1

บทท 1

บทน า

1.1 ค าน า

แอปเปลเปนผลไมทส าคญของประเทศไทย โดยประเทศไทยจะสงออกแอปเปลเปนจ านวนมาก ทง

แอปเปลสด แอปเปลแหง น าแอปเปลและการแปรรปตางๆ ซงอตราการสงออกเพมขนทกๆ ป โดยในป พ.ศ.

2559 มปรมาณการสงออกแอปเปลรวม 20,809,534 ตน เปนมลคา 816,006,646 บาท (ส านกงานเศรษฐกจ

การเกษตร, 2559) เนองจากแอปเปลเปนผลไมทนยมรบประทานมากในกลมเอเชยและสามารถขายไดราคาด

ในชวงเทศกาล รวมถงประเทศไทยมเทคโนโลยการผลตพชผกผลไมคอนขางสงกวาประเทศคแขงในภมภาคทม

ผลตผลประเภทเดยวกน

คณคาทางโภชนาการของแอปเปล 100 กรม จะใหพลงงาน 52 กโลแคลอร และยงประกอบไปดวย

วตามนและแรธาตทมความส าคญอยางมากตอรางกาย เชน วตามนเอ วตามนบ1 วตามนบ2 วตามนบ3

วตามนบ5 วตามนบ6 กรดโฟลก วตามนซ ธาตแคลเซยม ธาตแมกนเซยม ธาตโพแทสเซยม ธาตสงกะส ธาต

เหลก และยงประกอบดวย คารโบไฮเดรต ไขมน และโปรตนอกดวย ปจจบนการขยายและตดแตงพนธ

แอปเปลนยมท ากนในชวงหนาหนาวเปนชวงทแอปเปลทงใบ การปลกแอปเปลในชวงขณะนจะมศตรพชและ

ตดโรคท าใหเกดความเสยหาย รวมถงการเกบเกยวและการสงออกแอปเปลไมใหเกดการกระทบกระเทอน เพอ

ปองกนการช าเสยหายอนท าใหมราคาต าได

โดยการเลอกซอแอปเปล ผบรโภคจะพจารณาจาก การเลอกแอปเปลทผวเรยบสวย ไมมรองรอย

ถลอก เมอกดเบาๆ เนอตองแนนและมกลนหอมของแอปเปล การสงเกตทขวของผลแอปเปลจะตองดสด ไม

เหยวแหงและผบรโภคตองการแอปเปลทมรสชาตหวาน อยางไรกตามวธทใชพจารณาโดยผบรโภคนมโอกาส

ท าใหเกดความผดพลาดในการคดเลอกเปนอยางมาก ดงนน โครงงานวศวกรรมนจงสนใจศกษาการตรวจสอบ

ความหวานและความแนนเนอของแอปเปลแบบไมท าลาย โดยจะประยกตใชเทคนคสเปกโทรสโกปอนฟราเรด

ยานใกล ในการประเมนความหวานและความแนนเนอ เนองจากแสงสามารถทะลผานเปลอกผลไมไปถงเนอได

โดยไมตองท าลายผล

2

1.2. วตถประสงค

1.2.1 เพอใหไดเทคนคการวด การดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกลแบบไมท าลายของผลแอปเปล

1.2.2 เพอใหไดสมการท านายความหวานและสมบตเชงกลทแสดงความแนนเนอของแอปเปลแบบไม

ท าลาย ดวยขอมลการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกล

1.3 ขอบเขตของการวจย

1.3.1 แอปเปลพนธ Gala

1.3.2 อายการเกบรกษา

1.4 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1.4.1 เพอดอทธพลของอายการเกบรกษาตอการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกลของแอปเปล

1.4.2 สามารถตรวจสอบการเปลยนแปลงเวลาคลายความเคนและปรมาณของแขงทละลายไดตาม

อายการเกบรกษา

1.4.3 สามารถจ าแนกกลมแอปเปลตามอายการเกบรกษา

3

บทท 2

ตรวจเอกสาร

2.1 แอปเปล

2.1.1 คณคาทางโภชนาการ

แอปเปล (Apple) จดเปนผลไมทนยมรบประทานกนทวโลก ดวยผลขนาดพอเหมาะ มสสนสวยงาม

เปลอกผลบาง เนอผลกรอบและมรสชาตหวาน นยมรบประทานเปนผลไมสดและแปรรปเปนน าผลไม แยม

เยลล ฯลฯ

แอปเปลใหคณคาทางโภชนาการทหลากหลาย มทงวตามนและกรดอนทรยหลายชนดทสามารถออก

ฤทธทางยาได เชน ชวยกระตนการท างานของระบบการยดหดของกลามเนอใหเปนปกต ชวยปองกนและ

บรรเทาโรคเบาหวาน ชวยกระตนและสรางภมตานทาน ชวยใหผวพรรณดขาวและเปลงปลงขน เปนตน

2.1.2 คณภาพของแอปเปลตอผบรโภค

ปจจยหลกของการเลอกซอแอปเปลของผบรโภค ผบรโภคจะเลอกแอปเปลทมสสดใส เนอเตงตง ม

ความแนนเนอ ผวเนยนเรยบ ไมมรองรอยขดขด รอยช าหรอถลอกของผวและสงกลนหอม

2.2 เครองมอวดความหวาน

เครองมอวดความหวานหรอรแฟรกโตมเตอร (Refractometer) เปนอปกรณทใชส าหรบวดปรมาณ

น าตาลในของเหลว ส าหรบอปกรณวดมลกษณะภายนอกประกอบดวย วสดประเภทเหลก , ยาง, เพลท

พลาสตกปดกระจก และกระจกปรซมทอยดานใน

ภาพท 2.1 ตวอยางเครองวดความหวาน

4

ทมา : สถาบนวจยวทยาศาสตรและและเทคโนโลยแหงประเทศไทย(วว.). 2555. การใชเครองวดความหวาน.

