Universitatea Politehnic Bucureti Facultatea de Chimie Aplicat i tiinta Materialelor Specializarea: Protecia Consumatorului, Controlul Calitii Produselor Master ANUL I

Universitatea Politehnic BucuretiFacultatea de Chimie Aplicat i tiinta MaterialelorSpecializarea: Protecia Consumatorului, Controlul Calitii ProduselorMaster ANUL I

Bucureti 2015MODELE DE REGRESIE HYPERSPECTRALE ALE CIUPERCILOR

113.2.1 MODELE DE REGRESIE HYPERSPECTRALE PENTRU CIUPERCILE DIN IMAGINE13.2.5.1 Predicia atributelor de calitate pentru ciupercile feliateCiupercile feliate sunt un sector important al inductriei ciupercilor. Recenta extindere a cererii pentru ei este datorit consumatorilor care doresc de la productori i alimente pe care le folosesc ca ingredient (de exemplu, productorii de pizza). Cu toate acestea ciupercile feliate sunt mai predispuse la deteriorare dect cele ntregi. Termenul de valabilitate al ciupercilor feliate proaspete este scurtat din cauza efectelor ntlnite la feliere, care permit rspndirea bacteriilor pe suprafaa feliilor tiate i daunele celulelor HYPHAL, permind enzimei din substrat s formeze un anumit contact ct o culoare nchis a pigmentului.

Culoarea medie pentu 4 pachete alese aleatoriu(i.e.24 felii ) a fost calculat pentru fiecare punct de temperatur/ timp experimental. Msurtorile de culoare au fost efectuate folosind un standard D 65 de dufuzie al luminii CIE , cu un unghi de observare de 0 grade C si cu o zon de masurare cu un diametru de 25 mm.Culoarea a fost msurat din partea de mijloc a capului ciupercii (feliile de ciuperci au fost puse pe o plac neagr pe toat durata analizei) folosind un colorimetru de mn TRITIMULUS (MINOTTA,modelul CR 331, OSAKA JAPAN). Au fost realizate 3 citiri (de fiecare dat relizndu-se din aceeai poziie) pe fiecare felie raportndu-se astfel valori medii). Analizele au fost nregistrate n laboratorul CIE COLOR SPACE, intensitatea luminii L* i coordonatele cromatice variaz a* (rou-verde) i b* (galben).

Capitolul 13: Utilizarea imaginilor hyperspectrale pentru evaluarea calitii ciupercilor

Modelul (Williams,1987) Rossel et.al. (2007) a stabilit c valorile RPD< 1,0; ntre 1,0 i 1,4; ntre 1,4 ; 1,8 i 2; i 2 i 2,5 i mai mare de 2,5 indic foarte slab, slab, corecte, bune, foarte bune i performante excelente din modelul respectiv. Pe baza acestei clasificri, modelele de regresie au fost efectuate de la slab la excelent pentru atributele prediciei de calitate a ciupercii; atunci cnd sunt aplicate independent, setul de teste rapid RPD variaz de la 1,5 (b- valoarea) la 6,5 ( L- valoarea). Un set redus de 20 de lungimi de und a fost obinut cu ajutorul prediciei calitii ciupercilor folosind cea mai bun ( echip de baz pe Dezvoltare, 2008), subset de selecie. Lungimile de unde optime au fost estimate ca 450,460, 470, 480, 520, 530, 540, 560, 570, 600, 630, 640, 650, 660, 680, 690, 710, 740, 770, i 780 mm. Principalele componente de regresie au fost aplicate la acest set redus de variabile.13.2.5.2 Predicia atributelor calitii pentru ntreaga ciuperc.Coninutul de umiditate pentru ciupercile ntregiConinutul tipic de umiditate al ciupercilor ambalate n flacoane din polipropilen si anume, tvi, sunt supra-nvelite n policrorur de vinil (este o ambalare comun pentru gama din industria ciupercilor), s-au fcut msurtori pe o durat de o sptmn n condiiile mediului ambiant de 19C i o umiditate relativ de 40-60 % din intervalul 93,40 0,62 %, iar la o saptmn dup recoltare s-a obinut 62,72 1,93. A fost cercetat potenialul de imagistic hyperspectral pentru coninutul de umiditate al ciupercilor n acest interval. Pentru setul de validare au fost recoltate 48 de ciuperci calitatea I, fiecare cu un diametru de 3-5 cm. Masa iniial a fost observat, ciupercile au fost uscate la patru nivele potrivit coninutului de umiditate (93,40 0,62 %; 82,76 2,11 %; 73,20 2,60% i 60,89 4,32%), folosind usctor cu aer cald la 45 C 1C. Probele au fost ndeprtate din cuptor la intervale de 0, 30, 60 i 120 minute i depozitate timp de 30 minute, ntr-un desicator, nainte fiind cntrite i dobndind imaginea hyperspectral. Umiditatea din fiecare ciuperc a fost msurat folosind metoda cuptorului, adic, probele au fost aduse ntr-un cuptor cu aer cald la temperatura de 100 C timp de 48 h i coninutul de umiditate a fost evaluat prin diferena de mas i exprimat n procente. Spectrele medii au fost extrase din imaginea hyperspectral a fiecrei ciuperci; modelul de regresie a fost construit dup regresia partial ptrat.

