مدل‌سازی کمومتریکس برای پیش‌بینی سریع خواص فیزیکوشیمیایی و هیدروکسی متیل فورفورال عسل مبتنی بر طیف‌سنجی فراطیفی رامان

نویسندگان

1 دپارتمان بهداشت و ایمنی مواد غذایی، دانشکده بهداشت، دانشگاه علوم پزشکی زنجان، زنجان، ایران

2 مرکز تحقیقات حلال جمهوری اسلامی ایران، سازمان غذا و دارو، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی، تهران،

3 مرکز تحقیقات حلال جمهوری اسلامی ایران، سازمان غذا و دارو، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی، تهران،

4 مرکز تحقیقات حلال جمهوری اسلامی ایران، سازمان غذا و دارو، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی، تهران،

5 مرکز تحقیقات حلال جمهوری اسلامی ایران، سازمان غذا و دارو، وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی، تهران،

doi
10.22104/ift.2025.7892.2240
چکیده

هدف از این پژوهش، بررسی امکان‌سنجی پیش‌بینی سریع ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی در عسل با استفاده از طیف‌سنجی رامان و مدل‌های کمومتریکس است. در این مطالعه، ۵۱ نمونه عسل از مناطق مختلف ایران جمع‌آوری شد و هر نمونه با طیف‌سنجی رامان (در محدوده ۱۰۰ تا ۳۵۰۰ cm⁻¹) آنالیز گردید. ویژگی‌های مورد بررسی شامل قندهای احیاکننده پیش از هیدرولیز، ساکاروز، رطوبت و هیدروکسی متیل فورفورال (HMF) بودند که با روش‌های استاندارد آزمایشگاهی اندازه‌گیری شدند. داده‌های طیفی پس از پیش‌پردازش میانگین-مرکزی با مقادیر آزمایشگاهی ویژگیهای فیزیکوشیمیایی همبسته‌سازی شده و چهار مدل مستقل مبتنی بر رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLS) توسعه یافت. مدل‌ها با استفاده از الگوریتم Kennard-Stone برای تقسیم داده‌ها به مجموعه‌های کالیبراسیون و تست، اعتبارسنجی متقاطع با روش Leave-One-Out برای بهینه‌سازی تعداد متغیرهای پنهان، و شاخص‌هایی مانند RMSEP، %REP، و RMSECV ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که مدل‌های پیش‌بینی قندهای احیاکننده پیش از هیدرولیز و رطوبت با خطای نسبی پایین (به‌ترتیب ۱.۶۴% و ۵/۳۰%) عملکرد عالی داشتند، مدل ساکاروز با خطای نسبی حدود 95/11% قابل قبول بود، در حالی که مدل HMF با خطای نسبی 8/25% دقت کمتری نشان داد. به‌طور کلی، ترکیب طیف‌سنجی رامان با مدل‌های PLS روشی سریع، غیرمخرب، کم‌هزینه و سازگار با محیط‌زیست برای کنترل کیفیت عسل ارائه می‌دهد که می‌تواند در پایش اصالت، توزیع و توسعه اقتصادی این محصول نقش مؤثری ایفا کند.