แหลงทมา: https://www.gotoknow.org/posts/373792, 22 พฤศจกายน 2559.

โดยการท างานของเครองวดความหวานเปนการวดดชนหกเหของแสง เมอเคลอนทผานตวกลางหนงส

อกตวกลางหนง เชน จากอากาศสน า, จากน าสครสตล ท าใหมมความเรว (velocity, v) ของแสงแตกตางกน

ซงคาความหวานนจะแสดงคาในรปของ %Brix (ปรมาณน าตาลในของเหลวตวอยางเทยบกบน ากลนบรสทธ)

และสามารถแปลงคาความหวานใหอยในรปของคาความถวงจ าเพาะได (Specific Gravity) ดงน

1 %Brix = 1.004SG

2.3 การคลายความเคน (Stress relaxation)

พฤตกรรมคลายความเคนเปนคณสมบตแบบ viscoelasticity ประเภทหนง ทเปนคณสมบตทขนอย

กบเวลาเมอวสดไดรบความเครยดคงท โดยเปนคณสมบตรวมกนระหวางสมบตเหมอนของแขงและสมบต

เหมอนของเหลว สมบตเหมอนของแขงในอดมคตอธบายไดดวยสมการ สวนสมบตเหมอนของเหลวใน

อดมคตอธบายไดดวยสมการ = E วสดเกษตรมสวนประกอบเปนของแขงและของเหลว การตอบสนอง

ตอการกระท าทางกลของวสดเกษตรอธบายไดดวยโมเดลรโอโลจ โมเดลดงกลาวประกอบดวยสปรงเปน

ตวแทนของสมบตของแขงและแดชพอท (dash pot) เปนตวแทนของสมบตของเหลวหนด

ความรเกยวกบสมบตทางดาน viscoelasticity ของผลตผลเกษตรมความส าคญเมอค านงถง การเกบ

เกยว การล าเลยง การแปรรป และการเกบรกษา (Gorji Chakespari et al., 2010) ขอมลสมบตทางดาน

viscoelasticity สามารถน าไปเปนอนพทในโมเดลทางคณตศาสตรส าหรบท านายความเคนภายในและการ

แตกหกระหวางการขนยายหรอการแปรรป นอกจากนนสมบตทางดาน viscoelasticity ยงเกยวของกบความ

แนนเนอของผลตผลเกษตร

2.4 เครอง NIRS (Near Infrared Spectrometer)

2.4.1 หลกการท างาน

เครอง NIR คอเครองทใชแสงทมความยาวคลนยานใกลอนฟราเรดสองไปยงสงทตองการวเคราะห

(สารอนทรย เชน อาหารหรอวตถดบทางอาหาร) เพอใหเกดการดดกลนแสง แลวมการเปลยนแปลงพนธะ

ระหวางอะตอมของคารบอนกบไฮโดรเจน (C-H), ไนโตรเจนกบไฮโดรเจน (N-H) และออกซเจนกบไฮโดรเจน

5

(O-H) โดยการยด-หดหรอบด-งอในรปแบบตางๆ แลวท าการตรวจวดคลนแสงทไมถกดดกลนแสงทความยาว

คลนตางๆ หรอเปนคลนแสงทสะทอนกลบออกมาจากตวอยาง (เนองจากเครองไมสามารถวดการดดกลนแสง

ไดโดยตรง) แลวน าความเขมแสงสะทอนกลบของตวอยางและวสดมาตรฐานอางองมาค านวณดวยสมการ A =

log(Ir/Is) โดยท A = การดดกลนแสง Ir = ความเขมแสงสะทอนกลบของวสดมาตรฐานอางอง และ Is = ความ

เขมแสงสะทอนกลบของตวอยาง เมอน าคา A มาพลอตทความยาวคลนตางๆ จะเกดเปนสเปกตรมทมลกษณะ

เฉพาะตวในแตละตวอยางทน ามาวเคราะห ลกษณะตวอยางสเปกตรมแสดงดงภาพท 2.2

ภาพท 2.2 ตวอยางสเปกตรมการดดกลนแสง

ทมา : Kongkrich. 2556. Near Infrared Spectrometer.

แหลงทมา: http://www.flandersfood.com/srtikel/2009/04/02/toepassingen-van-nir-spectroscopiede-voedingsindustrie, 22 พฤศจกายน 2559.

ขอดของเครอง NIRS

1. วเคราะหไดรวดเรวภายใน 1 นาท ทราบผลพรอมกนทกๆ คา เชน โปรตน ไขมน เยอใย ความชน ฯลฯ

2. ไมท าลายตวอยาง ถาตวอยางทน ามาวเคราะหมมลคาสงจะสามารถใชตวอยางนนได โดยไมถกท าลาย

เสยหาย

3. ไมใชสารเคม : เปนการวเคราะหตวอยางทปลอดภยตอผใชงานและสภาพแวดลอม

6

4. ประหยด : จากทตองใชไฟฟามากในการอบ การเผาและการสกด จะใชเพยงแคการสแกนดวยเครอง NIR

เพยงเครองเดยว

5. บคลากร : มเวลาพฒนางานหรอรบผดชอบงานอนๆ ไดมากขน เนองจากเครอง NIR สามารถวเคราะหได

