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
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2023v44n2p859Palavras-chave:
Espectroscopia, Quimiometria, Regressão por mínimos quadrados parciais.Resumo
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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Referências
Ciurczak, E. W., Igne, B., Workman, J., Jr., & Burns, D. A. (2021). Handbook of near-infrared analysis. CRC Press. DOI: https://doi.org/10.1201/b22513
Companhia Nacional de Abastecimento (2021). Boletim da safra de grãos, 3o Levantamento - Safra 2020/21. https://www.conab.gov.br/info-agro/safras/graos/boletim-da-safra-de-graos
Detmann, E., Silva, L. F. C., Rocha, G. C., Palma, M. N. N., & Rodrigues, J. P. P. (2021). Métodos para análise de alimentos. Suprema.
Ferreira, M. M. C. (2015). Quimiometria: conceitos, métodos e aplicações. Editora da Unicamp. DOI: https://doi.org/10.7476/9788526814714
Kennard, R. W., & Stone, L. A. (1969). Computer aided design of experiments. Technometrics, 11(1), 137-148. doi: 10.1080/00401706.1969.10490666 DOI: https://doi.org/10.1080/00401706.1969.10490666
Kobayashi, K., & Salam, M. U. (2000). Comparing simulated and measured values using mean squared deviation and its components. Agronomy Journal, 92(2), 345-352. doi: 10.2134/agronj2000.922345x DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2000.922345x
Montgomery, D. C. (2009). Introdução ao controle estatístico da qualidade. Grupo Gen-LTC.
Ozaki, Y., Huck, C., Tsuchikawa, S., & Engelsen, S. B. (2021). Near-infrared spectroscopy: theory, spectral analysis, instrumentation, and applications. Springer. DOI: https://doi.org/10.1007/978-981-15-8648-4
Peternelli, L. A., Gonçalves, M. T. V., Fernandes, J. G., Brasileiro, B. P., & Teófilo, R. F. (2020). Selection of sugarcane clones via multivariate models using near-infrared (NIR) spectroscopy data. Australian Journal of Crop Science, 14(6), 889-895. doi: 10.21475/ajcs.20.14.06.p2099 DOI: https://doi.org/10.21475/ajcs.20.14.06.p2099
Pinto, A. C. J., & Millen, D. D. (2019). Nutritional recommendations and management practices adopted by feedlot cattle nutritionists: the 2016 Brazilian survey. Canadian Journal of Animal Science, 99(2), 392-407. doi: 10.1139/cjas-2018-0031 DOI: https://doi.org/10.1139/cjas-2018-0031
Porep, J. U., Kammerer, D. R., & Carle, R. (2015). On-line application of near infrared (NIR) spectroscopy in food production. Trends in Food Science & Technology, 46(2), 211-230. doi: 10.1016/j.tifs.2015.10.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.10.002
Sarraguça, M. C., & Lopes, J. A. (2009). Quality control of pharmaceuticals with NIR: from lab to process line. Vibrational Spectroscopy, 49(2), 204-210. doi: 10.1016/j.vibspec.2008.07.013 DOI: https://doi.org/10.1016/j.vibspec.2008.07.013
Silva, B. C., Godoi, L. A., Valadares, S. C., Fº., Zanetti, D., Benedeti, P. D. B., & Detmann, E. (2019a). A suitable enzymatic method for starch quantification in different organic matrices. MethodsX, 6(2019), 2322-2328. doi: 10.1016/j.mex.2019.09.040 DOI: https://doi.org/10.1016/j.mex.2019.09.040
Silva, D. P., Pedroso, A. M., Pereira, M. C. S., Bertoldi, G. P., Watanabe, D. H. M., Melo, A. C. B., & Millen, D. D. (2019b). Survey of management practices used by brazilian dairy farmers and recommendations provided by 43 dairy cattle nutritionists. Canadian Journal of Animal Science, 99(4), 890-904. doi: 10.1139/cjas-2018-0004 DOI: https://doi.org/10.1139/cjas-2018-0004
Silvestre, A. M., & Millen, D. D. (2021). The 2019 brazilian survey on nutritional practices provided by feedlot cattle consulting nutritionists. Revista Brasileira de Zootecnia, 50(9), 1-25. doi: 10.37496/RBZ5020200189 DOI: https://doi.org/10.37496/rbz5020200189
Souza, R. C., Reis, R. B., Lopez, F. C. F., Mourthe, M. H. F., Lana, A. M. Q., Barbosa, F. A., & Sousa, B. M. (2015). Efeito da adição de teores crescentes de ureia na cana-de-açúcar em dietas de vacas em lactação sobre a produção e composição do leite e viabilidade econômica. Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia, 67(2-3), 564-572. doi: 10.1590/1678-7799 DOI: https://doi.org/10.1590/1678-7799
Tedeschi, L. O. (2006). Assessment of the adequacy of mathematical models. Agricultural Systems, 89(1-2), 225-247. doi: 10.1016/j.agsy.2005.11.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.agsy.2005.11.004
Thomson, A. L., Humphries, D. J., Rymer, C., Archer, J. E., Grant, N. W., & Reynolds, C. K. (2018). Assessing the accuracy of current near infra-red reflectance spectroscopy analysis for fresh grass-clover mixture silages and development of new equations for this purpose. Animal Feed Science and Technology, 239(2018) 94-106. doi: 10.1016/j.anifeedsci.2018.03.009 DOI: https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2018.03.009
Valadares, S. C., F., Lopes, S. A., Silva, B. C., & Chizzotti, M. L. L. Z. B. (2018). Tabelas brasileiras de composição de alimentos para ruminantes (CQBAL 4.0).
Valadares, S. C. F., L., Silva F. C., Gionbelli, M. P., Rotta, P. P., Marcondes, M. I., Chizzotti, M. L., & Prados, L. F. (2016). Exigências Nutricionais de Zebuínos Puros e Cruzados - BR-CORTE. Editora Federal de Viçosa. DOI: https://doi.org/10.5935/978-85-8179-111-1.2016B001
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