Empleo de la espectroscopia VIS NIR para la identificación de trazas de cacahuete en productos alimentarios en polvo

En el mundo existen ciertos grupos de población que muestran una hipersensibilidad a determinados alimentos, y cuya ingestión accidental desencadena, una respuesta del tipo “shock” anafiláctico. Esto ha obligado a las empresas alimentarias a estudiar de forma exhaustiva la gestión del riesgo de todos sus productos. El cacahuete es uno de los principales alérgenos en la industria. La espectroscopia NIR se ha utilizado recientemente para analizar la cantidad total de aceite y ácido grasos en cacahuete intacto (Sudaram y colaboradores, 2012). El objetivo de este trabajo es estudiar métodos no destructivos basados en espectroscopia para la detección de trazas de cacahuete en alimentos en polvo, como complemento al método genético reacción en cadena de la polimerasa en tiempo real (Real Time -PCR) desarrollado por el grupo de investigación TRADETBIO de la UCM, en el marco de colaboración en el Campus de Excelencia Internacional Moncloa. Los materiales utilizados fueron cacahuetes de cinco variedades de origen geográfico distinto y sometidas a diferentes tratamientos, proporcionadas por el Instituto de Materiales de Referencia CE, así como leche en polvo, cacao, harina de trigo, y cacahuete de diferentes marcas comerciales. Para todos ellos, se adquirieron dos series de espectros: en el infrarrojo cercano NIR (896-1686 nm), y los extraídos de imágenes hiperespectrales HIS (400-1000nm). La espectroscopia VIS se mostró sensible a las diferencias en el cacahuete en cuanto a su origen y/o tratamiento, ya que inducen cambios en el color, siendo inviable la separación entre los cacahuetes blanqueados, la leche y la harina en esta región espectral. Las principales diferencias entre los cacahuetes y el resto de ingredientes alimentarios se han encontrado en el rango NIR, específicamente en las longitudes de onda de (1207-1210 nm), relacionadas con una región de absorción de los lípidos. El infrarrojo permite 100% de segregación de cualquier tipo de cacahuete respecto al resto de los ingredientes alimentarios. La espectroscopia NIR combinada con las técnicas de imagen (hiperespectral o multiespectral) podría por tanto, ser aplicado para detectar trazas de cacahuetes en alimentos en polvo, no influyendo su origen y/o tratamiento, ya que es capaz de separar cualquier cacahuete del resto de los ingredientes alimentarios. Este método podría ser una técnica de cribado previo al método PCR de elevado coste.

Elimination of variability sources in NIR spectra for the determination of fat content in olive fruits

Models for prediction of oil content as percentage of dried weight in olive fruits were comput- ed through PLS regression on NIR spectra. Spectral preprocessing was carried out by apply- ing multiplicative signal correction (MSC), Sa vitzky–Golay algorithm, standard normal variate correction (SNV), and detrending (D) to NIR spectra. MSC was the preprocessing technique showing the best performance. Further reduction of variability was performed by applying the Wold method of orthogonal signal correction (OSC). The calibration model achieved a R 2 of 0.93, a SEPc of 1.42, and a RPD of 3.8. The R 2 obtained with the validation set remained 0.93, and the SEPc was 1.41.

VIS/NIR spectral signature for the identification of peanut contamination of powder foods

Visible-near infrared reflectance spectra are proposed for the characterization of IRMM 481 peanuts variety in comparison to powder food materials: wheat flour, milk and cocoa. Multidimensional analysis of reflectance spectra of powder samples shows a specific NIR band centred at 1200 nm that identifies peanut compared to the rest of food ingredients, regardless compaction level and temperature. Spectral range of 400-1000 nm is not robust for identification of blanched peanut. The visible range has shown to be reliable for the identification of pre-treatment and processing of unknown commercial peanut samples. A spectral index is proposed based on the combination of three wavelengths around 1200 nm that is 100% robust against pre-treatment (raw or blanched) and roasting (various temperatures and treatment duration).

