Kayısıda bazı içsel kalite kriterlerinin Fourier dönüşümlü-yakın kızıl ötesi (FT-NIR) spektroskopi kullanarak belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada hedeflenen Tokaloğlu kayısı çeşidinin (Prunus armeniaca L) FT-NIR spektrometre kullanarak kalite içeriklerinin (sertlik, suda çözülebilir kuru madde içeriği, renk değerleri) hasarsız bir şekilde tespit edilmesi amaçlanmıştır. Ağaçtan belli aralıklarla yaklaşık 20 gün boyunca toplanan ve bir kez toplandıktan sonra soğuk hava deposunda (0-0,5 0C, % 90-95 nem) yaklaşık 20 gün bekletilen kayısılar üzerinde hedeflenen ölçümler gerçekleştirilmiştir. Kayısıların yansıma ölçümleri FT-NIR spektrometrenin fiber optik algılayıcısı ile 780-2500 nm aralıklarında gerçekleştirilmiştir. Sertlik ve suda çözülebilir kuru madde içeriği spektral ölçümlerden sonra meyvelere hasar vererek standart yöntemlerle yapılmıştır. Standart yöntemlerle ölçülen fiziksel özellikler ile spektral değerler arasındaki korelasyon ilişkileri, Kısmi En Küçük Kareler Regrasyonu' na (PLS) göre yapılmıştır. Kayısıların Magness-Taylor (MT) maksimum kuvvet değerleri ağaç uygulamaları için kalibrasyon aşaması için R2=0,82 (RMSEE=4,45) ve test aşaması için R2=0,80 (RMSECV=4,68) gibi iyi korelasyon değerleri ile tahmin edilmiştir. Depo uygulamalarında ise, MT maksimum kuvvet, kalibrasyon için R2=0,47 (RMSEE=4,65) ve test aşaması için R2=0,41 (RMSEE=5,51) gibi düşük korelasyon değerleri ile tahmin edilmiştir. MT eğim değerleri ağaç uygulamasında kalibrasyon için R2=0,79 (RMSEE=0,83) ve test aşaması için R2=0,77 (RMSECV=0,88) gibi yüksek tahmin sonuçlarına ulaşılırken depo için kalibrasyonda elde edilen korelasyon katsayısı (R2) 0,56 (RMSEE=0,69) ve test aşamasında ise R2=0,47 (RMSECV=0,80) gibi düşük sonuçlara ulaşılmıştır. MT alan için R2=0,75 (RMSEE=20,1) ve test aşaması için R2=0,71 (RMSECV=21) olmaktadır.FT-NIR spektroskopi kullanarak suda çözülebilir kuru madde içeriği tahmininde, her iki uygulama (ağaç, depo) için de yüksek ve birbirine yakın korelasyon değerleri elde edilmiştir. Ağaç uygulamasında kalibrasyon ve test aşamalarında elde edilen R2 değerleri 0,77 ile 0,75 (RMSEE=1,45; RMSECV=1,51) arasında yer alırken, depo uygulamasında R2 değerleri sırasıyla, 0,76 ile 0,74 (RMSEE=1,31; RMSECV=1,36) arasında olmuştur. Bununla birlikte, renk değerlerinin (kroma, hue) tahmin edilmesinde, düşük korelasyon değerleri elde edilmiştir. Ağaç uygulaması için test aşamasında kromanın tahmin edilmesinde elde edilen R2 değeri 0,55 (RMSECV=3,38) olurken, hue'nun tahmininde bu değer 0,16 (RMSECV=0,49) olmuştur. Renk değerlerinin tahmininde depo için daha düşük değerler gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, NIR spektroskopinin ürünlerin içsel ve kısmende olsa yüzeysel kalite özelliklerinin hasarsız tespiti açısından iyi bir potansiyel olduğunu söylenebilir.

The aim of this study was to predict the characteristics of internal quality attributes (firmness, soluble solids content and color values) of the Tokaloğlu apricot cultivar (Prunus armeniaca L) by nondestructive measurements using FT-NIR spectrometer. The experiments were conducted on two different apricot groups, one collected from a the tree with short intervals during a period of about 20 days and the other once all collected stored in cold storage (0-0,5 0C, 90-95 % humidity) for about 20 days. Reflectance measurements of apricots were performed using bifurcated fiber optic probe between 780 and 2500 nm. After spectral measurements, firmness and soluble solids content were measured using standard methods which damaged the apricots. Calibration methods were developed between the physical parameters, which were measured using standard methods, and the spectral measurements using Partial Least Squares method (PLS). Good correlations were obtained in calibration and validation for Magness-Taylor (MT) maximum force, with a coefficient of determination (R2) of 0,82 (RMSEE=4,45) in calibration and 0,80 (RMSECV=4,68) in validation for tree application. However, coefficient of determination for the cold storage apricots was low compared to tree application with 0,47 (RMSEE=4,65) in calibration and 0,41 (RMSEE=5,51) in validation. For MT slope , with a coefficient of determination (R2) of 0,79 (RMSEE=0,83) in calibration and 0,77 (RMSECV=0,88) in validation for tree application. And for the cold storage apricots the coefficient of determination was (R2) 0,56 (RMSEE=0,69) in calibration and 0,47 (RMSECV=0,80) for validation. Good correlations obtained for MT area which coefficient of determination (R2) 0,75 (RMSEE=20,1) in calibration and R2=0,71 (RMSECV=21) in validation for tree application.Good prediction values were obtained for soluble solids content for both applications (tree and cold storage) using FT-NIR spectroscopy. The best coefficient of determination was obtained for tree application with 0,77 (RMSEE=1,45) in calibration and 0,75 (RMSECV=1,51) in validation. Similar results were obtained for soluble solids content prediction for cold storage apricots. Correlation values for prediction of chroma and hue were low for tree application, with R2= 0,55 (RMSECV= 3,38) for chroma and with R2=0,16 (RMSECV= 0,49) for hue. The results showed that NIR spectroscopy has a good potential to predict internal quality assessments of apricots and partly surface quality features non-destructively.