desarrollo de sistema informático para la determinación de adulteración por almidón en queso...
TRANSCRIPT
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
1/31
DESARROLLO DE SISTEMA INFORMTICO PARA LADETERMINACIN DE ADULTERACIN POR ALMIDNEN QUESO FRESCO BASADO EN LA TECNOLOGA DE
IMGENES HIPERESPECTRALES
M.Sc. Wilson Manuel Castro
Silupu
PROYECTO CONTRATO 220-2013-FINCyT-IA
1
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
2/31
2
La seguridad alimentaria es reconocida como una parte integral de
la calidad alimentaria y puede ser afectada, en cualquier etapa de
la produccin y/o manipulacin de los alimentos, con acciones
como la adulteracin de alimentos.
Esta es una accin intencional para degradar la calidad, antes,
durante o despus del proceso de produccin; bien sea por una
mezcla, sustitucin o la eliminacin de algunos componentes del
alimento.
INTRODUCCIN
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
3/31
!ttp"//###.la$lec!e.es/2%1%/%1/2&/nue'o$escandalo$sobre$la$adulteracion$de$la$mozzarella/
INTRODUCCIN
http://www.la-leche.es/2010/01/28/nuevo-escandalo-sobre-la-adulteracion-de-la-mozzarella/http://www.la-leche.es/2010/01/28/nuevo-escandalo-sobre-la-adulteracion-de-la-mozzarella/http://www.la-leche.es/2010/01/28/nuevo-escandalo-sobre-la-adulteracion-de-la-mozzarella/http://www.la-leche.es/2010/01/28/nuevo-escandalo-sobre-la-adulteracion-de-la-mozzarella/ -
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
4/31
(
En la industria l)ctea la adulteracin con !arinas es una
problem)tica com*n; en la lec!e fresca se adiciona !arina para
enmascarar la adicin de agua y en quesos tipo fresco y
mantecoso. Esto pone en e'idencia la necesidad de nue'os
mtodos y procedimientos de deteccin para asegurar la calidad
de los productos l)cteos.
INTRODUCCIN
!ttps"//###.facua.org/es/noticia.p!p+d-11&
https://www.facua.org/es/noticia.php?Id=1185https://www.facua.org/es/noticia.php?Id=1185https://www.facua.org/es/noticia.php?Id=1185https://www.facua.org/es/noticia.php?Id=1185 -
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
5/31
Las tcnicas pticas, no destructi'as, las im)genes
!iperespectrales 0 est)n siendo utilizadas actualmente en el
control de la calidad alimentaria
INTRODUCCIN
Figure 1.Representacion grfica de una imagen hiperespectral
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
6/31
3
En la industria l)ctea, la aplicacin de im)genes !iperespectrales
est) dirigida a la monitorizacin de procesos, el an)lisis
composicional, la prediccin de concentraciones de componentes, y
en general al control de la calidad y seguridad alimentaria.
En esta in'estigacin se desarrollo un mtodo para e'aluar la
adulteracin de queso fresco con !arina de ma4z, utilizando
im)genes !iperespectrales.
INTRODUCCIN
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
7/31
5
e utiliz lec!e fresca de 'acas 6rsey de la estacin ganadera
e7perimental 89!ac!apoyas: de la ni'ersidad odr4guez de ?endoza de 9!ac!apoyas ?, cuya
caracter4stica se muestra en la =abla 1;
!arina de ma4z adquirida en un mercado local y caracterizada
mediante espectrofotometr4a pectratar 2%% @L$>, nity
cientiAc siendo el contenido de almidn de 5&.%3 B p/p y
MATERIALES
Parmetro Valor
pH leche6.625
Grasa (%) .!55
"#tracto seco magro (%) $.1
&rote'na (%) .65
actosa (%) 5.$
*ensidad (g+cm) 1.12
&unto de congelaci,n (-) /.516
0inerales (%) .66
cide (Grados *ornic) 16
3a4la 1 aracteriacin de la leche utiliada
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
8/31
&
La metodolog4a utilizada en este trabaDo se di'idi en los siguientes
pasos"
a esarrollo de sistema
b Fdulteracin de muestras de queso fresco, durante el proceso de
produccin, con !arina de ma4z
c Fdquisicin de im)genes !iperespectrales
d 9onstruccin de modelos GL>
e Fplicacin de modelos de prediccin a im)genes !iperespectrales
de nue'as muestras
METODOLOGA
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
9/31
H
implementacin del sistema se inicia por el !ard#are
Figura 2. "lementos f4sicos del sistema de aduisicin de im)genes hiperespectrales a) cu4ierta e#terior 4)plataforma de muestra c) sistema de iluminacin d) c)mara espectrgrafo e) torre f) computador g) fuente de
alimentacin
a esarrollo de sistema
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
10/31
1%
Figura . 7istas de la cmara8 espectr,grafo sistema de iluminaci,n plataforma de muestra
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
11/31
11
Gosteriormente procedemos a implementar el soft#are; aunque
e7isten algunos, estos no cubren las necesidades particulares de
cada caso.
