English Title : Non-destructive assessment of mango attibutes using electrical impedance method
Author : พนิดา บัลลพ์วานิช
Source : วิทยานิพนธ์. (2017) 116 หน้า
Abstract : The purpose of this study was to investigate a suitable type and design of electrodes that can be used of non-destructive assessment of mango attributes via the electrical impedance method. Twenty-four mangoes cv. Nam Dok Mai No.4 were stored at 28±2 °C for one week (days 0-7); 3 samples were taken daily to evaluate the mango ripening stage. The impedance and phase angle of the mangoes were measured using and LCR meter within the frequency range of 20-400 kHz. Quality attributes including, color (i.e., L*, a*, b*, h*, c* and ΔE), texture (i.e.,skin firmness, flesh firmness and stiffness), soluble solids content (SSC) and titratable acidity (TA) were measured as the standard attributes of mangoes. Effects of electrode type (i.e., copper rivet, ECG and copper plate) and size (i.e., small (12.5x90 mm), medium (25x90 mm), and large (50x90 mm) were studied in order to select a suitable electrode design for the mangoes. The results showed that when using copper rivet electrodes, no correlation between the mango impedance and the ripening stage could be obtained due to the effect of air gap between the electrodes and sample surface. Using ECG and small copper plates at a frequency between 20-100 kHz resulted in a significant decrease in the impedance as the storage time increased (p<0.05); above 100 kHz a slightly decrease in the impedance was observed. At 20-100 kHz, both electrodes could classify the ripening of mangoes into 3 stages. Since ECG has a limited lifetime due to gel dehydration, which affects the value of the impedance, the copper plate electrodes were selected based on its robustness. Although all sizes of copper plate electrodes could classify mango into 3 ripening stages, using the large electrodes at 20 kHz gave the best fit between the measured impedance and the changes in the main physical as well as chemical attributes of the mangoes (i.e., h* value, stiffness and TA) during ripening as indicated by R²=0.952-0.980 and RMSE=0.117-0.803.
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาชนิดของอิเล็กโทรดและการออกแบบของอิเล็กโทรดที่สามารถใช้สำหรับการประเมินคุณลักษณะของมะม่วงแบบไม่ทำลายด้วยวิธีอิมพีแดนซ์ทางไฟฟ้า โดยทำการเก็บรักษามะม่วงน้ำดอกไม้เบอร์ 4 จำนวน 24 ลูก ที่อุณหภูมิ 28±2 องศาเซลเซียส เป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ (วันที่ 0-7) ในทุกวันจะสุ่มตัวอย่างมะม่วงจำนวน 3 ลูก ออกมาวัดระดับความสุก โดยใช้เครื่องแอลซีอาร์มิเตอร์ในการวัดอิมพีแดนซ์และมุมเฟสของมะม่วงในช่วงความถึ่ 20-400 กิโลเฮิร์ตซ ทั้งนั้ วัดคุณลักษณะต่างๆ ได้แก่ สี (ได้แก่ L* a* b* h* c* และ ΔE ) เนื้อสัมผัส (ได้แก่ ความแน่นที่ผิว ความแน่นของเนื้อ และความแน่นแข็ง) ปริมาณของแข็งทั้งหมดที่ละลายได้ และความเป็นกรดจาการไทเทรต ไว้เป็นคุณลักษณะมาตฐานของมะม่วง จากนั้นศึกษาอิทธิพลของชนิดอิเล็กโทรด (ได้แก่หมุดทองแดง แผ่นตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจ และแผ่นทองแดงขนาดเล็ก) และขนาด (ได้แก่ ขนาดเล็ก (12.5x90 มิลลิเมตร) ขนาดกลาง (50x90 มิลลิเมตร) เพื่อเลือกรูปแบบของอิเล็กโทรดที่เหมาะสมสำหรับมะม่วง จากผลการทดลอง พบว่า ไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างอิมพีแดนซ์ของมะม่วงกับระดับความสุกเมื่อใช้อิเล็กโทรดหมุดทองแดง เนื่องจากผลของช่องว่างอากาศระหว่างอิเล็กโทรดกับผิวหน้าตัวอย่าง เมื่อใช้แผ่นตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจและแผ่นทองแดงขนาดเล็ก พบว่า ที่ความถี่ 20-100 กิโลเฮิร์ตซ อิมพีแดนซ์มีค่าลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อระยะเวลาการเก็บเพิ่มขึ้น (p<0.05) และเมื่อความถี่สูงกว่า 100 กิโลเฮิร์ตซ อิมพีแดนซ์มีค่าลดลงเพียงเล็กน้อย ที่ความถี่ 20-100 กิโลเฮิร์ตซ อิเล็กโทรดทั้งสองชนิดสามารถแบ่งระดับความสุกของมะม่วงออกได้เป็น 3 ระดับ แต่เนื่องจากแผ่นตรวจคลื่นไฟฟ้าหัวใจมีอายุการใช้งานที่จำกัดจากการระเหยของเจล ซึ่งส่งผลต่อค่าอิมพีแดนซ์ จึงเลือกใช้แผ่นทองแดงที่มีความคงทนกว่า แม้ว่าอิเล็กโทรดแผ่นทองแดงทุกขนาดจะสามารถแบ่งระดับความสุกของมะม่วงออกได้เป็น 3 ระดับ แต่พบความสัมพันธ์ที่ดีที่สุดระหว่างค่าอิมพีแดนซ์ที่วัดได้กับการเปลี่ยนแปลงของลักษณะหลักทางกายภาพและทางเคมีของมะม่วง (ได้แก่ h* ความหนาแน่นแข็งและความเป็นกรดจากการไทเทรต) ระหว่างการสุกจากการใช้อิเล็กโทรดขนาดใหญ่ที่ความถี่ 20 กิโลเฮิร์ตซ R²=0.952-0.980 และ RMSE=0.117-0.803
Subject : Mango. Impedance. มะม่วง. อิมพีแดนซ์.
