Estimation of Some Quality Parameters of Durum Wheat with Near-Infrared Spectroscopy (NIRS)

Abstract

The aim of this study was to determine the durum wheat quality parameters using Near-Infrared Spectroscopy (NIRS) at early stages. In this study, Foss NIRSystem XDS was used. Durum wheat types at late stages which were subject to adaptation and plant breeding from test field of East Mediterranean Agricultural Research Institute and some standard varieties were used. In order to determine the reference values needed to construct calibration in NIRS analysis, durum wheat samples were analyzed by classical analysis methods. Moisture, gluten, protein and starch contents, hectoliter weight, and zeleny sedimentation values were therefore determined. Coefficients of determination (RSQ) between classical analysis results and values predicted by NIRS were calculated as follows: for moisture content 0.816, for hectoliter weight 0.906, for gluten content 0.972, for protein content 0.975, for starch content 0.929 and for zeleny sedimentation values 0.968. As a result, this study shows that NIRS is possibly a fast and efficient method to determine the quality parameters of durum wheat, and can be used for the determination of wheat quality from beginning to the last stage of plant breeding process successfully, in order to supply customer with products in desired quality characteristics.

Bu çalışma makarnalık buğday ıslahçılarının ihtiyaç duyduğu makarnalık buğday kalite parametrelerinin erken kademelerde NIRS ile belirlenmesi amacıyla yürütülmüştür. Çalışmada makarnalık buğdayların spektrumlarının alınmasında Foss NIRSystem XDS nearinfrared Rapid Content Analyser cihazı kullanılmıştır. Materyal olarak ise Doğu Akdeniz Tarımsal Araştırma Enstitüsü deneme alanında adaptasyon ve ıslah çalışmaları yürütülen ileri kademedeki makarnalık buğday hatları ve bazı standart çeşitler kullanılmıştır. NIRS’da analiz kalibrasyonu üretmek için referans değerleri belirlemek amacıyla makarnalık buğday numunesinin klasik analiz yöntemleri ile kalite parametrelerine ait değerleri belirlenmiştir. Bu amaçla numunelerde nem, gluten, protein, nişasta, hektolitre ve zeleny sedimantasyon analizleri yapılmıştır. Klasik analiz sonuçları ile NIRS’da tahmin edilen değerler arasında elde edilen kalibrasyon belirleme katsayısı (RSQ) nem oranında 0.816, hektolitrede 0.906, glutende 0.972, proteinde 0.975, nişastada 0.929, zeleny sedimantasyonda ise 0.968 olarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak bu araştırma, NIRS’ın makarnalık buğdayların kalite parametrelerinin belirlenmesinde hızlı ve etkili bir yöntem olabileceğini, tüketiciye arzu ettiği kalitede ürün sunabilmek için buğday kalite analizlerinin ıslah sürecinin başından son kademesine kadar başarılı bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.