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研究生:鄧婷尹
研究生(外文):Ting Yin Deng
論文名稱:利用攜帶式近紅外線光譜儀檢測椪柑糖酸度可行性之研究
論文名稱(外文):Internal Sugar content and Acidity Evaluation of Blanco Using a Portable Near Infrared Spectroscopy Detector
指導教授:艾 群
指導教授(外文):Chyung Ay
學位類別:碩士
校院名稱:國立嘉義大學
系所名稱:生物機電工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:120
中文關鍵詞:椪柑近紅外線光譜糖度值酸度值
外文關鍵詞:BlancoNIRsugar contentacidity
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本研究使用攜帶式近紅外線光譜範圍為500nm至1010nm的檢測儀對椪柑之果頂與果梗部位進行近紅外線光譜掃描,主要分析對象為嘉義縣竹崎鄉的沙坑村、坑頭村和鄉埜村三個產區椪柑的糖度值與酸度值,比較糖度值與酸度值各由不同檢測部位與配合MLR模式分析所建立檢量線的可行性。
綜合所有的試驗結果,使用此攜帶式近紅外線光譜儀不論光譜掃描椪柑的部位為果頂或果梗,所建立糖度值或酸度值的檢量線皆是不理想,連帶的也使得預測能力更往下滑,在此既定的條件之下,糖度值和酸度值以量測椪柑的果頂有較好的分析結果,各產區之檢量線預測自身該產區椪柑之預測力高於預測其他產區的椪柑,而以三個產區共同建立糖度值與酸度值之總檢量線其SEP和Bias則會較來自同一母群組之預測組的來得低;雖然相關係數RP會有下降之趨勢,而RPD值的水準則沒有明顯的變動。
經由椪柑有無果皮的近紅外光譜檢測糖酸度之試驗結果中得到,同樣在二次微分光譜都四個波長組合的情形之下,椪柑去除果皮糖度值(538nm、950nm、652nm、830nm):Rc=0.61、 SEC=0.749;椪柑未去除果皮糖度值(572nm、988nm、830nm、786nm):Rc=0.48、 SEC=1.480,椪柑去除果皮酸度值(668nm、536nm、952nm、830nm):Rc=0.66、SEC=0.117;椪柑未去除果皮酸度值(626nm、658nm、688nm、572nm):Rc=0.57、 SEC=0.143,由述的結果可知,椪柑果皮的厚度對光譜的量取確實會造成影響,若能擴大光譜的波段範圍及改以透射的方式來檢測,或許可以得到理想的結果。
In this study, the near infrared (NIR) spectroscopic method with the wavelength between 500 and 1010 nm was used to detect the internal sugar content and acidity at the stemend and stylarend of Blanco fruits. These samples obtained from the three production areas (Shakeng, Kengiou, Hsiangyieh) in ChiaYi County, Taiwan. The sugar content and acidity of the fruit were compared with the different detection locations of sample and the Multiple Linear Regression (MLR) analysis was used to study the feasibility of developing the calibration curves.
The results of the experiments showed that all of the calibration curves form NIR to detect the sugar content and acidity had not obvious relationships using a portable near infrared spectroscopy detector. Therefore, the prediction ability was not reliable. But the results would be better if the data were acquired from the stylarend of the fruits. Besides, the calibration curves created from each individual area have better prediction ability than those from all other areas. The SEP and Bias of total calibration curves of the sugar content and acidity obtained from all the three areas were lower than those from any individual area. Although the relationship coefficient (Rp)of the prediction seemed to decrease, the RPD did not change significantly.
Furthermore, the experimental results indicated that the thickness of the fruit peel some had effects when using NIR detection. The combination of 2nd derivative with four wavelength was used on the analysis. The results for sugar content of those without peel(538nm、950nm、652nm、830nm): Rc = 0.61 and SEC = 0.749; those with peel(572nm、988nm、830nm、786nm): Rc = 0.48, SEC = 1.480. The results for acidity of those without pee(668nm、536nm、952nm、830nm)l: Rc = 0.66 and SEC = 0.117; those without peel(626nm、658nm、688nm、572nm): Rc = 0.57, SEC = 0.143. Finally, the wide range of spectrum or the transmittance approach is suggested to get to better results.
誌謝 i
摘要 ii
ABSTRACT iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 前言 1
1-1 研究動機 1
1-2 研究目的 3
第二章 文獻探討 4
2-1 近紅外光分析相關應用 4
第三章 理論分析 8
3-1 近紅外光理論及吸收原理 8
3-1-1 近紅外線理論與吸收原理 8
3-1-2 Beer-Lambert定律在近紅外線檢測上之應用 11
3-2 品質分析 14
3-2-1 糖度分析 14
3-2-2 酸度分析 15
3-3 多重線性迴歸(Multiple Linear Regression,MLR) 17
3-4 相關統計名詞定義 18
第四章 試驗材料與方法 21
4-1 試驗儀器設備 21
4-1-1 近紅外光譜設備(久保田 K-BA100) 21
4-1-2 數位式糖度計(ATAGO PR-101型) 24
 4-1-3 pH 值量測儀 (SUNTEX SP701型) 25
 4-1-4 加熱攪拌機(Thermolyne SP46925型) 26
4-2 試驗方法 28
4-2-1 試驗樣本 28
4-2-2 試驗步驟流程 28
4-2-3 光譜掃描 32
4-2-4 糖度檢測試驗 35
4-2-5 酸度檢測試驗 36
4-3 光譜處理方法與檢量線檔案製成步驟 38
4-3-1 光譜處理方法 38
4-3-2 檢量線檔案製成步驟 38
第五章 結果與討論 39
5-1 試驗Ⅰ椪柑分析結果 40
5-1-1 椪柑糖度之分布 40
5-1-2 椪柑酸度之分布 46
5-1-3 椪柑光譜分析 52
5-1-4 椪柑光譜之糖度MLR分析結果 64
5-1-5 椪柑光譜之酸度MLR分析結果 77
5-1-6 試驗Ⅰ綜論 90
5-2 試驗Ⅱ椪柑分析結果 92
5-2-1 椪柑糖酸度分布 92
5-2-2 椪柑光譜之糖度和酸度MLR分析結果 95
5-2-3 試驗Ⅱ綜論 104
5-3 椪柑果皮對光譜資料量取影響之試驗 105
5-3-1 椪柑果皮對光譜資料量取影響之試驗流程 105
5-3-2 椪柑果皮對光譜資料量取影響之糖酸度分布 106
5-3-3 椪柑果皮對光譜資料量取影響之分析結果 110
5-3-4 椪柑果皮對光譜資料量取影響之綜論 113
第六章 結論與建議 114
參考文獻 119
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