งายและรวดเรวมาก

ขอดอยของเครอง NIRS

การใชงานเครอง NIR ตองมสมการทเปนสมการของตวอยางนนๆ โดยเฉพาะ เพราะองคประกอบของ

ตวอยางแตละชนดมความแตกตางกนทางเคม ดงนน แตละสมการจงจ าเพาะกบตวอยางแตละชนดและตอง

อาศยคาทางสถตมาค านวณ ท าใหตองใชจ านวนตวอยางทเพยงพอจะท าใหสมการมความผดพลาดต าทสด

(เขาใกล 0)

2.5 งานวจยทเกยวของ

มงานวจยมากมายทศกษาเกยวกบการคลายความเคนของผกและผลไม Lewicki and Wolf (1995)

ศกษาความสมพนธระหวางการคลายความเคนของลกเกดทระดบความชนตางๆ ซงนกวจยพบวา สามารถจด

กลมลกเกดออกเปนกลมทมความเปราะส าหรบลกเกดทมความชนต ากวา 25% โดยเปนกลมลกเกดทม

แนวโนมการเกดการแตกหกไดสงในระหวางการถกกดทบ

ในป ค.ศ.1995 ไดมการหาสมบตทาง viscoelasticity ของผลลกเกดพนธ Sultana ทตากแหง ดวย

เครอง Universal Texture Machine (Saravacos and Kostaropoulos, 1995) ในการศกษานพบวา ผลลก

เกดทงทเปนเมลดเดยวหรอเปนกลมมสมบตเปน viscoelasticity โดยสวนเปลอกดานนอกแสดงสมบตเปน

สวนทเปนความยดหยน (elastic part) และสวนเนอดานในแสดงสมบตเปนสวนทเปนของเหลวหนด (viscous

part)

มการศกษาเกยวกบการทดสอบการคลายเคนทสมพนธกบพฤตกรรมแบบ viscoelasticity อยาง

ตอเนอง เชน แปงสตารช แปงสาล (Zaidu et al., 2003) มนฝรง (Blahvec, 2003) แอปเปลแหง และ กลวย

(Krokida et al., 2000)

7

บทท 3

อปกรณและวธการ

3.1 วสดและอปกรณ

3.1.1 แอปเปลพนธ Gala จ านวน 30 ผล

3.1.2 เครอง NIR Spectrometer (DLP NIR SCAN NANO)

3.1.3 เครองมอทดสอบอเนกประสงค (Universal testing machine ยหอ Instron)

3.1.4 ดจตอลเวอรเนยแคลปเปอร

3.1.5 Corer (หวเจาะแอปเปลเปนแทงทรงกระบอก) ขนาดความยาว 30 มลลเมตร

3.1.6 มดตดและเขยง

3.1.7 เครอง refractometer

3.1.8 แผนปดตวอยาง

3.2 การวดการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกล

3.2.1 น าแอปเปลมา 30 ผล ทมความสกใกลเคยงกน เกบทอณหภมหอง 25 องศา เปนเวลา 5 วน

3.2.2 ในวนทหนงหลงจากเกบรกษา สมแอปเปลมา 10 ผล

3.2.3 น าแอปเปลแตละผลมาวดการดดกลนแสงดวยเครอง NIR Spectrometer ทชวงความยาวคลน

ตงแต 900 ถง 1700 นาโนเมตร โดยใชโหมดการวดแบบ reflectance ใช integration time = 2 วนาท โดย

วดทงหมด 3 จด รอบผลบนระนาบกงกลางผลตงฉากกบแนวขวของแอปเปล (ภาพท 3.1)

3.2.4 ในวนเกบรกษาวนทสามและหาท าซ าขอ 3.2.2 และ 3.3.3

8

ภาพท 3.1 การวดการดดกลนแสงของผลแอปเปล

3.3 การวดการคลายความเคน

3.3.1 น าตวอยางทผานการทดสอบการวดการดดกลนแสงมาวดการคลายความเคน

3.3.2 เตรยมแอปเปลใหมรปทรงกระบอก โดยใช corer แทงไปในแอปเปลใหแนวการแทงขนาน

แนวแกนผล เสรจแลวใชไมดนทรงกระบอกออกจาก corer และตดใหมความยาว 3 เซนตเมตร วดความยาว

และเสนผานศนยกลางของแทงแอปเปล (ภาพท 3.2)

