近红外光谱回归模型的构建和验证用于预测甘蔗、豆粕和玉米粉的成分

IF 0.4 4区 农林科学 Q4 AGRICULTURE, MULTIDISCIPLINARY
Nathália Veloso Trópia, Flávia Adriane Oliveira da Silva, Dhones Rodrigues Andrade, Fernando Alerrandro Andrade Cidrini, Y. C. Ebani, Éllem Maria de Almeida Matos, Karen Melo Borges, J. V. Roque, D. Zanetti, Sebastião de Campos Valadares Filho
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Os modelos com menor raiz quadrada do erro quadrático médio da validação cruzada foram submetidos a validação externa. Para avaliar a qualidade de ajuste dos modelos, os valores preditos foram comparados com os valores obtidos pelos métodos laboratoriais convencionais. Os modelos construídos estimaram corretamente todos os constituintes avaliados para a cana-de-açúcar, farelo de soja e fubá de milho (P ≥ 0,056). 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摘要

本研究旨在开发和评估回归模型,通过便携式近红外结合化学计量技术预测甘蔗、豆粕和玉米粉的化学成分。使用了95个甘蔗样品、92个豆粕样品和120个玉米粉样品。在研磨样品之后,获得每个样品的光谱。参考值是通过常规化学分析获得的。为了构建模型,使用了偏最小二乘回归和交叉验证遗漏一。交叉验证均方误差平方根较低的模型被提交给外部验证。为了评估模型的拟合质量,将预测值与传统实验室方法获得的值进行了比较。所构建的模型正确地估计了甘蔗、豆粕和玉米粉的所有成分(P≥0.056)。建立的模型预测了55°C(ASA)和105°C(ASE)烘箱中干燥样品的含量、总干物质(DM)、有机物(OM)、中性洗涤剂不溶性纤维(NDF)、灰分校正NDF和蛋白质(NDF,甘蔗的非纤维碳水化合物(NFC)和总可消化营养素(TDN);ASE、MO、NDF、FDA、难消化NDF(NDNi)、PB、NDT和豆粕淀粉;玉米粉的ASE、PB具有较高的准确度和精密度(R2≥0.50,CCC≥0.60)。然而,为预测甘蔗中性洗涤剂不溶性灰分(ICDN)含量而建立的模型;豆粕的乙醚提取物(EE)和CIDN;玉米粉的NDF、NiFD、CIDN、CNF和EE是准确的,但不准确(R2≥-0.04,CCC≥0.03)。结果表明,便携式近红外回归模型准确地估计了甘蔗、豆粕和玉米粉的化学成分,因此,建议将其用于估计。
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Construção e validação de modelos de regressão a partir de espectros NIR para predição da composição da cana-de-açúcar, farelo de soja e fubá de milho
Objetivou-se desenvolver e avaliar modelos de regressão para a predição da composição química da cana-de-açúcar, farelo de soja e fubá de milho por NIR portátil aliado a técnicas quimiométricas. Foram utilizadas 95 amostras de cana-de-açúcar, 92 amostras de farelo de soja e 120 amostras de fubá de milho. Após a moagem das amostras, foi realizada aquisição dos espectros de cada amostra. Os valores referência foram obtidos através de análises químicas convencionais. Para construção dos modelos, foi utilizada a regressão por quadrados mínimos parciais e a validação cruzada leave one out. Os modelos com menor raiz quadrada do erro quadrático médio da validação cruzada foram submetidos a validação externa. Para avaliar a qualidade de ajuste dos modelos, os valores preditos foram comparados com os valores obtidos pelos métodos laboratoriais convencionais. Os modelos construídos estimaram corretamente todos os constituintes avaliados para a cana-de-açúcar, farelo de soja e fubá de milho (P ≥ 0,056). Os modelos construídos para predição dos teores de amostra seca em estufa a 55°C (ASA) e a 105°C (ASE), matéria seca total (MS), matéria orgânica (MO), fibra insolúvel em detergente neutro (FDN), FDN corrigida para cinzas e proteína (FDNcp), proteína insolúvel em detergente neutro (PIDN), fibra insolúvel em detergente ácido (FDA), proteína bruta (PB), carboidratos não fibrosos (CNF) e nutrientes digestíveis totais (NDT) da cana-de-açúcar; ASE, MO, FDN, FDA, FDN indigestível (FDNi), PB, NDT e amido de farelo de soja; e ASE, PB do fubá de milho apresentaram elevada acurácia e precisão (R2 ≥ 0,50 e CCC ≥ 0,60). Contudo os modelos construídos para predição dos teores de cinzas insolúveis em detergente neutro (CIDN) da cana-de-açúcar; extrato etéreo (EE) e CIDN do farelo de soja; e FDN, FDNi, CIDN, CNF e EE do fubá de milho foram acurados, porém pouco precisos (R2 ≥ -0,04 e CCC ≥ 0,03). Conclui-se que os modelos de regressão por NIR portátil estimaram acuradamente e, portanto, são recomendados para estimar a composição química da cana-de-açúcar, farelo de soja e fubá de milho.
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Semina-ciencias Agrarias
Semina-ciencias Agrarias 农林科学-农业综合
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期刊介绍: The Journal Semina Ciencias Agrarias (Semina: Cien. Agrar.) is a quarterly publication promoting Science and Technology and is associated with the State University of Londrina. It publishes original and review articles, as well as case reports and communications in the field of Agricultural Sciences, Animal Sciences, Food Sciences and Veterinary Medicine.
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