Software Desarrollador Aplicacin principal Fuentes
0atla4 3he 0ath/9or:s ;nc.8
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
12/31
12
Gor tanto se diseCa y desarrolla el soft#are a medida
Figura @. "tapas del tra4ao
FuenteI daptado de Fairle (211)
a esarrollo de sistema
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
13/31
1
b Fdulteracin de muestras de queso fresco, con !arina de ma4z
Figura 5. diagrama de fluo para la preparacin de muestras
a relaci,n harina + leche se e#presa en g+
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
14/31
1(
c Fdquisicin de im)genes !iperespectrales
d 9onstruccin de modelos GL>
e Fplicacin de modelos de prediccin a im)genes
!iperespectrales de nue'as muestras
Estos pasos se realizaron utilizando el sistema implementado
en el paso a y siguen el )rbol de decisiones mostrado en la
siguiente Agura.
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
15/31
1Figura 6. Descripcin esquemtica del procedimiento eperimental
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
16/31
13
Figura . eles en el diseCo de un softEareFuenteI daptado de 0connell8 2@)
Figura 1. *escripcin del softEare en 4ase a su estructura enmdulos
Figura $. *etalle del su4sistema desarrollado
Figura !. ruitectura del sistema
a esarrollo de sistemaRESULTADOS
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
17/31
15
Figura 11. 0odulo deteccin de adulteracin deueso fresco por harina de ma4
I!"##$%&'($ #$)'*(!% +# M&%"&,2010 &
Figura . eles en el diseCo de un softEareFuenteI daptado de 0connell8 2@)
RESULTADOSa esarrollo de sistema
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
18/31
1&
Figura 12. =arra de herramientas de la aplicacin HperJ1I a) rea 4) Apectrac) ine
a esarrollo de sistemaRESULTADOS
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
19/31
1H
Figura 1. &rincipales >entanas de la aplicacin inform)tica a)>entana principal 4) >entana de entrenamiento c) >entana de
opciones del sistema
a esarrollo de sistemaRESULTADOS
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
20/31
2%
b Fdulteracin de muestras de queso fresco, con !arina de ma4zRESULTADOS
3a4la . *atos de la caracteriaci,n de muestras
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
21/31
21
Iigura 1( a imagen >JK b imagen de intensidad a (&% nm c imagen de> circular
Iigura 1. E7traccin de informacin espectral en la >
RESULTADOSc Fdquisicin de im)genes
!iperespectrales
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
22/31
22
RESULTADOSc Fdquisicin de im)genes
!iperespectrales
Iigura 13. GerAles espectrales promedio de los diferentestratamientos
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
23/31
2Figura 6. Descripcin esquemtica del procedimiento eperimental
RESULTADOS
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
24/31
2(
Iigura 15 Estructura del modelo GL>
Iigura 1& Keta coeAcientes del modeloGL>
RESULTADOSd esarrollo de modelos GL>
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
25/31
2
Iigura 1H. FDuste del modelo GL> reducido
RESULTADOSd esarrollo de modelos GL>
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
26/31
23Figura 6. Descripcin esquemtica del procedimiento eperimental
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
27/31
25
e Fplicacin de modelosRESULTADOS
Iigura 2%. m)genes >JK de una repeticin de cadatratamiento
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
28/31
2&
e Fplicacin de modelosRESULTADOS
Iigura 21. m)genes de intensidad a (% nm
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
29/31
2H
e Fplicacin de modelosRESULTADOS
Iigura 22. m)genes en escala de grises con )reasanmalas eliminadas
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
30/31
%
e Fplicacin de modelosRESULTADOS
Iigura 2. m)genes quimiomtricas de una repeticin de cadatratamiento
-
7/23/2019 Desarrollo de Sistema Informtico Para La Determinacin de Adulteracin Por Almidn en Queso Fresco Basado en La Tecnologa de Imgenes Hiperespectrales
31/31
1
e !a mostrado que la aplicacin de la tcnica de im)genes
!iperespectrales al an)lisis de la adulteracin por !arina de
ma4z en queso fresco permite detectar la presencia de dic!o
adulterante; en base a la relacin entre la reMactancia y el
contenido de almidn en muestras de queso fresco.
Los modelo para predecir el contenido de almidn mediante la
tcnica GL> contaron con coeAcientes de correlacin >2 de
%.H1 y %.HH& para el modelo completo y modelo reducido
respecti'amente; por tanto se propone como meDor la
prediccin por la mayor robustez del mismo.
CONCLUSIONES