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dc.creatorGuimarães, Anna Karoline Amaral Sousa-
dc.date.accessioned2025-04-15T22:04:51Z-
dc.date.available2025-04-15-
dc.date.available2025-04-15T22:04:51Z-
dc.date.issued2023-07-10-
dc.identifier.citationGUIMARÃES, Anna Karoline Amaral Sousa. Rede neural artificial para detecção de adulteração em leite por adição de água. 2023.94 f. Tese (Doutorado Profissional em Programa de Pós-Graduação em Defesa Sanitária Animal) - Universidade Estadual do Maranhão, São Luís, 2023. Disponível em: https://repositorio.uema.br/jspui/handle/123456789/4637pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uema.br/jspui/handle/123456789/4637-
dc.description.abstractTo control the quality of the milk, analyzes are carried out by sampling, using laboratory methods that demand time, are sometimes costly and, in certain situations, use dangerous/toxic reagents. Official routine analytical and fraud detection methods may not be fully effective in diagnosing milk irregularities, requiring additional analysis. In this sense, the main objective of the work was to develop an artificial neural network (ANN) to detect adulteration in raw milk by adding water and as a secondary objective, to compare official methodologies and ultrasound spectroscopy for the evaluation of the physicochemical characteristics of milk. For this, 125 samples of raw milk were used. Of these, 25 were collected in borosilicate glass bottles with a capacity of one liter to carry out the official methods (OM) and compare them with ultrasound spectroscopy (US) for the determination of fat and protein contents, density, cryoscopic index, solids total (ST) and non-fat solids (SNG). The remaining 100 samples were placed in Falcon- type tubes with a capacity of 200 mL and used to prepare the RNA, with adulteration of 20% (n=20) of these samples by adding increasing percentages of distilled water (1%, 5%, 10% and 20%), which resulted in 80 adulterated samples and 80 unadulterated samples, evaluated solely by ultrasound spectroscopy. For the development of the ANN architecture, the 160 milk samples were randomly distributed into three subgroups: (i) training (60%); (ii) validation (20%); and, (iii) test (20%). The values of the variables were normalized between 0 and 1. To determine the ANN configuration, the SNN® software was used and the Radial-Basis Function (RBF) and Multilayer perceptron (MLP) ANNs were tested. As a result of the study, the average densities and average protein contents determined by US and MO did not differ from each other (P > 0.05). The mean fat contents and the mean values of the cryoscopic index, ST and SNG, obtained by US and MO were different (P = 0.026, P = 0.040, P < 0.001, P = 0.014, respectively), the correlations obtained in the analysis of these parameters were positive (R = 0.470, R = 0.118, R = 0.087 and R = 0.315, respectively) and the accuracies of the methods were 0.180, 0.058, 0.155 and 0.075, respectively. For the classification of milk samples, the best network was the one that presented the lowest number of classification errors, the lowest difference between the classification errors in the subgroups (training, validation and testing), and the lowest number of neurons in the hidden layer. The best classification network was the RBF neural network that presented 10 neurons in the input layer, 40 neurons in the hidden layer and two in the output layer, resulting in 95.37% of adulterated samples classified correctly. It is concluded that US is a fast technique and the results obtained are correlated with those of the official analyses. The ANNs have great potential to be used as a tool for evaluating adulterations of milk with the addition of water. Therefore, the development of automatic, non-invasive, low- cost and intelligent systems could play a decisive role in the diagnosis of food fraud and in decision-making regarding the judgment and destination of adulterated products. But, for the reliability of the results, it is necessary balanced and sufficient data for training the model to be tested.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Estadual do Maranhãopt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectDefesa sanitária animalpt_BR
dc.subjectTecnologia de alimentospt_BR
dc.subjectLeite - adulteraçãopt_BR
dc.subjectLaticíniospt_BR
dc.subjectMétodos analíticos tradicionaispt_BR
dc.subjectUltrassompt_BR
dc.subjectAnimal health protectionpt_BR
dc.subjectFood technologypt_BR
dc.subjectMilk - adulterationpt_BR
dc.subjectDairy productspt_BR
dc.subjectTraditional analytical methodspt_BR
dc.subjectUltrasoundpt_BR
dc.subjectRede neural artificial-
dc.subjectArtificial neural network-
dc.titleRede neural artificial para detecção de adulteração em leite por adição de águapt_BR
dc.title.alternativeArtificial neural network for detecting adulteration in milk by adding waterpt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0001-8996-9309pt_BR
