ตรวจคุณภาพเมล็ดพันธุ์ข้าวและการเจือปนด้วยโฟโตนิกส์

การประเมินคุณภาพเมล็ดพันธุ์ข้าวด้วยสายตานั้นเป็นเรื่องยาก และต้องอาศัยความชำนาญในการแยกแยะด้วยสายตา ซึ่งต้องบ่มเพาะด้วยประสบการณ์ แต่นักวิจัยไทยได้พัฒนาเครื่องตรวจคุณภาพและแยกการปนเปื้อนในเมล็ดพันธุ์ข้าวได้ด้วยแสงโดยใช้เทคโนโลยีโฟโตนิกส์

นางอัญชลี ประเสริฐศักดิ์ ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาการเมล็ดพันธุ์และมาตรฐานพันธุ์ กรมการข้าว ให้ข้อมูลถึงการตรวจคุณภาพเมล็ดพันธุ์ข้าวว่า ปกติจะพิจารณาเรื่องความงอกและความบริสุทธ์เป็นหลัก จากนั้นดูเรื่องความชื้น การปะปนของของข้าวแดง (ขาวที่เกิดการกลายพันธุ์จนมีเมล็ดสีแดง) การปะปนกับข้าวเมล็ดพันธุ์อื่นๆ ขนาดความกว้าง ความยาวและความหนา และเปอร์เซนต์ความหัก ซึ่งข้าวที่มีลักษณะ “ท้องไข่” หรือลักษณะขาวขุ่นที่เกิดการจากการเกาะตัวของแป็งอย่างรวมหลวมๆ ทำให้หักง่ายเมื่อนำปขัดสี

“ถ้าเจอข้าวที่มีลักษณะท้องไข่มากๆ เราจะคัดทิ้งทันที เพราะไม่ใช่ลักษณะพันธุ์ที่ดี ซึ่งลักษณะท้องไข่นี้นอกจากพันธุกรรมแล้ว เรื่องสภาพแวดล้อมในการเจริญเติบโตก็มีส่วน เราะจะเห็นว่าข้าวลอยน้ำหรือปีไหนที่ข้าวเจอภัยแล้ง-น้ำท่วมจะมีท้องไข่เยอะ” นางอัญชลีให้ข้อมูลแก่ทีมข่าววิทยาศาสตร์ ASTV-ผู้จัดการออนไลน์

ผู้เชี่ยวชาญด้านวิทยาการเมล็ดพันธุ์ของกรมการข้าวยังบอกอีกลักษณะที่สำคัญคือ “คัพภะ” หรือจมูกข้าว ซึ่งเป็นสิ่งบ่งบอกว่ายิ่งมีขนาดใหญ่ เมล็ดข้าวยิ่งมีสารอาหารเลี้ยงต้นอ่อนได้มาก ซึ่งต้นข้าวพันธุ์ไหนที่มีคัพภะใหญ่จะมีลำต้นที่หนาและแข็งแรง อีกทั้งยังเป็นประโยชน์สำหรับผู้ต้องการพันธุ์ข้าวเพื่อใช้ผลิตสารกาบาหรือจมูกข้าวเพื่อนำไปใช้ประโยชน์

ปกติการตรวจสอบคุณภาพเมล็ดพันธุ์ข้าวในห้องปฏิบัติการนั้นต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญคัดแยก อย่างการวิเคราะห์เปอร์เซนต์สิ่งเจือปนและเมล็ดพันธุ์บริสุทธิ์นั้น เมล็ดข้าวจะถูกนำไปชั่งน้ำหนักก่อนถูกเป่าเพื่อแยกสิ่งเจือปน เช่น เมล็ดลีบ เปลือกหุ้มเมล็ด เศษระแง้ เศษดิน เป็นต้น จากนั้นคัดแยกสิ่งเจือปนด้วยสายตา แล้วนำไปชั่งน้ำหนักที่เหลือ และคำนวณเปอร์เซนต์สิ่งเจือปนและเปอร์เซนต์เมล้ดพันธุ์บริสุทธิ์

