مقایسه وضعیت های بازتابشی و تقابلی طیف سنجی فروسرخ نزدیک در امکان سنجی تشخیص غیرمخرب تازگی پودر گیاه دارویی سیر (Garlic)

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2 عضو هیئت علمی، گروه مکانیک بیوسیستم، دانشگاه اراک، اراک، ایران

3 عضو هیئت علمی گروه گیاهان دارویی، دانشگاه اراک، اراک، ایران

doi
10.22034/FSCT.22.162.265
چکیده

پودر گیاه دارویی سیر از حیث تجاری اهمیت زیادی دارد و به عنوان افزودنی در صنایع غذایی و دارویی کاربرد فراوانی دارد. روش­ های طیف ­سنجی به­ عنوان یک روش غیر­مخرب در حوزه سنجش کیفیت محصولات غذایی، تولیدات و فرآورده­ های گیاهان دارویی مورد استفاده قرار می­ گیرد. در پژوهش حاضر کارایی و پتانسیل دو وضعیت پرکاربرد بازتابشی و تقابلی در طیف­ سنجی فروسرخ نزدیک در محدوده 936 تا1660 نانومتر برای امکان­ سنجی تشخیص تازگی پودر سیر مقایسه شدند. در هریک از وضعیت­های طیف ­برداری، تعداد ۱۲۰ طیف در 2 تکرار از نمونه‌های پودر سیر اخذ شد. 25 درصد از طیف­ ها قبل از مدل­سازی به­ طور تصادفی برای اعتبارسنجی در نظر گرفته شدند و تدوین مدل­ ها با طیف­ های باقیمانده به انجام رسید. برای حذف نوفه ­های احتمالی تأثیر پیش ­پردازش­ های رایج روی عملکرد طبقه­ بندهای شبکه ­های مصنوعی عصبی (ANN)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و الگوریتم k-نزدیک­ترین همسایه (KNN) بررسی شد. از روش آنالیز مؤلفه ­های اصلی (PCA) برای کاهش متغیرهای طیفی استفاده شد و چهار مؤلفه اصلی اول به عنوان ورودی طبقه­ بندها در نظر گرفته شدند. در وضعیت طیف­ برداری تقابلی، طبقه ­بندهای SVM و KNN با دقت تفکیک 100 درصد، طیف­ های اخذشده از پودرها در سه بازه زمانی 3 روز، 3 ماه و 12 ماه را جداسازی نمودند. طبقه­بند ANN در وضعیت بازتابی به­ جز طیف­ های خام (بدون پیش­پردازش) در همه پیش ­پردازش­ های مورد بررسی، دقت 100 درصد در تفکیک طیف­ های ذکرشده حاصل شد. طیف­ سنجی فرو سرخ نزدیک در باند 936-1660 نانومتر به کمک شیمی ­سنجی برای تشخیص سریع تازگی پودر سیر پتانسیل لازم را دارد. وضعیت طیف ­برداری تقابلی با در نظرگرفتن سهولت کاربرد در صنعت و آزمایشگاه نسبت به وضعیت بازتابشی برتری دارد.