Visible-near infrared spectroscopy and hyperspectral imaging for ensuring meat quality and authenticity
El comercio ético se sustenta en la transparencia como principio fundamental, exigiendo, por ende, la declaración clara y precisa de los atributos de un producto: especie animal que lo compone, el origen geográfico, y el listado detallado y cuantificado de los ingredientes que contiene, entre otros...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Recursos: | Universidad Pública de Navarra |
| Repositorio: | Academica-e. Repositorio Institucional de la Universidad Pública de Navarra |
| OAI Identifier: | oai:academica-e.unavarra.es:2454/55802 |
| Acesso em linha: | https://hdl.handle.net/2454/55802 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palavra-chave: | Visible-near infrared spectroscopy Hyperspectral imaging Meat quality |
| Resumo: | El comercio ético se sustenta en la transparencia como principio fundamental, exigiendo, por ende, la declaración clara y precisa de los atributos de un producto: especie animal que lo compone, el origen geográfico, y el listado detallado y cuantificado de los ingredientes que contiene, entre otros aspectos. Dada la naturaleza heterogénea de los productos cárnicos, los ingredientes que los componen no pueden identificarse a simple vista. Por ello, en los procesos productivos pueden darse prácticas fraudulentas, ya sean realizadas de manera intencionada o no. Este hecho puede generar alertas de salud pública, atentar contra las tradiciones culturales de las personas, o simplemente suponer una no conformidad con la información de la etiqueta. La confianza de los consumidores en los alimentos en general, y en los productos de origen animal en particular, está sujeta a las garantías de calidad que se ofrecen. Tradicionalmente, la evaluación de la calidad de la carne se ha llevado a cabo mediante protocolos de naturaleza destructiva, costosos y que además precisaban de reactivos químicos. Así, las tecnologías basadas en espectroscopía emergen como una alternativa inteligente que no requiere la destrucción y/o contacto con la muestra. Por lo tanto, este proyecto de Tesis Doctoral se centra en la aplicación de técnicas espectroscópicas en las regiones del espectro visible e infrarrojo cercano, ya sea individualmente o combinadas con imágenes hiperespectrales, para diferenciar carne y productos cárnicos en base a parámetros de calidad ante y postmortem. La estructura de la presente memoria está organizada tal y como se detalla. En primer lugar, se incluye una breve introducción a los fundamentos e instrumentación Vis-NIRS y HSI. Posteriormente, se presenta una revisión bibliográfica que incluye los estudios más relevantes publicados en la última década en relación con el tema de estudio. En ella, se discuten las principales aplicaciones de la espectroscopia Vis-NIR y la técnica HSI en carne y productos cárnicos. A continuación, se presentan 4 estudios concretos de aplicación práctica. Para el desarrollo de estos, los datos espectrales se tomaron con diversos espectrofotómetros, incluyendo equipos portátiles y miniaturizados NIRS, y una cámara hiperespectral de sobremesa sensible en el rango NIR. El tratamiento de datos se realizó mediante análisis multivariante (quimiometría) empleando el software MATLAB®. Se probaron tanto algoritmos no supervisados para explorar el comportamiento de los datos espectrales (análisis de componentes principales, PCA), como análisis cualitativos supervisados (análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales, PLS-DA y máquinas de vectores de soporte, SVM) para discriminar las muestras cárnicas en sus correspondientes categorías. El objetivo general del presente proyecto de Tesis Doctoral gira en torno a la aplicación y evaluación de técnicas espectroscópicas para discriminar canales, carne, grasa o productos cárnicos según diversos parámetros (sistema de alimentación, calidad de carne y declaración en el etiquetado). En los dos primeros estudios se analizó cómo las tecnologías Vis-NIR o HSI pueden implementarse para diferenciar canales y carne de vacuno según la alimentación proporcionada a los animales. Para ello, se estudió el potencial individual de cada región (Vis/NIR) así como la combinación de las propiedades texturales y espectrales de las imágenes HSI. En el tercer estudio, las muestras de carne se clasificaron según los valores de terneza instrumental. Finalmente, en el último estudio se propuso un método de cribado para garantizar que las hamburguesas de vacuno “Burger meat” cumplían la normativa vigente en cuanto a los valores permitidos de proteína vegetal añadida. Los altos ratios de muestras bien clasificadas que se alcanzaron en los mencionados estudios demostraron que las técnicas basadas en espectroscopía pueden integrarse en línea para controlar y garantizar la calidad y autenticidad de la carne, a pesar de que el salto a escala industrial todavía está por realizarse. |
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