|
" بکارگیری روشهای نوین طیف سنجی و کمومتریکس در تعیین کیفیت ریشه چغندرقند (عیار) در مقایسه با روش پلاریمتری "
| نوع مدرک
|
:
|
پایان نامه فارسی
|
| زبان مدرک
|
:
|
فارسی
|
| شماره رکورد
|
:
|
18873699
|
| شماره مدرک
|
:
|
۸۰-۵۹۳۳
|
| سرشناسه
|
:
|
بابایی ، ، بابک
|
| عنوان
|
:
|
بکارگیری روشهای نوین طیف سنجی و کمومتریکس در تعیین کیفیت ریشه چغندرقند (عیار) در مقایسه با روش پلاریمتری
|
| دانشگاه/دانشکده
|
:
|
: دانشگاه بین المللی امام خمینی
|
| سال تحصیل
|
:
|
۱۳۹۹
|
| مقطع تحصیلی
|
:
|
دکترا
|
| رشته تحصیلی
|
:
|
شیمی
|
| صفحه شمار
|
:
|
۱۹۶ص
|
| چکيده
|
:
|
تعیین ساکارز چغندرقند به روش طیف سنجی فرو سرخ نزدیک (NIR) بدلیل سرعت بالا، ارزانی، کاربرد آسان و نداشتن نیاز به مراحل آماده سازی نمونه در مقایسه با روش پلاریمتری اهمیت دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر اندازه ریشه، وجود پوست، نقاط طیف¬گیری و پیش پردازش مناسب در تهیه الگوی کالیبراسیون و اعتبارسنجی برای برآورد ساکارز چغندرقند به روش طیف سنجی فرو سرخ نزدیک انجام شد. یک آزمایش فاکتوریل (4×2×3) در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با 22 تکرار طراحی و اجرا شد. هر ریشه چغندرقند یک نمونه آزمایشی بود. 66 ریشه چغندرقند بر اساس اندازه وزنی (فاکتور A) در سه گروه شامل:کوچک (کمتر از 615گرم)، متوسط (990-655 گرم) و بزرگ (بیش از 1000 گرم) در راستای محور طولی به دو نیم تقسيم شدند. نیمی از هر ریشه برای اندازه¬گیری شاخص¬های کیفی و تعیین ساکارز ریشه به روش پلاریمتری و نیم دیگر ریشه در دامنه طول موجی 1577-942 نانومتر طیف سنجی شد. طیف سنجی از دو بخش پوست و بافت ریشه (فاکتور B) در چهار نقطه تقریباً یک سانتی متر بالا و پایین گردن ریشه (فاکتور C) انجام شد. مجموعا 528 طیف از دو بخش بافت و پوست ریشه چغندرقند به نسبت مساوی (از هر بخش در چهار نقطه) بدست آمد. پس از میانگین¬گیری از چهار نقطه طیف گیری شده، تعداد 66 داده طیفی برای هر بخش بافت و پوست به تفکیک بدست آمد. 33 نمونه برای کالیبراسیون و 33 نمونه برای اعتبار-سنجی به روش آلگوریتم کناردستون برای هر بخش در نظر گرفته شد. طول موج منتخب برآورد ساکارز به روش رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLS) با توجه به حداقل مقدار ریشه میانگین مربع خطای کالیبراسیون (RMSEC) و ریشه میانگین مربع خطای اعتبارسنجی (RMSEP) و حداکثر مقدار ضریب همبستگی کالیبراسیون (rC) و ضریب همبستگی اعتبارسنجی (rP) تعیین شد. تهیه الگوی کالیبراسیون و اعتبارسنجی تخمین ساکارز به روش PLS انجام شد. به منظور بهینه¬سازی و دستیابی به الگو¬های کالیبراسیون قابل اعتماد روش¬های پیش پردازش طیفی شامل اصلاح خط زمینه، توزیع نرمال استاندارد (SNV)، تصحیح پراکندگی افزاینده (MSC) انجام شد. نتایج بدست آمده نشان داد طول موج 1393 نانومتر با حداکثر مقادیر 9999/0=rC و 9998/0= rP و حداقل مقادیر 045/1=RMSEC و 215/1=RMSEP جهت تخمین ساکارز هر دو بخش بافت و پوست ریشه مناسب شناخته شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد اثر اندازه ریشه و نقاط ثبت طیفی معنی¬دار نبود <0.05) (P. ولی اثر طیف گیری از بافت و پوست ریشه معنی دار شد <0.01) (P. بنابراین بر اساس نتایج بدست آمده، ثبت طیف از یک سانتیمتر از بالا و پایین گردن ریشه اختلاف معنی داری در الگوی طیفی ایجاد نکرد و طیف سنجی از روی بافت ریشه چغندرقند با 04/1=RMSEC و 9999/0 = rC بهتر تشخیص داده شد. بین روش¬های پیش پردازش مورد بررسی، پیش پردازش SNV داده¬های طیفی حاصل از بافت با ضریب همبستگی کالیبراسیون 71/0=rC و نسبت عملکرد به انحراف (RPD) 42/1 در اندازه الگوی کالیبراسیون قابل قبول نسبت به سایر روش¬های پیش پردازش طیفی بدست آمد.