ภาพท 3.2 ต าแหนงการวดการคลายความเคนของผลแอปเปล

9

3.3.3 น าแทงแอปเปลมาวางทฐานดานลาง ดงแสดงในภาพท 3.3 และกดปม down ของเครองใหหว

กด (Crosshead) เลอนลงมาใกลกบปลายดานบนของแทงแอปเปล แลวหมนลอเลอนทเครองเพอใหหวกด

เลอนลงมาอยางชาๆ จนสมผสปลายแทงแอปเปล

ภาพท 3.3 การตดตงแทงแอปเปลส าหรบการวดการคลายความเคน

3.3.4 เซตคาแรงและระยะยบตวใหเทากบศนย หมนลอเลอนใหหวกดกดแทงแอปเปลใหยบตวเปน

ระยะ 2 มลลเมตร บนทกคาแรงกดเรมตนทอานได และตอจากนนบนทกคาแรงกดทกๆ 10 วนาท จนกระทง

แรงกดคงท

3.3.5 น าคาแรงกดทเวลาตางๆ มาค านวณความเคนและน ามาสรางกราฟตามภาพท 3.4 ทสมพนธกบ

เวลาและหาคาเวลาคลายความเคนโดยการลากเสนใหสมผสกบความโคงเรมตนและลากเสนแนวนอนของคา

ความเคนสดทาย เวลาตงแตเรมตนจนถงจดตดของเสนสมผสทงสองคอ เวลาคลายความเคน ซงจะน ามาใช

เปนคาเชงกลในการอางองสมบตยดหยนหนดของแอปเปล

หวกด

แทงแอปเปล

ฐานรอง

10

0

d

e

ภาพท 3.4 การหาคาเวลาคลายความเคนจากกราฟความสมพนธระหวางแรงกดและเวลา

3.3.6 จากกราฟคลายความเคน บนทกคาความเคนคาเรมตน ทระยะยบตว 2 มลลเมตร ของทก

ตวอยาง และสรางสมการเอกซโพเนนเชยลทอธบายการลดลงของความเคนตามเวลาดวยเทคนคการวเคราะห

ถดถอยดวยซอฟตแวร Microsoft Excel และบนทกคาสมประสทธของสมการเอกซโพเนนเชยล ตามภาพท

3.5

น าคาความเคนเรมตนและสมประสทธเอกซโพเนนเชยลใชเปนตวแปรตามในการสรางสมการท านาย

ตอไป

ภาพท 3.5 ตวอยางกราฟการท านายคาความเคนเรมตนทลดลงตามเวลาและสมการเอกซโพเนนเชยล

ความเคน

Tr เวลา (วนาท)

11

3.4 การวดปรมาณของแขงทละลายได

3.4.1 น าตวอยางทผานการทดสอบการวดการคลายความเคนมาวดปรมาณของแขงทละลายไดดวย

เครอง Refractometer รน PAL-1 (ATAGO CO.,LTD, Japan) ตามภาพท 3.6

ภาพท 3.6 เครอง Refractometer รน PAL-1 (ATAGO CO.,LTD, Japan)

3.4.2 น าตวอยางมาวางบนผาขาวบาง แลวบบลงบนเครอง Refractometer รน PAL-1 (ATAGO

CO.,LTD, Japan) ตามภาพท 3.7

ภาพท 3.7 การวดปรมาณของแขงทละลายได

3.4.3 ทกครงกอนท าการวดปรมาณของแขงทละลายได ตองน าแอลกอฮอลเชดทเครองกอนเพอ

ปองกนไมใหคาทไดมความผดพลาด

12

3.5 การวเคราะหสรางสมการท านายสมบตเชงกลทเกดการคลายความเคนและปรมาณของแขงทละลาย

ได

3.5.1 น าขอมลเวลาการคลายความเคน (ตวแปรตาม) และการดดกลนแสงทความยาวคลนตางๆ (ตว

แปรอสระ) มาสรางสมการท านายเวลาการคลายความเคน ดวยเทคนค partial least squares regression

(PLSR) ซงเปนเทคนคการวเคราะหการถดถอยแบบพหคณทลดปญหาจาก collinearity ทเกดจากตวแปร

อสระมความสมพนธกนเองสง โดยใชเทคนค cross validation ในการเลอกจ านวนแฟคเตอรทเหมาะสมใน

สมการ

การประเมนความแมนย าในการท านายของสมการจะพจารณาจากคา correlation coefficient และ

standard error of prediction

สมการท านายทสรางจะเปรยบเทยบระหวางการใชตวแปรอสระทเปนการดดกลนแสงเรมตน

(original spectra) และการดดกลนแสงทปรบลดการกระเจงแสงดวยเทคนคทางคณตศาสตรตางๆ เชน

second derivative, standard normal variate และ multiplicative scatter correction

3.5.2 ท าซ าขอ 3.5.1 โดยสรางสมการท านายความเคนเรมตน สมประสทธเอกซโพเนนเชยล และ

ปรมาณของแขงทละลายได โดยเปลยนตวแปรตามจากคาเวลาการคลายความเคนเปนความเคนเรมตน

สมประสทธเอกซโพเนนเชยล และปรมาณของแขงทละลายได

3.6 การวเคราะหเชงคณภาพเพอสรางสมการจ าแนกกลมแอปเปลตามอายเกบรกษา

ส าหรบการวเคราะหเชงคณภาพจะน าขอมลการดดกลนแสง เปนตวแปรอสระหรอตวแปรท านาย

และกลมอายเกบรกษา 3 กลม ไดแก ระยะเวลาเกบรกษา 1 วน 3 วน และ 5 วน เปนตวแปรตามหรอตวแปร

กลมและวเคราะหสรางสมการจ าแนกกลมดวยเทคนค Discriminant Analysis ดวยซอฟตแวร SPSS

(version 9.0, SPSS Inc., Chicago, USA) โดยใชเทคนค Cross validation ในการทดสอบประสทธภาพของ

สมการ ความแมนย าของสมการพจารณาจากความแมนย าในการท านายกลมทถกตอง

13

บทท 4

ผลการทดลองและวจารณ

4.1 อทธพลของอายการเกบรกษาตอการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกลของแอปเปล

ภาพท 4.1 แสดงการดดกลนแสงของแอปเปลทเกบไวเปนเวลา 5 วน ซงการดดกลนแสงมคาเพมขน

เปนล าดบตามอายการเกบรกษา เนองจากแอปเปลเปนผลไมทมน าเปนองคประกอบหลกองคประกอบหนงท า

ใหเหนการดดกลนของน าอยางเดนชดทความยาวคลนประมาณ 1450 นาโนเมตร

ภาพท 4.1 ผลการทดลองการวดการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกล

4.2 การเปลยนแปลงเวลาคลายความเคนและปรมาณของแขงทละลายไดตามอายการเกบรกษา

ภาพท 4.2 แสดงการลดลงของความเคนทสมพนธกบเวลาในการวดพฤตกรรมคลายความเคนของ

แทงแอปเปลทเกบรกษาไวเปนระยะตางๆ กน 3 ระดบ ในภาพท 4.2 ยงไดแสดงใหเหนถงคา Tr คาความเคน

เรมตนและสมการเอกซโพเนนเชยลทเปนตวแทนการลดลงของความเคนของแตละกลมความสก โดยคา

สมประสทธเอกซโพเนนเชยลคอคา b ในสมการ y = ae-bx

14

(ก)

