่าการดูดกลืนแสงในช่วงความยาวคลื่นสั้นตั้งแต่ 700 นาโนเมตร ถึง 1100 นาโนเมตร และเครื่อง “InfraAlyzer500” ซึ่งวัดค่าการคูดกลืนแสงในช่วงความยาวคลื่นยาว ตั้งแต่ 1100 นาโนเมตร ถึง 2500 นาโนเมตร จากการทคลอง พบว่า 1) คลื่น แสงเนียร์อินฟราเรดช่วงความยาวคลื่นสั้นเป็นช่วงคลื่นที่เหมาะสมสำหรับการ ประเมินคุณภาพผลมะม่วงแบบไม่ทำลายเนื่องจากแสงในช่วงความยาวคลื่นสั้นสามารถ ทะลุทะลวงเข้าสู่เนื้อมะม่วงได้มากกว่าแสงในช่วงความยาวคลื่นยาว 2) การเลือกช่วงความยาวคลื่นที่เหมะสมทำให้สมการทำนายค่าองค์ประกอบทางเคมีแบบ partial least squares (PLS)มีความแม่นยำมากขึ้น 3) กลุ่มความยาวคลื่นที่ใช้ในสมการทำนายองค์ประกอบทางเคมีแบบ multiple linear regression (MLR) สามารถนำมาใช้เป็นเกณฑ์สำหรับเลือกช่วงความยาวคลื่นที่เหมาะสมสำหรับสมการแบบ PLS และ 4) ในการทำนายค่าองค์ประกอบทางเคมีจากค่าการดูดกลืนแสงในช่วงเนียร์อินฟราเรด สมการทำนายแบบ MLR และ PLS จะมีความแม่นยำเท่าเทียมกันหากสมการใช้กลุ่มความยาวคลื่นหรือช่วงความยาวคลื่นที่เหมาะสม
การเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของผลมะม่วงในระหว่างการแก่ของผลมะม่วง พบว่าน้ำหนักแห้งและปริมาณแป้งในผลมะม่วงดิบมีอิทธิพลต่อคุณภาพผลเมื่อสุกอย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ปริมาณน้ำตาลและค่าความถ่วงจำเพาะของผลไม่มีอิทธิพลดังกล่าว จากการสร้างสมการทำนายคุณภาพ ณ วันเก็บเกี่ยวได้แก่ น้ำหนักแห้งและปริมาณแป้งในผลมะม่วง โดยใช้เทคนิคเนียร์อินฟราเรคสเปกโทรสโกปี(ความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร ถึง 1100 นาโนเมตร วัคโดยเครือง “NIRS6500”ซึ่งเป็นชนิคที่ใช้สำหรับงานวิจัย) แล้วนำค่าองค์ประกอบคุณภาพที่ทำนายได้มาใช้รักษาความ สัมพันธ์โดยตรงระหว่างคุณภาพ ณ วันเก็บเกี่ยว และคุณภาพผลเมื่อสุกในผลมะม่วงชุดเดียวกัน พบว่าการเก็บเกี่ยวผลมะม่วงดิบที่มีน้ำหนักแห้งและปริมาณแป้งเพียงพอส่งผล ให้ผลมะม่วงดังกล่าวมีคุณภาพดีเมื่อสุก โดยมีค่าบริกซ์ในเนื้อผลสูง นอกจากนั้นน้ำหนักแห้งและปริมาณแป้งในผลมะม่วง ณ วันเก็บเกี่ยวซึ่งทำนายด้วยเทคนิคเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปียังสามารถนำมา ใช้เป็นตัวแปรในสมการแบบ MLR เพื่อทำนายค่าบริกซ์ในผลมะม่วงสุกได้อย่างแม่นยำ จากสมการที่ใช้ทำนายค่าบริกซ์ พบว่าค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของตัวแปรในสมการได้แก่ น้ำหนักแห้งและปริมาณแป้ง มีค่าใกล้เคียงกัน แสดงว่าองค์ประกอบทั้งสองมีบทบาทสำคัญเท่าเทียมกันต่อกระบวนการสังเคราะห์น้ำตาลของผลมะม่วงระหว่างการสุก
การตรวจสอบความสามารถของเครื่องเนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีชนิดพกพา จากการเปรียบเทียบความแม่นยำของสมการแบบ PLS ที่ใช้ทำนายค่าบริกซ์ในผลมะม่วงสุกโดยใช้จากค่าการดูดกลืนแสงที่ตรวจวัดโดยเครื่อง “FT20” ซึ่งเป็นเครื่องมือชนิดพกพา กับสมการแบบ PLS ซึ่งใช้สร้างจากค่ากาดูดกลืนแสงที่ตรวจวัดโดยเครื่อง “NIRS6500”ซึ่งเป็นเครื่องมือชนิดที่ใช้สัาหรับงานวิจัย พบว่าสมการทั้งสองมีความแม่นยำเท่าเทียมกัน โคยมีค่า Standard error of prediction (SEP) เท่ากันที่ 0.40 องศาบริกซ์ สรุปได้ว่าเครื่อง “FT20” ซึ่งเป็นเครื่องมือชนิดพกพามีความแม่นยำเท่าเทียมกับเครื่องมือชนิดที่ใช้สำหรับงานวิจัย
ในงานวิฉัยส่วนสุดท้าย คือ การประเมินระดับความแก่ของผลมะม่วงก่อนการเก็บเกี่ยวโดยใช้เครื่อง “FT20” ซึ่ง เป็นเครื่อง เนียร์อินฟราเรดสเปกโทรสโกปีชนิดพกพาที่สามารถวัดค่าการดูดกลืนแสงในช่วง ความยาวคลื่นสั้น พบว่าการตรวจวัดค่าการดูดกลืนแสงภายนอกอาคารถูกรบกวนโดยแสงอาทิตย์ อย่างไรก็ตามปัญหาดังกล่าวสามารถแก้ไขได้โดยใช้ถุงสะท้อนแสงคลุมผลไม้และหัว วัด ระบบการตรวจวัดดังกล่าวสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการทำนายน้ำหนักแห้งและ ปริมาณแป้งก่อนการเก็บเกี่ยวได้ จากการใช้กราฟการกระจายตัวแบบ 2 มิติระหว่าง น้ำหนักแห้งและปริมาณแป้งซึ่งทำนายก่อนการเก็บเกี่บว สามารถแยกผลมะมวงที่มีความแก่เหมาะสมคือมีคุณภาพดีเมื่อสุกออกจากผลมะมวงที่ มีความแก่ไม่เหมาะสมคือมีคุณภาพไม่ดีเมื่อสุกได้อย่างสมบูรณ์นอกจากนั้นระบบ การตรวจวัดที่พัฒนาขึ้นนี้ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการติดตามการเปลี่ยน แปลงองค์ประกอบทางเคมีภายในผลมะม่วงระหว่างการเจริญเติบโตได้อย่างต่อเนื่อง จากการวิจัยทั้งหมด สรุปได้ว่า ระบบการตรวจวัดคุณภาพผลมะม่วงแบบไม่ทำลายที่พัฒนขึ้นนี้มีความเม่นยำเพียงพอ สำหรับการประเมินระดับความแก่ของผลมะม่วงเพื่อการบริโภคสดก่อนการเก็บเกี่ยว โดยสามารถนำระบบดังกล่าวไปประยุกต์ใช้ในระหว่างการเก็บเกี่ยวผลมะม่วงซึ่งจะ ช่วยให้เกษตรกรสามารถเลือกเก็บเกี่ยวเฉพาะผลที่มีคุณภาพสูงได้อย่างแม่นยำ