Resultado Proyecto
Tecnología NIRS: estrategia para la puesta en valor de las producciones
Referencia: RTA2010-00128-00-00. Organismo financiador: Ministerio de Ciencia e Innovación. Importe: 115.000 €. Duración: 2010-2013.
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Equipo investigador
Begoña de la Roza Delgado. SERIDA
Ana Soldado Cabezuelo. SERIDA
Alejandro Argamentería Gutiérrez. SERIDA
Thomas Fearn. UCL (UK)
Resultados y conclusiones
Uno de los objetivos más importantes de cara al convencimiento del sector agro-ganadero para la implantación de métodos de control in-situ y on-site, es aprovechar las bases de datos espectrales obtenidas durante años(y que contienen información representativa), en los nuevos instrumentos que aparecen en el mercado. Por ello, el gran esfuerzo del desarrollo de este proyecto ha sido constatar la posibilidad de transferir bases de datos y modelos de calibración desarrolladas durante años en equipos de altas prestaciones científico-técnicas como son los monocromadores, a equipos con mayor o menor grado de portabilidad. De este modo, ha sido posible demostrar que el bagaje del trabajo realizado previamente por un grupo de investigación con un equipo determinado, puede ser implementado en otros instrumentos sin necesidad de empezar de cero cada vez que se requiera aplicar un nuevo avance de investigación.Se pone así en valor el trabajo previo de I+D+i en tecnología NIRS. Estos hechos avalan que, la metodología utilizada y los resultados obtenidos en el proyecto son de una indudable relevancia científica y tecnológica.
Figura 1. Escalas de absorbancia y rango de las longitudes de onda en los instrumentos utilizados: Foss NIRSystems 6500 SY-II (Master- at-line): rango de trabajo 400- 2500nm. Zeiss Corona vis-NIR1.5: rango de trabajo 302- 1711nm. Phazir 1624, Polychromix Inc.: rango de trabajo 1600–2400 nm.
Los resultados obtenidos permiten asegurar que:
- Se ha optimizado el uso de sensores NIRS portátiles para la recogida de la información espectral.
- Se han desarrollado los algoritmos de interpolación de los datos espectroscópicos para la transferencia de datos espectrales entre diferentes instrumentos.
- Se han desarrollado las estrategias de clonación por tipo de producto.
- Se ha validado externamente la transferencia modelos de predicción NIRS, obteniéndose estadísticos satisfactorios (t de Student y/o errores estándar de predicción (SEP)).
Las bibliotecas de espectros recogidos en equipos at-line sobre muestra intacta, pueden ser transferidas a otros equipamientos NIRS portátiles, menos sensibles a cambios de temperatura y humedad, posibilitando su utilización en campo.
De forma general y por tipo de alimento estudiado, se puede concluir que:
Ensilados de hierba:
Es posible transferir con éxito, con ortogonalización, calibraciones NIRS para predecir la composición química de ensilados de hierba intactos de un instrumento NIR at-line (mocromador) a un instrumento NIR in-situ (dioda array). En particular ni el corte del rango espectral ni el pretratamiento matemático daña el rendimiento predictivo de las calibraciones.
Piensos compuestos y materias primas:
Se ha demostrado la importancia del sistema óptico para la aplicación de la tecnología NIRS en el control de calidad de muestras intactas a nivel industrial y agrícola. Un reducido tamaño de ventana instrumental (baja sensibilidad) limita la extracción de información espectral relevante para poder obtener una satisfactoria predicción de parámetros nutritivos en alimentos con tamaños de partícula grandes.
Ensilados de maíz:
La tecnología NIRS ha mostrado su aplicabilidad para obtener información en tiempo real, sobre constituyentes nutricionales y fermentativos de ensilados de maíz de forma intacta a pie de campo.
Los resultados de la evaluación de transferencia en alimentos en forma intacta, han demostrado la importancia de las condiciones instrumentales para establecer un buen control de calidad on-site. Para obtener una implementación satisfactoria de un sensor NIR es fundamental la selección del dispositivo adecuado y aunque los avances tecnológicos en instrumentación NIRS han permitido el establecimiento y evaluación de aplicaciones on-site/in-situ a nivel de explotación, es necesario continuar con nuevos avances tecnológicos que permitan la aplicabilidad de estos sensores portátiles en un campo tan complejo y heterogéneo como son las matrices empleadas en la nutrición animal.
No obstante, para que la implementación de esta tecnología a nivel de explotación sea una realidad, necesita el diseño de plataformas de apoyo a la toma de decisiones, que faciliten el análisis e interpretación de los resultados obtenidos a los usuarios. La mayoría de estas aplicaciones NIRS dependen de distintos softwares para el tratamiento de los datos espectrales recogidos y los equipos NIRS portátiles cuentan con software de tratamiento de datos muy limitado. Una posible opción para poner en valor todo el trabajo hasta aquí desarrollado y facilitar la implementación, se basa en el diseño y desarrollo de una interfaz gráfica (GUI, Graphical User Interface), para que el usuario se comunique de forma sencilla con un sistema que puede tener incorporados diversos algoritmos de tratamiento y análisis de datos, espectrales en este caso, para obtener directamente los resultados finales de la calidad de un alimento o ingrediente.
Considerando estos aspectos, el grupo NIRS de la Universidad de Córdoba, liderado por la Prof. Ana Garrido-Varo, ha comenzado con el diseño de una plataforma, que se estructurará con el desarrollo del proyecto coordinado por el SERIDA RTA2012-00063.