(ข)

(ค)

ภาพท 4.2 พฤตกรรมคลายความเคนของแทงแอปเปลทระยะเวลาเกบรกษา

(ก) 1 วน (ข) 3 วน และ (ค) 5 วน

15

จากการทดลองพบวา เมอแอปเปลสกมากขน (หรอระยะเวลาเกบรกษามากขน) เวลาคลายความเคน

Tr) มคาลดลงเปนล าดบ นนหมายความวา แอปเปลทสกนอยกวา (ซงมความแนนเนอมากกวา) จะมแรงตาน

การกดกอนจะคงทนานกวาแอปเปลทสกมากกวา (ตารางท 4.1)

ส าหรบคาความเคนเรมตนในภาพรวมมคาลดลงตามอายเกบรกษา อยางไรกตาม เมอแอปเปลสกมาก

ขนจากระยะการเกบรกษาตงแต 1 วนถง 3 วน คาความเคนเรมตนจะเพมขนและกลบลดลงเมอถงระยะการ

เกบรกษา 5 วน

ในกรณคาสมประสทธเอกซโพเนนเชยลในภาพรวมมคาลดลงตามอายการเกบรกษา เมอแอปเปลสก

มากขนจากระยะการเกบรกษาตงแต 1 วนถง 3 วน คาสมประสทธเอกซโพเนนเชยลจะเพมขนและกลบลดลง

เมอถงระยะการเกบรกษา 5 วน

ปรมาณของแขงทละลายไดจะมคาเพมขนเมอแอปเปลสกมากขน ซงสอดคลองกบงานวจยทผานมา

ของ Kader (1997) ทกลาววา ปรมาณของแขงทละลายไดในแอปเปลจะมแนวโนมเพมขนตามความสกหรอ

ระยะเวลาในการเกบรกษา

ตารางท 4.1 เวลาการคลายความเคนและปรมาณของแขงทละลายไดทอายการเกบรกษาตางๆ

อาย (วน)

Tr (s) Total solids (°Brix)

Mean Max Min Mean Max Min

1 50.345±20.759 90 20 17.817±1.755 24.1 16.2

3 43.667±10.160 60 30 17.870±1.652 24.6 16.8

5 38.667±10.562 70 20 18.730±1.383 24.5 16.6

ตารางท 4.1 เวลาการคลายความเคนและปรมาณของแขงทละลายไดทอายการเกบรกษาตางๆ (ตอ)

อาย (วน)

คาความเคนเรมตน (Pa) คาสมประสทธ

เอกซโพเนนเชยล

Mean Max Min Mean Max Min

1 93481.4±19272.841 141221.374 58905.47 -5.897±1.788 0 -9

3 93576.01±19466.594 132340.01 58337.51 -5.2±1.796 0 -9

5 87097.14±23679.271 150126.45 45835.4 -5.9±1.719 0 -8

16

4.3 ผลการวเคราะหสรางโมเดลท านายพารามเตอรทสมพนธกบความสกของแอปเปล

การวเคราะหสรางโมเดลจากขอมลการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกลของแอปเปลเพอท านาย

พารามเตอรตางๆ ทสมพนธกบความสกของแอปเปลนนพบวา การดดกลนแสงสามารถน ามาท านายคาปรมาณ

ของแขงทละลายไดดวยความแมนย ามากกวาพารามเตอรอนๆ โดยใหคา coefficient of determination

เทากบ 34.39% (correlation coefficient (r) เทากบ 0.59) และคา RMSECV เทากบ 0.772 Brix (ตาราง

ท 4.2) ซงผลการท านายทไดใกลเคยงกบแอปเปลพนธ Braeburn ทมคา r2 = 0.38 (Eisenstecken et al.,

2015) อยางไรกตาม ประสทธภาพการท านายทไดเปนคาทต า ทงนอาจเนองมาจากตวอยางทใชมจ านวนนอย

ท าใหชวงคาพารามเตอรทศกษามชวงแคบ ท าใหคามความหลากหลายต าในการสรางโมเดล

สวนการท านายคาพารามเตอรทเกยวของกบการคลายความเคนพบวา ขอมลการดดกลนแสง

อนฟราเรดยานใกลสามารถใชท านายสมบตเชงกลแบบการคลายความเคนคาความเคนเรมตนดวยคา r2 =

10.04% (r = 0.32) และคา RMSECV เทากบ 20.7 kPa ซงมคาความแมนย าใกลเคยงกบการท านายสมบต