Application of Independent Components Analysis with the JADE algorithm and NIR hyperspectral imaging for revealing food adulteration

In recent years, Independent Components Analysis (ICA) has proven itself to be a powerful signal-processing technique for solving the Blind-Source Separation (BSS) problems in different scientific domains. In the present work, an application of ICA for processing NIR hyperspectral images to detect traces of peanut in wheat flour is presented. Processing was performed without a priori knowledge of the chemical composition of the two food materials. The aim was to extract the source signals of the different chemical components from the initial data set and to use them in order to determine the distribution of peanut traces in the hyperspectral images. To determine the optimal number of independent component to be extracted, the Random ICA by blocks method was used. This method is based on the repeated calculation of several models using an increasing number of independent components after randomly segmenting the matrix data into two blocks and then calculating the correlations between the signals extracted from the two blocks. The extracted ICA signals were interpreted and their ability to classify peanut and wheat flour was studied. Finally, all the extracted ICs were used to construct a single synthetic signal that could be used directly with the hyperspectral images to enhance the contrast between the peanut and the wheat flours in a real multi-use industrial environment. Furthermore, feature extraction methods (connected components labelling algorithm followed by flood fill method to extract object contours) were applied in order to target the spatial location of the presence of peanut traces. A good visualization of the distributions of peanut traces was thus obtained

NIR hyperspectral imaging for detection of nut contamination

NIR hyperspectral imaging for detection of nut contamination

Caracterización de suelos agrícolas de Brasil con un espectrofotómetro VERIS VIS-NIR

La distribución de nutrientes del suelo presenta una gran variabilidad. Algunos estudios indican la interdependencia entre atributos físico-químicos, concluyendo que se necesitan muestreos densos para caracterizar eficientemente la distribución espacial. Para la realización de este trabajo experimental se han empleado datos tanto espectrales, obtenidos con el espectrofotómetro Veris Vis-NIR, como de referencia, mediante análisis de laboratorio, correspondientes a 341 muestras de suelo de 41 ha. Para ambos tipos de datos se ha realizado un análisis de componentes principales (PCA), y un análisis de Conglomerados (Clúster). En las variables de referencia se escogieron aquellos atributos con mayor coeficiente de variación: arcilla, potasio, fósforo, calcio, magnesio, materia orgánica y capacidad de intercambio catiónica efectiva. El objetivo principal es establecer las necesidades mínimas de muestreo comparando los resultados obtenidos con plantillas cartesianas de distinta resolución, y determinar la relación existente entre la cantidad de nutrientes y la reflectancia espectral Vis-NIR.

Evaluación de la relación entre la proporción de los atributos químicos y la reflectancia espectral (Vis-NIR) del suelo

La distribución de nutrientes del suelo presenta una gran variabilidad. Algunos estudios indican la interdependencia entre atributos físico-químicos, concluyendo que se necesitan muestreos densos para caracterizar eficientemente la distribución espacial. Para la realización de este trabajo experimental se han empleado datos tanto espectrales, obtenidos con el espectrofotómetro Veris Vis-NIR, como de referencia, mediante análisis de laboratorio, correspondientes a 341 muestras de suelo de 41 ha. Para ambos tipos de datos se ha realizado un análisis de componentes principales (PCA), y un análisis de Conglomerados (Clúster). En las variables de referencia se escogieron aquellos atributos con mayor coeficiente de variación: arcilla, potasio, fósforo, calcio, magnesio, materia orgánica y capacidad de intercambio catiónica efectiva. El objetivo principal es establecer las necesidades mínimas de muestreo comparando los resultados obtenidos con plantillas cartesianas de distinta resolución, y determinar la relación existente entre la cantidad de nutrientes y la reflectáncia espectral Vis-NIR.

Prediction of blackwood wood and pulp quality parameters using NIR-PLS-R spectral modelling : wavenumber ranges and smoothing points

Só está disponível o resumo.

Espectroscopía de emisión de rayos x. Aplicación a la caracterización de materiales.

La idea principal del proyecto abarca el estudio de parámetros y fenómenos físicos. Los avances logrados se aplicarán al desarrollo de software y metodologías para cuantificación de materiales mediante microanálisis con sonda de electrones y microscopía electrónica de barrido. El microanálisis no es una técnica absoluta, sino que requiere de estándares de referencia, para obviar el uso de ciertos parámetros geométricos y atómicos difíciles de conocer con una precisión adecuada. Para contar con un método sin estándares debe abordarse la determinación de parámetros atómicos e instrumentales, que es uno de los aspectos que se desea encarar en este proyecto. Por otro lado, también se pretende incluir los parámetros estudiados en un software de cuantificación desarrollado por integrantes del proyecto. Otro de los propósitos del plan de trabajo es estudiar la potencialidad de la resolución espacial de una microsonda de electrones con el fin de desarrollar una metodología para caracterizar interfases, bordes de granos e inclusiones, con resolución submicrométrica, ya que los métodos tradicionales de cuantificación se restringen al caso de muestras planas y homogéneas dentro del volumen de interacción, pero la caracterización de inhomogeneidades a nivel micrométrico no ha sido desarrollada todavía, salvo algunas excepciones.