dc.creator.LattesArtificial neural network for detecting adulteration in milk by adding waterpt_BR
dc.contributor.advisor1Bezerra, Nancyleni Pinto Chaves-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3970-7524pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7603276259449956pt_BR
dc.contributor.referee1Almeida, Kleves Vieira de-
dc.contributor.referee1IDALMEIDA, K. V.pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3897797110354091pt_BR
dc.contributor.referee2Lopes, Joyce Bitencourt Athayde-
dc.contributor.referee2IDLOPES, J. B. A.pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3607732505928579pt_BR
dc.contributor.referee3Pessoa, Diana Valadares-
dc.contributor.referee3IDPESSOA, D. V.pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/0579416972100740pt_BR
dc.contributor.referee4Coimbra, Viviane Correa Silva-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0001-7611-6673pt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/5735297692590207pt_BR
dc.description.resumoPara o controle da qualidade do leite, análises são realizadas por amostragem, com o emprego de métodos laboratoriais que demandam tempo, apresentam por vezes custo elevado e em determinadas situações, o emprego de reagentes perigosos/tóxicos. Métodos analíticos oficiais de rotina e de detecção de fraudes podem não serem totalmente eficazes no diagnóstico de irregularidades no leite, sendo necessárias análises complementares. Nesse sentido, o objetivo principal do trabalho foi desenvolver uma rede neural artificial (RNA) para detectar adulteração no leite cru por adição de água e como objetivo secundário, comparar metodologias oficiais e a espectroscopia por ultrassom para a avaliação das características físico-químicas do leite. Para isso, foram utilizadas 125 amostras de leite cru. Destas, 25 foram coletadas em frascos de vidro borosilicato com capacidade de um litro para realização dos métodos oficiais (MO) e a comparação com a espectroscopia de ultrassom (US) para a determinação dos teores de gordura e proteína, densidade, índice crioscópico, sólidos totais (ST) e sólidos não gordurosos (SNG). Já, as 100 amostras restantes foram acondicionadas em tubos tipo Falcon com capacidade de 200 mL e utilizadas para elaboração da RNA, com a adulteração de 20% (n=20) dessas amostras por adição de valores percentuais crescentes de água destilada (1%, 5%, 10% e 20%), o que resultou em 80 amostras adulteradas e 80 amostras não adulteradas, avaliadas unicamente por espectroscopia de ultrassom. Para o desenvolvimento da arquitetura da RNA, as 160 amostras de leite foram distribuídas aleatoriamente em três subgrupos: (i) treinamento (60%); (ii) validação (20%); e, (iii) teste (20%). Os valores das variáveis foram normalizados entre 0 e 1. Para determinar a configuração da RNA foi utilizado o software SNN® e testadas as RNAs do tipo Radial-Basis Function (RBF) e Multilayer perceptron (MLP). Como resultados do estudo, tem-se que as densidades médias e os teores médios de proteína determinados pelo US e pelos MO não diferiram entre si (P > 0,05). Os teores médios de gordura e os valores médios do índice crioscópico, ST e SNG, obtidos pelo US e pelos MO foram diferentes (P = 0,026, P = 0,040, P < 0,001, P = 0,014, respectivamente), as correlações obtidas na análise desses parâmetros foram positivas (R = 0,470, R = 0,118, R = 0,087 e R = 0,315, respectivamente) e as acurácias dos métodos foram de 0,180, 0,058, 0,155 e 0,075, respectivamente. Para a classificação das amostras de leite, a melhor rede foi a que apresentou menor número de erros de classificação, menor diferença entre os erros de classificação nos subgrupos (treinamento, validação e teste), e menor número de neurônios na camada oculta. A melhor rede de classificação foi a rede neural RBF que apresentou 10 neurônios na camada de entrada, 40 neurônios na camada oculta e dois na camada de saída, resultando em 95,37% de amostras adulteradas classificadas corretamente. Conclui-se que a US é uma técnica rápida e os resultados obtidos correlacionam-se àqueles das análises oficiais. As RNAs apresentam grande potencial de uso como ferramenta de avaliação de adulterações de leite com adição de água. Logo, o desenvolvimento de sistemas automáticos, não invasivos, de baixo custo e inteligentes, poderiam desempenhar um papel decisivo no diagnóstico de fraudes em alimentos e na tomada decisão quanto ao julgamento e destino dos produtos adulterados. Mas, para a confiabilidade dos resultados se faz necessário dados balanceados e suficientes para treinamento do modelo a ser testado.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentCampus São Luis Centro de Ciências Agrárias – CCApt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO PROFISSIONAL EM DEFESA SANITÁRIA ANIMAL- PPGPDSApt_BR
dc.publisher.initialsUEMApt_BR
dc.subject.cnpqCiência e tecnologia de alimentospt_BR
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