เชงกลทเปนคางานทสมพนธกบแรงเจาะทะลของแอปเปลพนธ Cripps Pink ทมคา r2 = 0.08

(Eisenstecken et al., 2015) อยางไรกตามขอมลการดดกลนแสงไมสามารถตอบสนองตอสมบตเชงกล

ทางดานการคลายความเคนคอ Tr และสมประสทธเอกซโพเนนเชยล ท าใหไมมความแมนย าในการท านาย

ตารางท 4.2 คาทางสถตแสดงถงประสทธภาพการท านายพารามเตอรทสมพนธกบความสกแอปเปลดวยคา

การดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกล

* RMSECV = Root mean square error of cross validation

R2 (%) R RMSECV* Bias (%) Number of factors

Total solids (°Brix) 34.390 0.5864 0.772 0.028 7

Tr (s) -7.535 0.2744 12.00 -0.024 1

คาความเคนเรมตน (Pa) 10.040 0.3169 2.07E+0.04 490 3

คาสมประสทธเอกซโพเนนเชยล -8.568 0.2676 1.430 -0.010 1

17

4.4 ผลการวเคราะหจ าแนกกลมแอปเปลตามอายการเกบรกษา

จากการวเคราะหจ าแนกกลมแอปเปลตามกลมอายเกบรกษาพบวา การดดกลนแสงอนฟราเรดยาน

ใกลสามารถท านายกลมแอปเปลตามอายเกบรกษาไดถกตองรวมเพยง 66.3% โดยกลมอายเกบรกษา 5 วน

ถกท านายไดถกตองมากทสดเทากบ 73.3%

สมการทใชจ าแนกกลมคอ

อาย 1 วน = -323.0 + 5919.0xA913 – 12404.2xA921 + 15200.9xA1133 – 8958.0xA1212

อาย 3 วน = -297.8 + 5937.5xA913 – 12128.5xA921 + 14579.9xA1133 – 8598.1xA1212

อาย 5 วน = -308.2 + 5004.6xA913 – 11193.9xA921 + 15548.5xA1133 – 9492.9xA1212

โดย A913คอ การดดกลนแสงทความยาวคลน 913 นาโนเมตร

การดดกลนแสงทส าคญในสมการไดแก การดดกลนแสงทความยาวคลน 913 นาโนเมตร ซงเกดจาก

องคประกอบซโครสในผลแอปเปล (Williams and Norris, 1987)

การใชสมการจ าแนกกลมส าหรบท านายอายเกบรกษาของกลมแอปเปลในอนาคตท าไดโดยน า

แอปเปลทตองการมาท านายอายเกบรกษามาวดการดดกลนแสง และน าคาการดดกลนแสงทความยาวคลน

913, 921, 1133 และ 1212 นาโนเมตร แทนในสมการทงสาม สมการใดใหคาการค านวณสงสด สรปวาผล

แอปเปลทน ามาท านายจดเปนกลมอายเกบรกษานน

อยางไรกตามสมการใชไดเฉพาะแอปเปลพนธเดยวกบการทดลองและมอายเกบรกษาไมเกน 5 วน

เมอน า Discriminant Function 1 และ Discriminant Function 2 ของตวอยางแอปเปลแตละผล

มาสรางกราฟจะไดภาพท 4.3 ซงแสดงการกระจายของตวอยางแอปเปลออกเปนกลมอายเกบรกษา 3 กลม

คอนขางชดเจน

18

ตารางท 4.3 ผลการจ าแนกกลมแอปเปลตามอายการเกบรกษาจากขอมลการดดกลนแสงอนฟราเรด

ยานใกล ดวยเทคนค discriminant analysis

การจ าแนกกลม

กลมอาย

เกบรกษาท

ถกตอง

จ านวนแอปเปลทถกท านาย จ านวน

แอปเปล

ทงหมด

รอยละ

ความ

ถกตอง

เฉลย 1 วน 3 วน 5 วน

X = 89

จ านวน 1 วน 17 6 6 29

66.3

3 วน 5 20 5 30

5 วน 1 7 22 30

รอยละ 1 วน 58.6 20.7 20.7 100

3 วน 16.7 66.7 16.7 100

5 วน 3.3 23.3 73.3

ภาพท 4.3 กราฟการกระจายระหวาง Discriminant Function 1 และ Discriminant Function 2 แสดง

การจดกลมของแอปเปลตามอายการเกบรกษา

19

บทท 5

สรป

เทคนคการวดการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกลสามารถน ามาประยกตใชในการประเมนปรมาณ

ของแขงทละลายไดปานกลาง อนเนองจากความแตกตางของความสกทเพมขนตามระยะเวลาการเกบรกษา

ในชวงระยะเวลาการเกบรกษาตงแต 1 ถง 5 วน เมอแอปเปลสกมากขน การวดการดดกลนแสงและปรมาณ

ของแขงทละลายไดมคาเพมขนตามล าดบ

ส าหรบคา Tr คาความเคนเรมตนและคาสมประสทธเอกซโพเนนเชยลในภาพรวมมคาลดลงตาม

ระยะเวลาการเกบรกษา อยางไรกตามแนวโนมการลดลงไมตอเนองตามระยะเวลาการเกบรกษา

ในกรณการสรางโมเดลจากขอมลการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกลของแอปเปลเพอท านายคาทาง

เคมและคาสมบตเชงกลพบวา สามารถท านายคาปรมาณของแขงทละลายไดแมนย าทสดดวยคา coefficient

of determination เทากบ 34.39% และคา RMSECV เทากบ 0.772 Brix ซงความแมนย าทไดเปนความ

แมนย าระดบปานกลาง สาเหตหนงทท าใหความแมนย าเกดจากการหาคาปรมาณของแขงทละลายได อาจเกด

จากน าคนยงมตะกอนอยและมการปนเปอนของน าทคนจากการสมผสดวยมอไดซงเปนสาเหตหนงทท าใหคาท

ไดคลาดเคลอน ดงนนควรจะน าน าคนทไดไปปนดวยเครองเหวยงเพอแยกตะกอนออกใหมากทสด และใช

หลอดดดน ามาหยดลงเครองวด

สวนการท านายคาพารามเตอรตางๆ ทสมพนธกบการคลายความเคนดวยขอมลการดดกลนแสง

อนฟราเรดยานใกลไมตอบสนองตอคาสมบตเชงกลการคลายความเคน ท าใหไมมความแมนย าในการท านาย

อยางไรกตามขอมลการดดกลนแสงสามารถน ามาสรางสมการจ าแนกกลมแอปเปลตามระยะเวลาการ

เกบรกษา 3 ชวงไดทความแมนย า 66.3%

20

เอกสารอางอง

สถาบนวจยวทยาศาสตรและและเทคโนโลยแหงประเทศไทย(วว .). 2555. การใชเครองวดความหวาน. แหลงทมา: https://www.gotoknow.org/posts/373792, 22 พฤศจกายน 2559.