Nir Daṿid : shire tifʼeret ... Daṿid ben Yishai melekh Yiśraʼel.

Mode of access: Internet.

Point by point FBG inscription by a focused NIR femtosecond laser

Direct, point-by-point writing of fibre Bragg gratings in standard telecommunication fibre by femtosecond laser irradiation is demonstrated for the first time.

Multifunctional nanoparticles in cancer: In vitro characterization, in vivo distribution, and cellular response after laser-NIR dye-induced heating

A novel biocompatible and biodegradable polymer, termed poly(Glycerol malate co-dodecanedioate) (PGMD), was prepared by thermal condensation method and used for fabrication of nanoparticles (NPs). PGMD NPs were prepared using the single oil emulsion technique and loaded with an imaging/hyperthermia agent (IR820) and a chemotherapeutic agent (doxorubicin, DOX). The size of the void PGMD NPs, IR820-PGMD NPs and DOX-IR820-PGMD NPs were approximately 90 nm, 110 nm, and 125 nm respectively. An acidic environment (pH=5.0) induced higher DOX and IR820 release compared to pH=7.4. DOX release was also enhanced by exposure to laser, which increased the temperature to 42°C. Cytotoxicity of DOX-IR820-PGMD NPs was comparable in MES-SA but was higher in Dx5 cells compared to free DOX plus IR820 (p<0.05). The combination of hyperthermia (HT) and chemotherapy improved cytotoxicity in both cell lines. We also explored the cellular response after rapid, short-term and low thermal dose (laser/Dye/NP) induced-heating, and compared it to slow, long-term and high thermal dose cell incubator heating by investigating the reactive oxygen species (ROS) level, hypoxia-inducible factor-1&agr; (HIF-1&agr;) and vascular endothelial growth factor (VEGF) expression. The cytotoxicity of IR820-PGMD NPs after laser/Dye/NP HT resulted in higher cancer cell killing compared to incubator HT. ROS level, HIF-1&agr; and VEGF expression were elevated under incubator HT, while maintained at the baseline level under the laser/Dye/NP HT. In vivo mouse studies showed that NP formulation significantly improved the plasma half-life of IR820 after tail vein injection. Significant lower IR820 content was observed in kidney in DOX-IR820-PGMD NP treatment as compared to free IR820 treatment in our biodistribution studies (p<0.05). In conclusion, both IR820-PGMD NPs and DOX-IR820-PGMD NPs were successfully developed and used for both imaging and therapeutic purposes. Rapid and short-term laser/Dye/NP HT, with a low thermal dose, did not up-regulate HIF-1&agr; and VEGF expression, whereas slow and long-term incubator HT, with a high thermal dose, can enhance expression of both HIF-1&agr; and VEGF.^

Improving the identification of high-z Herschel sources with position priors and optical/NIR and FIR/mm photometric redshifts

We present preliminary results about the detection of high redshift (U)LIRGs in the Bullet cluster field by the PACS and SPIRE instruments within the Herschel Lensing Survey (HLS) Program. We describe in detail a photometric procedure designed to recover robust fluxes and deblend faint Herschel sources near the confusion noise. The method is based on the use of the positions of Spitzer/MIPS 24 μm sources as priors. Our catalogs are able to reliably (5σ) recover galaxies with fluxes above 6 and 10 mJy in the PACS 100 and 160 μm channels, respectively, and 12 to 18 mJy in the SPIRE bands. We also obtain spectral energy distributions covering the optical through the far-infrared/millimeter spectral ranges of all the Herschel detected sources, and analyze them to obtain independent estimations of the photometric redshift based on either stellar population or dust emission models. We exemplify the potential of the combined use of Spitzer position priors plus independent optical and IR photometric redshifts to robustly assign optical/NIR counterparts to the sources detected by Herschel and other (sub-)mm instruments.