น้ำตาล (sugar) เป็นสารประกอบคาร์โบไฮเดรตประเภทโมโนแซ็กคาไรด์ (monosaccharide) และไดแซ็กคาไรด์ (disaccharide) ซึ่งมีอยู่ในพืช ผลไม้ อาหาร และเครื่องดื่มต่าง ๆ น้ำตาลที่พบในผักและผลไม้ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของน้ำตาลโมเลกุลเดี่ยว (monosaccharides) และน้ำตาลโมเลกุลคู่ (disaccharides) โดยน้ำตาลที่เป็นองค์ประกอบหลักที่สำคัญในผัก และผลไม้ ได้แก่ ซูโครส (sucrose) กลูโคส (glucose) ฟรุกโตส (fructose) และซอบิทอล (sorbitol) น้ำตาลนอกจากจะเป็นสารที่ให้ความหวานแล้วยังเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญของร่างกายอีกด้วย จากความสำคัญของน้ำตาลดังที่กล่าวไปแล้ว ส่งผลให้ปริมาณน้ำตาลถูกนำมาใช้เป็นตัวชี้วัดสำหรับประเมินคุณภาพผลผลิตทางการเกษตร อุตสาหกรรมอาหาร อุตสาหกรรมเครื่องดื่ม และสุขภาพ เป็นต้น
สำหรับการตรวจวัดปริมาณน้ำตาลสามารถทำได้หลายวิธี ได้แก่ เรแฟกโตมิเตอร์ (refractometer), โพลาริ-มิเตอร์ (polarimetry), โครมาโทกราฟี (chromatography), เซ็นเซอร์ชีวภาพ (biosensor), และ สเปกโตสโคปี (spectroscopy) เป็นต้น อย่างไรก็ตามวิธีการดังกล่าวข้างต้นยังคงต้องใช้เวลาในการวัดที่นาน ใช้จำนวนตัวอย่างที่มาก มีกระบวนการในการเตรียมตัวอย่างที่ซับซ้อน อุปกรณ์มีราคาสูง นอกจากนี้ยังต้องใช้บุคลากรที่มีความเชี่ยวชาญสูงในการใช้งานซึ่งต้องเสียค่าใช้จ่ายในการฝึกทักษะที่สูงและยาวนาน จากอุปสรรคและข้อจำกัดดังกล่าวจึงนำมาซึ่งการพัฒนาเซ็นเซอร์ และเทคนิคในการตรวจวัดความเข้มข้นของน้ำตาลโดยอาศัยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านไมโครเวฟของคณะผู้วิจัยจากหน่วยปฏิบัติการวิจัยนวัตกรรมเลียนแบบธรรมชาติเพื่อความยั่งยืนทางการเกษตร สุขภาพ สิ่งแวดล้อม และพลังงาน คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหาสารคาม ซึ่งประกอบด้วย ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.สุภกร หาญสูงเนิน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.อุฤทธิ์ เจริญอินทร์ และอาจารย์ ดร.อนุวัฒน์ วันทอง โดยคณะผู้วิจัยได้พัฒนาไมโครเวฟเซ็นเซอร์สำหรับตรวจวัดความเข้มข้นของน้ำตาลขึ้น โดยเป็นการตรวจวัดแบบไม่ทำลาย มีโครงสร้างขนาดเล็ก น้ำหนักเบา และสามารถแสดงผลได้แบบเวลาจริง เป็นต้น ซึ่งผลการวิจัยดังกล่าวสามารถตีพิมพ์ในวารสารวิชาการระดับนานาชาติที่เป็นที่ยอมรับอย่างต่อเนื่อง (S. Harnsoongnoen et al., 2016, S. Harnsoongnoen et al., 2017, S. Harnsoongnoen et al., 2017, S. Harnsoongnoen et al., 2018)
เซ็นเซอร์ที่ทำการพัฒนามีโครงสร้างแสดงดังภาพประกอบที่ 1 ซี่งแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ๆ คือ ส่วนที่เป็นเซ็นเซอร์โครงสร้างสายนำสัญญาณแบบท่อนำคลื่นระนาบร่วมชนิดที่มีตัวกำทอนวงแหวนแยกโครงสร้างต่าง ๆ อยู่ด้านล่าง และส่วนบรรจุสารละลายน้ำตาลที่ใช้ในการทดสอบซึ่งมีโครงสร้างทรงกระบอกกรวง
เซ็นเซอร์และระบบตรวจวัดที่ทำการพัฒนาในครั้งนี้ทำงานโดยอาศัยหลักการของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในย่านความถี่ไมโครเวฟ จากการทดสอบวัดสารละลายน้ำตาล (ซูโครส ดี-กลูโคส ดี-ฟรุกโตส และซอบิทอล) ที่ความเข้มข้นระหว่าง 0.04 ถึง 0.20 g/ml พบว่าความเข้มข้นของสารละลายน้ำตาลทั้งสี่ชนิดที่นำมาทดสอบมีความสัมพันธ์โดยตรงกับสัมประสิทธิ์การส่งผ่าน (S21) ในลักษณะเชิงเส้น กล่าวคือสามารถหาความเข้มข้นของน้ำตาลแต่ละชนิดได้โดยทำการวัดผ่านค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านที่ได้จากเซ็นเซอร์ที่ทำการพัฒนา อย่างไรก็ตามผลการวิจัยดังกล่าวยังคงต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมอย่างต่อเนื่องเพื่อให้สามารถนำไปใช้ในการวัดหาความเข้มข้นของน้ำตาลที่มีความแม่นยำ ถูกต้อง และมีความจำเพาะมากขึ้น อย่างไรก็ดีจากผลการวิจัยดังกล่าวนับเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีในการพัฒนาและหาเทคนิคใหม่ ๆ สำหรับการตรวจวัดความเข้มข้นของน้ำตาลต่อไปในอนาคต