Anonymous. 1995. Relaxation test for sago-wheat mixtures gel. International Journal of

Food Properties 6: 431-442.

Blahovec, J. 2003. Activation volume from stress relaxation curves in raw and cooked

potato, International Journal of Food Properties 6: 183-193.

Eisenstecken, D., Panarese, A., Robatscher, P., Huck, C.W., Zanella, A. and Oberhuber, M.

2015. A near infrared spectroscopy (NIRS) and chemometric approach to

improve apple fruit quality management: A case study on the cultivars “Cripps

Pink” and “Braeburn”, Molecules, 20, 13603-13619.

Gorji Chakespari, A. Rajabipour, A. and Mobli, H. 2010. Anisotropic relaxation and creep

properties of apple, Advance Journal of Food Science and Technology 2(4): 200–

205.

Kongkrich. 2556. Near Infrared Spectrometer. แหลงทมา:

http://www.flandersfood.com/srtikel/2009/04/02/toepassingen-van-nir-

spectroscopiede-voedingsindustrie, 22 พฤศจกายน 2559.

Krokida, M.K., V.T. Karathanos and Z.B. Maroulis. 2000. Effect of osmotic dehydration on

viscoelastic properties of apple and banana, Drying Technology 18: 951-966.

Lewicki, P. and W. Wolf. 1995. Rheological properties of raisins: Part II: Effect of water

activity, Journal of Food Engineering 26: 29-43.

Saravacos, G.D. and A.E. Kostaropoulos. 1995. Engineering properties in processing

equipment for fruits and vegetables. IFT Annual Meeting, Anaheim. June. 25-29,

pp: 23-29.

21

Williams, P. and Norris, K. 1987. Near-infrared technology in the agricultural and food

industries, Table 1, p. 246. American Society of Cereal Chemists, ST. Paul, MN.

Zaidul, I.S.M., A. Karim, D.M.A. Manan, A. Azlan, N.A.N. Norulaini and A.K.M. Omar. 2003.

Stress relaxation test for sago-wheat mixtures gel. Int. J. Food Prop., 6: 431-442.

22

ภาคผนวก

23

ภาคผนวก ก.

วธการแปลงไฟลขอมลเพอใชวเคราะหโปรแกรม OPUS

24

วธการแปลงไฟลขอมลเพอใชวเคราะหโปรแกรม OPUS

1. น าขอมลการดดกลนแสงอนฟราเรดยานใกลทไดจากเครองมอวดใสในโปรแกรม The

Unscrambler โดยทไมตองใสคาตวแปร Y

2. จากนนไปท File Export แลวเลอก Export as type เปน JCAMP-DX

25

3. จากนนเขาโปรแกรม OPUS แลวเลอก Convert 3-DJCAMP file

4. เมอเลอก Convert 3D แลวจะปรากฏหนาตางดงภาพตรงชอง 3-D JCAMP file ใหเลอกไฟลท

Export มาจาก The Unscrambler

26

5. จากนนใหคลกท 1-D OPUS file ตรงชอง Browse ใหเลอก folder ทจะวางขอมลแลวคลกท

Convert

6. คลกท Setup Quant 2 Method

27

7. จากนนกเลอกไฟลทแปลงมาเพอใชโปรแกรม OPUS ในการวเคราะหผลตอไป

28

การดงคา regression coefficient จากโปรแกรม OPUS

1. เปดโปรแกรม OPUS คลกท Setup Quant 2 Method

2. เลอกโมเดลทดทสดจากการวเคราะห

29

3. จากนนไปท Graph แลวคลก Loading

4. เลอกขดเครองหมายถกทชอง regression coefficient แลวคลก Go to Setup Quant แลวกด

ปดหนาตางน

30

5. จากนนไปท File Load file เลอกไฟลทเปน regression coefficient

6. จากนนคลกขวาทชอไฟล เลอก Show Parameters

31

7. เลอก AB แลว Copy คาไปวางใน Excel แลวพลอตกราฟ

32

ภาคผนวก ข.

ขอมลทใชวเคราะหผล

33

ตารางภาคผนวกท ข1 ขอมลทใชวเคราะหผล

ตวอยาง อาย (วน) Tr (s) Total solids (°Brix)

ความเคนเรมตน (Pa)