|
|
|
:
|
Determination of sugar beet sucrose by near-infrared (NIR) spectroscopy is comparable with polarimetry method in terms of high speed, lower price, easy handling, and also no need for sample preparation steps. The present study aimed to evaluate the effect of root size, peeling, and points of spectral recording as well as introducing the appropriate pre-processing method for the preparation of calibration and validation pattern on sucrose content determination in sugar beet by NIR method. Therefore, study was conducted in a full factorial (3×2×4) based on completely randomized design with 22 replications. Each sugar beet root was considered as a sample.Sixty-six sugar beet roots were weighted based on three different size criteria including small (<615g), medium (655-990g) and large (≥1000g), and sliced longitudinally into two parts. One half of the root was used for qualitative traits as well as sucrose measurement by polarimetric method and the other half by spectra record (942-1576nm). Spectra recording was performed on two sides: peel and root flesh tissue. Spectral recording samples were taken from four points including, North West (NW), South West (SW), North East (NE), and the South East (SE), approximately one centimeter above and below the root neck. Totally, 528 spectra records were taken, 264 from each side, and thirty-three spectra mean from each side were selected for calibration and validation. Determination of the specific wavelength for sucrose content measurement was done by Partial Least Squares regression (PLS) considering minimum Root Mean Square Error of Calibration (RMSEC), Root Mean Square Error of Prediction (RMSEP), and the maximum correlations of calibration (rc) and correlations of Prediction (rp). In order to optimize and achieve reliable calibration model, spectral preprocessing methods including baseline correction, Standard Normal Variate (SNV), Multiplicative Scatter Correction (MSC) were conducted independently and simultaneously. Results showed that 1393 nm wavelength with a maximum of rc=0.9999 and rp=0.9998 and a minimum of RMSEC=1.045 as well as RMSEP=1.215 were appropriate for sucrose content determination. Results of ANOVA showed no significant difference between root size and four points of spectral recording samples at 1393 nm wavelength however a significant (P <0.01) difference was found between the root flesh tissue spectrum and peel spectrum. Based on the results, spectrum recording from the root flesh tissue with RMSEC=1.04 and rc=0.9999 is recommended. Among the spectral pre-processing methods, SNV, spectral data from tissue with rC = 0.71, and Ratio of Performance to Deviation (RPD) with 1.42 showed aceptable calibration model than other spectral pre-processing methods.
|
| توصیفگر
|
:
|
چغندرقند
|
|
|
:
|
ساکارز
|
|
|
:
|
طیف سنجی فرو سرخ
|
|
|
:
|
کمومتریکس
|
| شناسه افزوده
|
:
|
خانمحمدی خرمی ، محمدرضا
|
| شناسه افزوده
|
:
|
دانشگاه بین المللی امام خمینی
|
| عنوان ديگر
|
:
|
A Thesis Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of of Philosophy Doctor of Science in Analtical Chemistry
|
| |