09 de Diciembre de 2019
Artículo de divulgación

Utilización de análisis de imágenes para la interpretación de fenómenos en alimentos

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Utilización de análisis de imágenes para la interpretación de fenómenos en alimentos

 

El color en la carne vacuna representa uno de los atributos más importantes y decisión de compra de los consumidores vinculada a su frescura. La Alta Presión Hidrostática (APH) proporciona una tecnología alternativa de conservación de alimentos para armonizar la demanda de los consumidores de un producto de alta calidad sin perder sus nutrientes, ni agregar conservantes químicos u otro tratamiento térmico. La presión elevada (100-800 MPa) actúa de manera casi instantánea en todo el alimento: independientemente del tamaño, la forma o la composición dentro de un recipiente de alta presión. Sin embargo, la presión puede inducir modificaciones de los parámetros de color de la carne, tales como luminosidad (L *); coordenadas rojo/verde (a *) y coordenadas amarillo/azul (b*) o diferencia de color (ΔE).

Tres músculos (bloques) fueron cortados en rodajas de espesor = 20 mm y luego envasadas al vacío. Todos los experimentos se llevaron a cabo en un equipo de APH construido a medida (800 ml). Los experimentos se realizaron con tres variables independientes: rango de Presión: [156,8; 493,2] MPa, rango de Tiempo de mantenimiento de presión [1,59; 18,41] min y el rango de Temperatura del fluido de transmisión de presión [-1,82; 31,82] ° C. Se utilizó un diseño compuesto central (CCD) para evaluar el efecto de APH en los músculos de carne fresca y congelada (Semitendinosus bovino). El diseño fue bloqueado ortogonalmente.

Para cada muestra de carne fresca y congelada procesada por APH fueron tomadas cuatro fotografías y mediante análisis de imágenes se realizó   la conversión de valores RGB al sistema CIE Lab (Octave 4).  Se calculó la diferencia entre los valores de los parámetros de color (L *, a *, b *, ΔE *) de muestras no presurizadas (congeladas y frescas).

El efecto del proceso se evaluó utilizando un modelo de regresión múltiple polinomial de segundo orden. El análisis de varianza (ANOVA, α = 0.05) evidenció que el ΔL * de las muestras de carne fresca disminuye con el cuadrado de tiempo, temperatura y presión. También se obtuvo una interacción positiva entre temperatura y presión, lo que indica que la luminosidad aumenta con ambas variables, donde la temperatura es más relevante que la presión. Según otros autores, se observa un efecto de "blanqueamiento" mientras que el color rojo de la carne fresca se convirtió en un color rosa más pálido, este resultado vincula al efecto del tratamiento con APH sobre el contenido de agua de la carne fresca, mientras que las muestras congeladas se encuentran protegidas contra el deterioro del color por el efecto de la presión. El análisis también mostró que el método de procesamiento de imágenes aplicado fue capaz de detectar diferencias de color estadísticamente significativas entre muestras congeladas y frescas presurizadas.

 

 

 Image processing based method applied on food samples


Meat is highly perishable good where colour represents an attribute that   determines the buying decision of consumers by freshness appearance. To address this, High Hydrostatic Pressure (HHP) provides an alternative food-preservation technology to harmonize consumer demand for a high-quality product without losing its nutrients, nor adding chemical preservatives.  Here elevated pressure (100-800 MPa) acts in a quasi-instantaneous manner throughout the food: Independent of the size, shape or composition inside a high pressure vessel. However pressure can induce modifications of meat colour parameters such as lightness (L*), redness (a*), yellowness (b*) or total color difference (ΔE*).

The rotable central composite design (CCD) technique was applied to evaluate the effect of HHP on frozen and fresh meat muscles (Semitendinosus bovino).  Experiments where conducted with three independent variables: pressure range: [156.8;493.2]MPa, holding time range [1.59;18.41] min and the range of temperature of the pressure transmission fluid [-1.82;31.82 ]°C The design was orthogonally blocked; three muscles (Blocks) were sliced (thickness=20mm) and processed in vacuum packaging. All experiments were carried out in a computer-controlled custom-built pressure-vessel with a sample volume of 800 ml.

After HPP treatment, all meat samples were removed from the packages and recorded their images with a high resolution camera using the same background, position and light source. An image processing method provided the conversion from RGB values to CIE Lab system. This system is related to human color perception in all three dimensions or directions of color space expressing the results as L*,a*,b*.We calculated a difference between color parameters values (L*, a*, b*, ΔE*) from unpressurized samples (frozen and fresh).

The process effect was evaluated using a second-order polynomial multiple regression model.  Analysis of variance (ANOVA, α=0.05) showed that the lightness (ΔL*) of fresh meat samples decreases with square of time, temperature and pressure. We also found a positive interaction between temperature and pressure, which indicates that luminosity  increases with both variables, where temperature is more relevant than pressure. According with other authors a ‘whitening’ effect is observed while the red colour of fresh meat turned into a much paler pink colour.  Moreover, this can be related with the effect of HHP treatment on the water content of the fresh meat while frozen samples are protected against pressure colour deterioration. The analysis also showed that the applied image processing method was able detect statistically significant color differences between   pressurized frozen and fresh samples.

Referencias

Personas involucradas extra INTA
Nagel, M. , Delgado A.
Áreas geográficas alcanzadas
    • Argentina
    • Buenos Aires
    • Hurlingham
Temas
Palabras clave