R2 คาสมประสทธเอกซโพเนน

เชยล

1-2 1 90 19.3 114818.402 0.954 -4.00E+00

1-3 1 80 18.3 141221.374 0.959 -5.00E+00

2-1 1 90 19.4 101036.758 0.954 -4.00E+00

2-2 1 90 19.1 132821.229 0.955 -4.00E+00

2-3 1 50 18 110051.911 0.945 -5.00E+00

3-1 1 30 18.3 70977.011 0.924 -5.00E+00

3-2 1 90 16.5 96849.249 0.944 -4.00E+00

3-3 1 50 17.5 92668.622 0.94 -6.00E+00

4-1 1 40 18.4 100486.381 0.893 -5.00E+00

4-2 1 40 17.3 100144.161 0.894 -6.00E+00

4-3 1 20 17.3 84491.194 0.878 -7.00E+00

5-1 1 70 17.7 114457.831 0.925 -5.00E+00

5-2 1 30 16.9 112717.602 0.862 -5.00E+00

5-3 1 30 16.4 94277.257 0.881 -5.00E+00

6-1 1 30 16.8 69911.504 0.874 -8.00E+00

6-2 1 40 16.5 84696.970 0.895 -7.00E+00

6-3 1 50 16.8 92165.450 0.915 -7.00E+00

7-1 1 60 16.9 83308.495 0.911 -7.00E+00

7-2 1 40 16.3 106590.115 0.854 0.00E+00

7-3 1 70 17.2 91949.817 0.82 -6.00E+00

8-1 1 40 16.6 65593.561 0.912 -9.00E+00

8-2 1 40 16.6 71471.622 0.849 -7.00E+00

8-3 1 40 20.9 67395.727 0.921 -8.00E+00 9-1 1 60 16.6 89066.280 0.895 -6.00E+00

34

9-2 1 30 24.1 102647.353 0.84 -7.00E+00

9-3 1 30 21.2 71330.724 0.897 -9.00E+00

10-1 1 40 16.9 92395.833 0.832 -7.00E+00

10-2 1 50 16.2 96512.821 0.845 -6.00E+00

10-3 1 40 16.7 58905.473 0.854 -7.00E+00

ตารางภาคผนวกท ข1 ขอมลทใชวเคราะหผล (ตอ)

ตวอยาง อาย(วน) Tr (s) Total solids (°Brix)

ความเคนเรมตน (Pa)

R2 คาสมประสทธเอกซโพเนน

เชยล

11-1 3 40 18.8 121159.564 0.905 -5.00E+00

11-2 3 50 17.7 132340.010 0.945 -4.00E+00

11-3 3 60 17.9 98187.163 0.95 -6.00E+00

12-1 3 40 17.7 83888.085 0.9 -5.00E+00

12-2 3 30 17.9 82014.742 0.885 -7.00E+00

12-3 3 30 17.9 58337.506 0.87 -6.00E+00

13-1 3 40 17.2 99182.299 0.847 0.00E+00

13-2 3 50 18.4 105718.548 0.907 -5.00E+00

13-3 3 30 17.2 103909.266 0.869 -9.00E+00

14-1 3 50 16.8 126663.498 0.928 -4.00E+00

14-2 3 50 22.9 108749.382 0.92 -5.00E+00

14-3 3 40 16.9 118019.802 0.888 -5.00E+00

15-1 3 50 17.5 118650.794 0.899 -5.00E+00

15-2 3 60 17.2 82911.078 0.952 -5.00E+00

15-3 3 40 17.1 122318.008 0.902 -5.00E+00

16-1 3 60 16.8 103520.782 0.997 0.00E+00 16-2 3 60 17.1 96386.768 0.948 -5.00E+00

35

16-3 3 60 17.2 88247.423 0.944 -7.00E+00

17-1 3 50 17.8 73967.774 0.901 -6.00E+00

17-2 3 30 24.6 97186.575 0.806 -7.00E+00

17-3 3 40 17.4 70546.559 0.885 -6.00E+00

18-1 3 30 17.2 58746.208 0.887 -8.00E+00

18-2 3 40 17.5 74254.473 0.917 -5.00E+00

18-3 3 30 16.9 73017.408 0.898 -6.00E+00

19-1 3 40 17.8 94915.254 0.872 -4.00E+00

19-2 3 30 17.2 88661.900 0.88 -6.00E+00

19-3 3 40 17.3 87908.821 0.886 -6.00E+00

20-1 3 50 16.8 77371.892 0.914 -4.00E+00

20-2 3 40 17.8 73553.299 0.905 -5.00E+00

20-3 3 50 17.6 86945.436 0.931 -5.00E+00

ตารางภาคผนวกท ข1 ขอมลทใชวเคราะหผล (ตอ)

ตวอยาง อาย (วน) Tr (s) Total solids (°Brix)

ความเคนเรมตน (Pa)

R2 คาสมประสทธเอกซโพเนน

เชยล

21-1 5 40 17.9 105547.074 0.936 -6.00E+00

21-2 5 30 17.4 101757.106 0.933 -6.00E+00

21-3 5 40 17.9 111905.979 0.894 -6.00E+00

22-1 5 30 18.3 111070.496 0.885 -8.00E+00

22-2 5 40 18.4 130995.935 0.889 -7.00E+00

22-3 5 30 19.3 112891.247 0.843 -6.00E+00

23-1 5 30 19.2 100249.750 0.897 -6.00E+00

23-2 5 50 18.5 150126.454 0.936 -4.00E+00

23-3 5 40 20.5 69456.290 0.943 -6.00E+00

36

24-1 5 50 18.4 76690.574 0.916 -6.00E+00

24-2 5 40 17.5 72286.724 0.928 -6.00E+00

24-3 5 70 19.5 87864.335 0.961 -6.00E+00

25-1 5 40 17.3 75025.227 0.921 -6.00E+00

25-2 5 30 24.5 65628.192 0.867 -7.00E+00

25-3 5 30 16.6 56023.798 0.845 -6.00E+00

26-1 5 40 18.5 96500.530 0.897 -8.00E+00

26-2 5 50 18.3 105945.946 0.93 -6.00E+00

26-3 5 20 18.4 90183.441 0.859 -7.00E+00

27-1 5 30 18.8 81118.881 0.811 0.00E+00

27-2 5 40 18.4 85053.929 0.913 -5.00E+00

27-3 5 30 18.2 88949.455 0.883 -8.00E+00

28-1 5 50 18.9 84285.714 0.932 -7.00E+00

28-2 5 30 19.2 59431.525 0.88 -1.00E+00

28-3 5 20 20 114632.911 0.856 -8.00E+00

29-1 5 30 20 79187.071 0.925 -6.00E+00

29-2 5 50 19 69545.903 0.896 -6.00E+00

29-3 5 50 19.7 63878.912 0.934 -5.00E+00

30-1 5 40 18 45835.399 0.929 -7.00E+00

30-2 5 50 17.5 66016.992 0.894 -5.00E+00

30-3 5 40 17.8 54828.326 0.949 -6.00E+00