Χρήση φασματοσκοπίας πλάσματος επαγόμενου από λέιζερ, σε συνδυασμό με αλγόριθμους μηχανικής μάθησης, για την ταξινόμηση δειγμάτων μελιού βάσει βοτανικής προέλευσης και ποσοστού νόθευσης
Loading...
Date
2023-06
Authors
Παναγιωτοπούλου, Χαριτίνη
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Στην παρούσα εργασία, παρουσιάζεται η χρήση της φασματοσκοπίας πλάσματος επαγόμενου από λέιζερ (Laser Induced Breakdown Spectroscopy – LIBS), σε συνδυασμό με αλγόριθμους μηχανικής μάθησης, για την ταξινόμηση δειγμάτων μελιού με βάση την βοτανική τους προέλευση, καθώς και την ανίχνευση ποσοστών νόθευσής τους με γλυκόζη και φρουκτόζη.
Συνολικά, μελετήθηκαν 274 δείγματα μελιού, προκειμένου να ταξινομηθούν με βάση την βοτανική προέλευσή τους και το ποσοστό νόθευσης. Συγκεκριμένα, τα δείγματα που μελετήθηκαν, ανήκαν στις βοτανικές προελεύσεις Ερείκης, Θυμαριού, Ανθόμελου (Πολυανθικό), Πεύκου και Πεύκου-Θυμαριού. Αρχικά, στα δείγματα αυτά λήφθηκαν φάσματα εκπομπής μέσω της τεχνικής LIBS, από τα οποία εξήχθησαν τα κυριότερα φασματικά χαρακτηριστικά, που αντιστοιχούσαν στο ανόργανο περιεχόμενο των δειγμάτων (δηλαδή Mg, Ca, K, Na). Από τα 274 δείγματα τα 153 ήταν νοθευμένα με γλυκόζη, φρουκτόζη και μίγμα γλυκόζης-φρουκτόζης σε ποσοστά νόθευσης από 5 έως 90 %. Για την μελέτη των φασματοσκοπικών δεδομένων LIBS που συλλέχθηκαν από την μελέτη των δειγμάτων μελιού, χρησιμοποιήθηκαν αλγόριθμοι μηχανικής μάθησης, μέσω των οποίων έγινε ανίχνευση της νόθευσης και ταξινόμηση βάσει του ποσοστού αυτής, καθώς και διαχωρισμός με βάση την βοτανική προέλευση των δειγμάτων. Οι αλγοριθμικές ακρίβειες εκπαίδευσης και πρόβλεψης ξεπερνούν το 91%, δίνοντας την δυνατότητα χρήσης των μοντέλων που μελετήθηκαν, για την εξαγωγή αναλυτικών συμπερασμάτων όσον αφορά την νόθευση και την βοτανική προέλευση των δειγμάτων μελιού.
Η μελέτη που παρατίθεται στην παρούσα εργασία, αναδεικνύει την δυνατότητα της τεχνικής LIBS για ταχεία ανάλυση δειγμάτων μελιού, χωρίς καμία προετοιμασία δείγματος, αποφέροντας σημαντικά αποτελέσματα για την ταξινόμηση των δειγμάτων και των νοθευμένων δειγμάτων μελιού, βάσει βοτανικής προέλευσης και ποσοστού νόθευσης. Έτσι, η τεχνική LIBS, καθίσταται ως μία από τις πιο αποτελεσματικές μεθόδους για την μελέτη μεγάλου αριθμού δειγμάτων, σε σύντομο χρονικό διάστημα, που σε συνδυασμό με την μηχανική εκμάθηση αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη τεχνική για την ανάλυση και τον ποιοτικό έλεγχο των τροφίμων.
Description
Keywords
Φασματοσκοπία πλάσματος επαγόμενου από λέιζερ, Ανάλυση μελιού, Αλγόριθμοι μηχανικής εκμάθησης