La domanda di latte e prodotti lattiero-caseari a basso contenuto di lattosio è aumentata in tutto il mondo a causa dell’elevato numero di persone con intolleranza al lattosio. Questi latticini a basso contenuto di lattosio richiedono metodi rapidi, economici ed efficienti per la quantificazione dello zucchero. Tuttavia, i metodi disponibili non soddisfano tutti questi requisiti.
Questo studio propone l’associazione della spettroscopia FTIR (Fourier Transform Infrared) con l’intelligenza artificiale per identificare e quantificare il lattosio residuo e altri zuccheri nel latte. Le reti neurali convoluzionali (CNN) sono state costruite dagli spettri infrarossi senza pre-elaborare i dati utilizzando la regolazione dell’iperparametro e la mappa di salienza.
Per la previsione quantitativa degli zuccheri nel latte è stato proposto un modello di regressione, mentre per la valutazione qualitativa è stato utilizzato un modello di classificazione.
Il latte crudo, pastorizzato e ad altissima temperatura (UHT) è stato aggiunto con lattosio, glucosio e galattosio in sei concentrazioni (0,1-7,0 mg mL-1) e, in totale, 432 campioni sono stati sottoposti alla rete neurale convoluzionale.
Accuratezza, precisione, sensibilità, specificità, errore quadratico medio, errore quadratico medio, errore medio assoluto e coefficiente di determinazione (R2) sono stati utilizzati come parametri di valutazione.
Gli algoritmi hanno indicato una capacità predittiva (accuratezza) superiore al 95% per la classificazione e R2 dell’81%, 86% e 92% rispettivamente per la quantificazione di lattosio, glucosio e galattosio.
I risultati hanno mostrato che l’associazione degli spettri FTIR con strumenti di intelligenza artificiale, come la CNN, è una metodologia efficiente, rapida e a basso costo per quantificare il lattosio e altri zuccheri nel latte.
DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e12898
Articolo di ricerca: determinazione del contenuto di lattosio nel latte a basso contenuto di lattosio mediante spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR) e rete neurale convoluzionale
Research article: Determination of the lactose content in low-lactose milk using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and convolutional neural network. Heliyon, Volume 9, numero 1, gennaio 2023
DCSZ. Ribeiro, H. Asseiss Neto, JS. Lima, DCS. de Assis, Kelly M. Keller, SVA. Campos, DA. Oliveira, LM. Fonseca