Modelele PLSR au fost dezvoltate pentru a prezice coninutul de umiditate al ciupercilor cu un model PLSR alctuit din patru component R2 = 0,81 i RMSECV= 550 pentru setul de testare. Valoarea RPD a fost obinut n studiul de la 2.12 i 2.0 pentru calibrare i setul de teste respectiv. Aceast comparaie favorabil cu date raportate anterior privind predicia coninutului de umiditate n ciuperci folosind spectre n intervalul 400 -1000 lungimi de und; eroarea standard n ap de 2,89 a dat RPD de 3,1 pentru 10 componente din modelul PLS.Pentru a demonstra performanele modelului de pe suprafaa ciupercii, informaiile care prezic coninutul de umiditate al ciupercilor uscate pentru diferite perioade de timp, fiind aplicat modelul PLSR de 4 componente a SNV care au fost pretratate cu ajutorul imaginilor hyperspectrale .Valoarea medie a pixelilor din fiecare imagine, care reprezenta coninutul de umiditate a fost de asemenea calculat i prezentat. n general, literatura de specialitate pentru ciuperci cu diferite valori pentru coninutul de umiditate arat valoare bun pentru umiditatea ciupercii din intervalul studiat. Folosind HSI putem diferenia coninutul de umiditate care permite o bun interpretare cu privire la deshidratarea ciupercilor la suprafa. Culoarea ciupercilorCuloarea reprezint cel mai important indicator de calitate pentru ciupercile Agaricus bisporus, care atunci cnd sunt proaspete culoarea lor este alb, iar n timpul depozitrii cnd ele ating sfritul vieii devin maronii i decolorate. Convenional metoda de clasificare a ciupercilor, furniznd astfel informaii valoroase despre distribuia lumin pe toat suprafaa ciupercii. Pentru a creea grupuri de diferite nivele de calitate, ciupercile au fost supuse unor daune vibraionale. Acest lucru s-a realizat prin agitarea unui numr de 24 de ciuperci (poziionate cu capul n jos) ntr-o cutie de plastic la 400 rmp n timpi diferii ( 30-600 s).n acest mod vibraia ciupercilor ct i reyultatul impactului ntre ciuperci, conduce la dezvoltarea unor nsumri pe suprafaa ciupercilor, iar diferenele de distrugere au fost alese pentru a genera o mostr de ciuperci ce variaz de la o calitate nalt spreo calitate mic, precum este demonstrat i n scara de clasificare din tabelul 13.1. Dup vibraii, ciupercile au fost clasificate n diferite clase, precum U- deteriorate, Dn- deteriorate prin vibraii timp de n secunde (n=30, 60, 120, 300, 600 s.). Pentru seturile 1, 2, 24, ciupercile au fost examinate n funcie de daune. Imaginile hyperspectrale au fost imediat obinute dup daunele impactului indus. Pentru fiecare scanare, 8 ciuperci au fost puse pe un suport special ( aplicarea hrtii negre pe fundal), iar sonda se folosete cu ntreg echipamentul imaginii hyperspectrale.

CONCLUZII

n general, cercetrile arat c HSI este un instrument valoros pentru evaluarea ciupercilor cu capacitatea pentru estimarea coninutului de umiditate, de culoare, textur, precum i identificarea daunelor pe suprafaa ciupercilor din cauza vibraiilor. S-au fcut diferite abordri pe ciupercile prezentate pentru fiecare abordare, evalund chiar i datele imaginisticii hyperspectrale. Pretratamentele spectrale pot fi aplicate pentru a reduce variabilitatea imaginilor hyperspectrale ale ciupercilor provenite de pe suprafaa lor. Activitatea viitoare poate include examinarea potenialului HSI pentru evaluarea calitii ciupercii n ambalaje i capacitatea acestei tehnici pentru detectarea corpurilor strine ( de exemplu- prezente n carcas), clasificarea microbian versus daunele fizice i predicia activitii enzimei de pe suprafaa ciupercilor.Modelele dezvoltate ar putea fi folosite pentru a identifica loturile ciupercilor sub-standard, nainte ca daunele s fie vizibile i s se transforme ntr-o clasificare non-distructiv a post-recoltrii pentru calitatea ciupercilor.V mulumesc pentru atenie !!!