Kiraz domateste bazı kalite kriterlerinin FT-NIR spektroskopi kullanarak hasarsız olarak tahmin edilmesi
Prediction of some quality criterions of cherry tomatoes non-destructively using FT-NIR spectroscopy
Yazar: HÜSEYİN SELEN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL KAVDIR
Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Tarım Makineleri ve Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Ziraat = Agriculture
Dizin: Regresyon = Regression ; Sertlik = Hardness ; Spektroskopi = Spectroscopy ; Tahmin modelleri = Estimation models

Özet:
Bu çalışmada, Çanakkale ve ülkemiz için önemli bir ürün olan domateste sertlik, suda çözülür kuru madde (SÇKM) ve pH gibi içsel kalite özelliklerinin FT-NIR spektroskopi kullanarak hasarsız olarak tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Bu çalışmada yaklaşık 720 adet Yingzi F1 kiraz domates çeşidine ait örnek kullanılmıştır. Hasat edilen domatesler üzerinde öncelikle hedeflenen hasarsız spektroskopik ölçümler ve ardından da hasarlı olarak yapılan standart ölçümler gerçekleştirilmiştir. 
Domatesler üzerinde hasarsız olarak gerçekleştirilen spektral ölçümler FT-NIR spektrometre ile spektrumun NIR bölgesinde yansıma ve iletim modlarında olmak üzere iki farklı yöntemle gerçekleştirilmiştir. Standart fiziksel ölçümler, spektral ölçümlerin ardından önce sertlik, sonra SÇKM ve en son olarak ta pH olmak üzere her bir domates için ayrı ayrı gerçekleştirilmiştir. 
Spektral ve fiziksel ölçümler tamamlandıktan sonra, bu ölçümler ve Kısmi En Küçük Kareler (PLS) analiz tekniklerinin kullanılması ile kiraz domateste sertlik, SÇKM ve pH gibi fiziksel özelliklerin hasarsız olarak tahmin edilmesi için kalibrasyon modelleri geliştirilmiştir. Kalibrasyon modellerinin geliştirilmesinden sonra, geliştirilen modeller, kalibrasyonda kullanılmayan domates spektrum örnekleri ile teste tabii tutulmuşlardır.
Kiraz domateslerin sertlik özelliklerinin tahmin edilmesinde Kuvvet-1, Kuvvet-2, Alan1:3, Alan1:2 ve Alan2:3 gibi sertlik özellikleri etkili olmuşlardır. Buna göre, en başarılı sertlik tahmini FT-NIR spektrometre ile iletim modunda alınan spektrumların kullanılması ile elde edilmiştir (R2=0.801, RMSEP=256.0). 
Kiraz domateslerin SÇKM özelliklerinin hasarsız olarak tahmin edilmesinde en başarılı uygulama MPA-FT-NIR spektrometrenin iletim modunda kullanılması ile elde edilmiştir (R2=0.86, RMSEP=0.38); 
Kiraz domateslerin pH fiziksel özelliklerinin hasarsız olarak tahmin edilmesinde en başarılı sonuç, diğer fiziksel özelliklerin tahminindeki kadar başarılı olmasa da MPA-FT-NIR spektrometre ile yansıma modunda yapılan spektral ölçümlerin kullanılması ile elde edilmiştir (R2=0.56, RMSEP=0.15).

Abstract:
In this study, it was aimed to predict inner physical quality properties of cherry tomatoes such as firmness, soluble solids and pH non-destructively using FT-NIR spectroscopy. Around 720 cherry tomatoes from Yingzi F1 variety were used in this work. First, targeted non-destructive spectroscopic measurements and then destructive measurements of physical properties were performed on tomatoes. 
Spectral measurements performed non-destructively on tomatoes were done using a FT-NIR spectrometer in NIR region of the spectrum in two different modes as reflectance and transmittance. Destructive physical measurements of tomatoes were performed after spectral measurements in the order of first firmness, then soluble solids and finally pH, performing the measurements on each tomato individually. 
Calibration models were developed to predict physical properties of cherry tomatoes such as, firmness, soluble solids and pH non-destructively using physical and spectral measurements and Partial Least Squares (PLS) analysis techniques, after completing the spectral and physical measurements. Later, calibration models developed were tested using the tomato samples not used during calibration applications.
Firmness features such as Force-1, Force-2, Area1:3, Area1:2, and Area2:3 were effective in predicting firmness features of cherry tomatoes. As a result, the most successful firmness prediction was performed using the MPA-FT-NIR spectrometer in transmittance mode (R2=0.801, RMSEP=256.0);
The most successful application in predicting soluble solids properties of cherry tomatoes non-destructively was obtained using MPA-FT-NIR spectrometer in transmittance mode (R2=0.86, RMSEP=0.38).
The most successful application in predicting pH property of cherry tomatoes non-destructively was obtained using the spectrums acquired in reflectance mode with the MPA-FT-NIR spectrometer (R2=0.56, RMSEP=0.15), although the prediction results were not as successful as with the other physical parameters.