Caracterización de productos del cerdo ibérico mediante el análisis multifractal de imágenes
- Autores: Francisco Perán Sánchez
- Directores de la Tesis: Salud Serrano (dir. tes.), Francisco José Jiménez-Hornero (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: María Dolores Garrido Fernández (presid.), Carmen Avilés Ramírez (secret.), Mª Jesus del Moral (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biociencias y Ciencias Agroalimentarias por la Universidad de Córdoba
- Calificación: Sobresaliente Cum Laude
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. Introducción y contenido.
La presente tesis doctoral se presenta como compendio de publicaciones en las que se propone una metodología no destructiva para la obtención de indicadores que pueden ser usados en métodos predictivos de la calidad de productos cárnicos derivados del cerdo ibérico. Para ello se ha aplicado el análisis multifractal de imágenes digitales de esos productos.
Dada la importancia del sector porcino en nuestro país resulta necesario la investigación de nuevas metodologías para el estudio de las características intrínsecas de la raza ibérica como es la infiltración grasa intramuscular que viene determinada por factores genéticos y de alimentación. A su vez, los competitivos precios sumados a la existencia de fraudes en las denominaciones comerciales hacen necesario que en este sector se desarrollen métodos de predicción que de manera rápida y barata ayuden a afrontar estos problemas. El análisis multifractal de imágenes cumple con estas dos características y actualmente está surgiendo como un método innovador en estudios relacionados con la determinación de la calidad y características de diferentes alimentos.
Con esta premisa, en una primera publicación se aborda la naturaleza multifractal de la infiltración grasa de solomillo de cerdo blanco y solomillo de cerdo ibérico. Así, se diseñó y se desarrolló el sistema y condicionantes técnicos de obtención de imágenes, el sistema informático de procesado de las imágenes y la metodología del análisis multifractal. El procedimiento general consiste en la obtención de imágenes a color en condiciones homogéneas, tratamiento de las imágenes para obtener una muestra de la región de interés y posterior transformación a blanco (tejido graso-conectivo) y negro (magro), binarización de la imagen a un archivo txt y tratamiento mediante algoritmos para determinar los parámetros multifractales. Mediante este procedimiento, se determinaron los parámetros multifractales comprobando la existencia de autosemejanza en la distribución del tejido graso-conectivo y logrando, gracias a este hecho, la distinción de muestras de ambas razas.
El contenido de la segunda publicación se centró en constatar la naturaleza multifractal de la infiltración grasa muestras de jamón de las cuatro denominaciones de cerdo ibérico cortadas a mano y a máquina. Se comprobó la naturaleza multifractal del tejido graso-conectivo de las muestras y la capacidad de distinción entre denominaciones para ambos tipos de corte.
En la tercera publicación se propone una optimización en el procesado de las imágenes. Para ello se hace uso de un filtrado homomórfico de paso alto en las regiones de interés de los cortes de jamón ibérico cortado a mano mediante el uso de dos radios de filtro distintos, comparando los resultados del análisis multifractal de estas imágenes con los resultados de las imágenes sin filtro. El estudio llevado a cabo permite apreciar una notable mejora de los resultados para los cortes a mano de las cuatro denominaciones de jamón de cerdo ibérico.
Los resultados obtenidos sugieren la idoneidad de la metodología propuesta para generar parámetros descriptores de la distribución caótica del tejido graso-conectivo que pueden ser usados para la predicción de la calidad de la carne del cerdo ibérico.
2.Conclusión Los resultados incluidos en esta tesis doctoral pueden ser usados para completar el conjunto de indicadores tenido en cuenta en métodos predictivos de la calidad de productos derivados del cerdo ibérico. La metodología no destructiva empleada puede ser aplicada en la descripción de alimentos que, aunque sean de naturaleza muy diferente a la carne de cerdo, exhiben una distribución caótica de alguna de sus características.
La distribución de tejido graso-conectivo en solomillo de cerdo blanco e ibérico exhibe naturaleza multifractal. En base a los resultados obtenidos, se han cumplido una serie de requisitos que avalan la afirmación anterior. Entre ellos, destaca que, tanto en el solomillo de cerdo blanco como en el ibérico, el espectro de dimensiones fractales generalizadas es una función decreciente. Además, el espectro multifractal obtenido en ambos casos es una parábola invertida con dos ramas, propio de las distribuciones de variables autosemejantes.
La relación entre las dimensiones fractales y el porcentaje de grasa proveen información relevante para la diferenciación entre solomillo de cerdo blanco e ibérico. Mediante la representación gráfica de las dimensiones fractales frente al porcentaje de grasa de cada imagen se puede observar una distribución diferenciada entre el solomillo de cerdo blanco y el ibérico. Este hecho es especialmente relevante para las dimensiones de correlación y la diferencia entre las dimensiones fractal y de información. En el caso del solomillo ibérico la sensibilidad mostrada por estos parámetros multifractales es más alta comparada con la exhibida para el cerdo blanco.
Se ha demostrado la naturaleza multifractal de la distribución de tejido graso-conectivo en cortes tanto a mano como a máquina de las diferentes categorías de jamón ibérico. Al igual que en el solomillo, para las diferentes designaciones de jamón ibérico, el espectro de dimensiones fractales generalizadas es una función decreciente y el espectro multifractal obtenido es una parábola invertida con dos ramas. Esta circunstancia se ha constatado tanto en corte a máquina como a mano.
La relación entre las dimensiones fractales y el porcentaje de grasa y las distribuciones estadísticas de las dimensiones fractales proveen información relevante para ser usada en métodos predictivos de la calidad del jamón ibérico, obteniendo mejores resultados para el corte a mano. En base a los resultados obtenidos, esta información es más trascendente en la distribución estadística de Cerdo de bellota 100% y Cerdo de cebo para las dimensiones fractales consideradas en comparación con el resto de las designaciones. Igualmente, los resultados son más específicos para el corte a mano que para el corte a máquina.
El tratamiento de las imágenes de lonchas de jamón ibérico mediante el uso de un filtro homomórfico de paso alto mejora la distribución estadística de las dimensiones fractales frente a imágenes sin filtrar. En base a los resultados obtenidos, al reducir la heterogeneicidad de color en las imágenes mediante el filtro de paso alto, se obtienen distribuciones estadísticas de las dimensiones fractales menos dispersas que en imágenes sin filtrar.
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