การตรวจสอบเมล็ดพันธุ์ที่ต้องอาศัยแรงงานที่มีความชำนาญและเป็นงานยากที่ต้องอาศัยเวลาและทักษะ ทำให้สิ้นเปลืองเวลาและค่าใช้จ่าย ทางกรมการข้าวและกระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีโดยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (เนคเทค) จึงร่วมกันพัฒนาเครื่องตรวจคุณภาพข้าวทั้งข้าวเปลือกและข้าวโดยใช้เทคโนโลยีโฟโตนิกส์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ผสมผสานความรู้ทาด้านแสง อิเล็กทรอนิกส์และซอฟท์แวร์ด้วยกัน

ผลจากความร่วมมือดังกล่าวพัฒนาออกมาเป็นเครื่องตรวจทั้งหมด 3 ชุดคือ เครื่องตรวจเมล็ดข้าวแดง เมล็ดข้าวเหนียว หรือเมล็ดข้าวเจ้าที่ปนมากับเมล็ดพันธุ์ เครื่องตรวจคุณภาพเมล็ดข้าว และเครื่องมือวัดคัพภะของเมล็ดข้าว ซึ่งเพิ่งมีการส่งมอบจากเนคเทคให้แก่กรมการข้าวเมื่อวันที่ 10 มี.ค.ที่ผ่านมา ณ โรงแรมวรบุรี อโยธยา คอนเวนชั่น รีสอร์ท จ.พระนครศรีอยุธยา

ด้าน นายจักรกฤษณ์ กำทองดี ผู้ช่วยนักวิจัยห้องปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ เนคเทค สมาชิกทีผู้พัฒนาเครื่องตรวจคุณภาพเมล็ดข้าว อธิบายถึงเครื่องที่พัฒนาขึ้นว่า แทนที่จะใช้ตาคนวัดเมล็ดข้าวทีละเมล็ด ก็เปลี่ยนใช้ซีซีดีในเครื่องแสกนเนอร์แทนตาคน โดยเมื่อจัดเรียงเมล็ดข้าวในถาดจัดเรียง แล้วนำเข้าเครื่องตรวจ สแกนเนอร์จะบันทึกภาพเพื่อเข้าสู่การประมวลผลด้วยภาพที่ได้เขียนโปรแกรมให้คอมพิวเตอร์วัดขนาด สีและตรวจดูลักษณะท้องไข่ของเมล็ดข้าว ดดยกระบวนการทั้งหมดใช้เวลาเพียง 1 นาที

ส่วนเครื่องวัดขนาดคัพภะซึ่ง โกษม ไชยถาวร นักวิจัย ห้องปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ เนคเทค ร่วมพัฒนาด้วยนั้น มีช่องสำหรับใส่ถาดเมล็ดข้าวสารที่เลื่อนตรวจได้ทีละเมล็ด และตรงส่วนรับภาพของเครื่องตรวจ โดยการส่วนของคัพภะหรือจมูกข้าวและพื้นที่ส่วนใหย่ของเมล็ดข้าวจะให้ค่าสีและแสงที่แตกต่างกัน โปรแกรมจึงคำนวณพื้นที่ทั้งสองส่วนออกมาเป็นเปอร์เซนต์ได้

สุดท้ายเป็นเครื่องตรวจการปนของเมล็ดข้าวแดง เมล็ดข้าวเหนียวและเมล็ดข้าวเจ้าในในเมล็ดพันธุ์ โดย ประสิทธิ์ ป้องสูน นักวิจัย ห้องปฏิบัติการวิจัยเทคโนโลยีโฟโทนิกส์ เนคเทค อธิบายว่า ปกติข้าวจะมีการกลายพันธุ์เป็นข้าวแดงซึ่งเมื่อแกะเปลือกออกจะเห็นเมล็ดเป็นสีแดง และระหว่างการปลูกหรือขนส่งอาจมีการปะปนระหว่างข้าวเหนียวและข้าวจ้าว จึงต้องการตรวจสอบการปน โดยลักษณะเมล็ดข้าวที่ยังไม่สีนั้นแยกด้วยตาเปล่าได้ลำบากและต้องอาศัยความเชี่ยวชาญ จึงได้พัฒนาเครื่องตรวจดังกล่าว ซึ่งใช้การสแกนภาพด้วยสแกนเนอร์ โดยลักษณะพันธุ์ที่แตกต่างกันจะให้สีและความเข้มแสงที่แตกต่างกัน และเขียนอัลกอริทึมให้โปรแกรมช่วยในการคัดแยก