Propuesta de modelos quimiométricos para establecer sistemas de trazabilidad de naranjas producidas en la región nordeste Argentina
Los mercados más competitivos de frutos cítricos requieren conocer el origen geográfico e identidad de estos, para lo que se necesita comprobar la identidad física de las muestras. La composición mineral de los vegetales obedece a patrones generales definidos para especies y variedades, pero c...
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| Autor principal: | |
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| Otros Autores: | |
| Formato: | Tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
Universidad Nacional del Nordeste. Facultad de Ciencias Agrarias
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositorio.unne.edu.ar/handle/123456789/50914 |
| Aporte de: |
| Sumario: | Los mercados más competitivos de frutos cítricos requieren conocer el origen
geográfico e identidad de estos, para lo que se necesita comprobar la identidad física
de las muestras. La composición mineral de los vegetales obedece a patrones
generales definidos para especies y variedades, pero cierta variabilidad se debe a
condiciones de los sitios en que crecen, por lo que los contenidos minerales
permitirían diseñar modelos matemáticos para definir su trazabilidad.
Esta tesis se ha realizado con los objetivos evaluar la presencia de marcadores
químicos de trazabilidad en jugos de frutas cítricas, mediante técnicas de huella
dactilar y de aprendizaje automático, con especial énfasis en la determinación de la
composición química multielemental y demostrar la capacidad de métodos de análisis
de datos multivariantes y de aprendizaje automático para establecer modelos de
predicción para autenticar o confirmar la identidad de jugos de frutos de limón
producidos en las regiones NEA y NOA, y de mandarina y naranja producidas en la
región NEA.
Se trabajó con información derivada de muestras de frutos de limonero (Citrus
limon L., Osbeck) 'Eureka', 'Lisboa' y 'Génova' de cuatro zonas de NOA y NEA, de
mandarino (tangor) 'Murcott' (C. sinensis L. x C. reshni) y 'Okitsu' (C. unshiu Marc.) y
naranjo dulce (C. sinensis L.) 'Valencia late' y 'Salustiana', de cuatro zonas del NEA,
caracterizadas por su composición multielemental.
La determinación de concentraciones de elementos en muestras digeridas de
jugos de limón se llevó a cabo por espectrometría de masas por plasma acoplado (ICP MS), las de jugos de naranja mediante espectroscopía de absorción atómica de llama
(FAAS) y las de jugos de naranja y mandarina por espectroscopía de emisión atómica
de plasma de microondas (MP-AES). Se aplicaron análisis de: Varianza (ANOVA) y
Varianza Multivariado (MANOVA) y Prueba de Hottelling, Componentes Principales
(PCA), Discriminante Lineal (LDA) y de Mínimos Parciales (PLS DA), K Vecinos más Cercanos (KNN), Redes Neuronales Artificiales (ANN), Máquinas Vectoriales de Soporte
(SVM) y Bosques Aleatorios (RF). Para comparar métodos y seleccionar modelos se
emplearon criterios de sensibilidad, especificidad, porcentaje de acierto e índice . Los
análisis se realizaron con InfoStat 2020 y R 3.2.1.
Se caracterizaron los jugos de diferentes regiones por sus contenidos de
elementos minerales. En los de limón se observaron concentraciones de Fe, Zn y Rb
mayores a 10 g/g, de Al, Ba, Cu, Mn y Ni entre 1 y 10 g/g y de La, Cr, Se, Li, Mo, Co,
Sn, Sc, V y Bi menores a 1 g/g. Los de mandarina y naranja presentaron perfiles
similares, el elemento más abundante fue K (cercano a 1000 g/g), Al, Mg y Ca > 10
g/g, Mn, Cu, Zn y Sr entre 1 y 5 g/g y Cd, Cr y Fe < 1 g/g.
En los jugos de naranja se describieron elementos nocivos. Según establece el
Código Alimentario Argentino, los promedios de Cu en 'Valencia late' superaron los
máximos y el Pb superó los máximos en algunas muestras, no en promedio. Los niveles
de los todos los elementos se encontraron por debajo de los máximos establecidos por
la Association of American Food Control Oficials (AFCO). El contenido promedio de Cd
de los jugos de naranja superó el máximo permitido por la OMS y la FAO.
Se detectaron potenciales marcadores químicos de trazabilidad. En los jugos de
limón la diferenciación entre regiones se estableció por los contenidos de Fe, La, V, Cu
y Zn. En los de mandarina por los contenidos de Al, Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Sr y Zn.
En los de naranja, cuando la información provino de FAAS, mediante Mn, Zn, Na y K y
cuando los datos se obtuvieron mediante MP-AES estos elementos fueron Al, Ba, Ca,
Cd, Cr, Co, Cu, K, Mg, Mn, Mo, Ni, Sr y Zn.
Se demostró la eficacia de métodos de análisis multivariados y de aprendizaje
automático para proponer modelos para la autenticación o confirmación de identidad
de los frutos. El orden de tasas de éxito de los métodos de clasificación para jugos de
limón por provincia fue: SVM 100% > RF = LDA = PLS-DA = KNN 95%. En jugos de
mandarina: ANN 96% > SVM 94% > DT 91% > LDA 86% > KNN 85%. En el caso de los
jugos de naranja, las técnicas de clasificación probadas pueden ordenarse en: LDA 96 % > ANN 92% > SVM = DT 90% > KNN 67% (información de FAAS) y SVM 99% > ANN = DT
= LDA 99% > KNN 74% (información de MP-AES). |
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