Determination of sugar in non-alcoholic beverages using near infrared spectroscopy combined with chemometrics

การตรวจวัดน้ำตาลในเครื่องดื่มที่ไม่มีแอลกอฮอล์โดยใช้สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดย่านใกล้ร่วมกับเคโมเมทริกซ์

Name: Sureerat Makmuang

LCSH: Near infrared spectroscopy

LCSH: Chemometrics

Abstract: The measurement of Near infrared (NIR) spectroscopy, combined with chemometric techniques, has been widely employed for quality control in food products. This study presents a methodology to optimize the calibration models, called “universal model” of NIR spectra of primary condition (glucose solutions) and maintain the accurate prediction of secondary conditions. For instance, the models were designed for determination of glucose concentration in non-alcoholic drinks. Three stages of methodology including pre-processing, feature selection and main component extraction were applied to spectral data in order to obtain the universal calibration model. The simulated NIR spectra with different noise levels were used to ensure that the model from our methods is able to estimate amount of sugar in any conditions with high accuracy. From the analysis, the universal model improves the prediction for the test set (unseen data) for at least 30 percent compared to the other predictions. Then, it was used to quantify amount of glucose in non-alcoholic beverages (tea, cocoa and coffee in the case). The promising value for root mean square error of prediction (RMSEP) were obtained to be 0.72 (r2 = 0.9972), 0.99 (r2 = 0.9965) and 0.54 (r2 = 0.9940) corresponding to tea, cocoa and coffee system, respectively. Therefore, it might be implied that our universal model approach can be used to estimate glucose concentrations in other non-alcoholic drinks without any requirement of a new calibration model.

Abstract: การตรวจวัดด้วยเทคนิคสเปกโทรสโกปีอินฟราเรดย่านใกล้ร่วมกับเคโมเมทริกซ์ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายสำหรับการควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหาร ในงานวิจัยนี้นำเสนอวิธีการสร้างแบบจำลองที่มีชื่อว่า “แบบจำลองสากล” โดยแบบจำลองดังกล่าวสร้างจากข้อมูลที่ได้โดยการวัดด้วยเทคนิคเปกโทรสโกปีอินฟราเรดย่านใกล้ของสภาวะแรก เพื่อใช้ทำนายค่าตอบสนองจากสภาวะอื่น ๆ (สภาวะที่สอง) ได้อย่างถูกต้อง งานวิจัยนี้ใช้แบบจำลองสากลเพื่อทำนายปริมาณน้ำตาลกลูโคสในเครื่องดื่มที่ไม่มีแอลกอฮอล์ วิธีการสร้างแบบจำลองสากลมี 3 ขั้นตอนหลัก คือ ปรับสเปกตรัม เลือกช่วงที่สำคัญของข้อมูล และดึงข้อมูลที่เป็นส่วนประกอบหลัก ดังนั้น เพื่อเป็นการพิสูจน์แนวคิดของแบบจำลองสากลดังกล่าว ผู้วิจัยจึงได้จำลองเปกตรัมของอินฟราเรดย่านใกล้ที่ถูกรบกวนจากสิ่งอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับระบบขึ้น จากผลการทดลองพบว่าแบบจำลองสากลสามารถทำนายความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสได้ถูกต้องมากขึ้น 30 เปอร์เซนต์เมื่อเปรียบเทียบกับแบบจำลองปกติ จากนั้นแบบจำลองสากลดังกล่าวถูกนำไปทำนายความเข้มข้นของน้ำตาลกลูโคสในน้ำชา โกโก้ และกาแฟ ผลการคำนวณพบว่าค่ารากที่สองของค่าเฉลี่ยความคลาดเคลื่อนจากการทำนายคือ 0.72 (r2 = 0.9977) 0.99 (r2 = 0.9965) และ 0.54 (r2= 0.9940) ตามลำดับ ดังนั้นอาจกล่าวได้ว่าแบบจำลองสากลนี้สามารถทำนายปริมาณน้ำตาลกลูโคสในเครื่องดื่มที่ไม่มีแอลกอฮล์ได้โดยไม่ต้องสร้างแบบจำลองมาตรฐานใหม่

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Kanet Wongravee

Role: advisor

Created: 2018

Modified: 2020-08-12

Issued: 2020-08-12

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/61531

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Chemistry

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5972085423[1].pdf	4.24 MB	3	2025-02-23 15:43:22

ใช้เวลา

0.029652 วินาที