Determinación de la concentración de minerales en malanga morada (Colocasia esculenta (L.) Schott) mediante el uso de la espectroscopia VIS/NIR

Fecha

2016-06-03

Autores

Sánchez Valle, Sandra Adyenne

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Editor

Universidad Central "Marta Abreu" de Las Villas. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Departamento de Ingeniería Agrícola.

Resumen

La investigación se desarrolló con el fin de determinar la concentración de minerales en tres clones de malanga morada mediante el uso de la técnica de espectroscopia Vis/NIR, para la obtención de resultados más precisos con menor gasto de recursos y tiempo. Los espectros de las muestras de malanga fueron obtenidos en condiciones de laboratorio, mediante la utilización de un espectrofotómetro Vis/NIR portátil en el modo de reflectancia, ajustándose un rango de longitud de onda entre 379 – 1700 nm. Los modelos matemáticos se desarrollaron en Matlab 7.9 mediante técnicas multivariadas de regresión de mínimos cuadrados parciales (PLS). Esta técnica facilitó la correlación entre los espectros de reflectancia y las concentraciones de Ca, Mg, Mn, Cu, Na, K, Fe, Zn determinados por métodos convencionales. El método de pre-tratamiento espectral utilizado fue el de Corrección de Señal Multiplicativa (MSC), Primera Derivada de Savitzky – Golay, Suavizado y Centrado medio. Se utilizó la técnica de validación cruzada (Leave One Out), para optimizar la complejidad de los modelos. Los mejores resultados en la predicción de las concentraciones de minerales en el clon 204 se obtuvieron en Fe (R 2 = 0.92) y Mn (R 2 = 0.99), en el clon 206 los minerales mostraron un coeficiente R 2 superior a 0.80, excepto en Ca (R 2 = 0.70), y en el clon 207 los coeficientes R 2 fueron superiores a 0.90 en todos los minerales analizados, excepto en Cu (R 2 = 0.81).
The research work was carried out in order to determine the mineral concentration in three clones of purple taro using the Vis/NIR spectroscopy technique for obtaining accurate results with low resources and time effective. The sample spectra were obtained in laboratory conditions by means of a portable Vis/NIR spectrophotometer in reflectance mode, with a wavelength range between 379 – 1700 nm. The mathematical models were developed in Matlab 7.9 by means of multivariate techniques of Partial Least Square Regression (PLS). This technique allowed the correlation between the reflectance spectra and the concentrations of Ca, Mg, Mn, Cu, Na, K, Fe, and Zn determined with conventional methods. The spectral pre-treatment method was the Multiplicative Signal Correction (MSC), First Derivative of Savitzky – Golay, Smoothing and Mean Center. The cross-validation technique (Leave One Out) was used to optimize the models complexity. The best prediction results of mineral concentrations in clone 204 were obtained in Fe (R 2 = 0.92) and Mn (R 2 = 0.99); in clone 206 all minerals showed a R 2 coefficient highest than 0.80, with the exception of Ca (R 2 = 0.70); in clon 207 the R 2 coefficients were highest than 0.90 in all minerals analyzed, with the exception of Cu (R 2 = 0.81).

Descripción

Palabras clave

Malanga morada, Espectroscopia Vis/NIR

Citación