Control no destructivo e in situ de productos y procesos en la industria del cerdo ibérico usando sensores espectrales de infrarrojo cercano

Abstract

En esta tesis doctoral, se presentan distintos estudios en los que se ha diseñado, desarrollado, evaluado y optimizado el uso de la tecnología NIRS como sistema de control in situ de procesos y productos y de apoyo a la toma de decisiones en la industria de transformación del sector del cerdo ibérico. El trabajo abarca desde aspectos científicos-técnicos, orientados a las necesidades de la industria y relacionados con la implantación in situ de sensores NIRS portátiles en el control de calidad de productos derivados del cerdo ibérico, como aspectos de investigación básica, relacionados con la propagación de la radiación NIR a través de tejido porcino. Este documento consta de nueve capítulos. El primero de ellos proporciona una introducción y define el marco en el que se desarrolla toda la tesis doctoral. El segundo fija los objetivos a alcanzar. En el tercer capítulo, se recoge una revisión bibliográfica sobre la realidad actual del sector productivo del cerdo ibérico, las últimas investigaciones en el control de calidad de productos derivados de este animal, así como el estado del arte de la tecnología NIRS. El siguiente capítulo describe, de forma general, los materiales y métodos utilizados en los distintos apartados de esta tesis doctoral. El quinto capítulo contiene los resultados generados en esta tesis doctoral, tanto los publicados o enviados a revistas internacionales como los estudios independientes de cada uno de los apartados que constituyen esta sección. Posteriormente, se realiza una reflexión general de todo el trabajo para dar una visión unificada del mismo, asimismo se proporciona algunas recomendaciones y perspectivas para futuros trabajos de investigación, desarrollo e innovación (I+D+i) en la implantación de la tecnología NIRS en el sector del cerdo ibérico. En el séptimo capítulo, se recogen las conclusiones de esta tesis doctoral. El octavo capítulo contiene todas las citas bibliográficas de este documento. Finalmente, en el noveno apartado se agrupan distintas publicaciones presentadas en congresos internacionales y nacionales, así como otros trabajos bibliográficos publicados en revistas internacionales. Además, se incluye un manual sobre el procesamiento de datos procedentes de equipos portátiles MEMS-NIRS, como el evaluado en esta tesis doctoral, así como una guía práctica para el uso y calibración de sistemas de dobles esferas integradoras que se espera que sea de utilidad para futuros investigadores o técnicos en este área. En referencia a las publicaciones, el Artículo 1 (sección 5.1.1) realiza una aportación metodológica para el desarrollo, validación, control y recalibración de modelos NIRS cuantitativos de carne picada de cerdo ibérico. La metodología descrita en este apartado permite, con un coste económico reducido, actualizar modelos NIRS cuantitativos para obtener predicciones fiables en rutina a lo largo del tiempo. Esta misma metodología fue,...

This thesis presents several studies in which NIRS technology has been developed, applied, evaluated and validated as an in-situ process and product control system in the iberian pig industry. The work ranges from scientificallytechnical aspects oriented to the industry and related to the implementation of in-situ handheld NIRS sensors for the quality control of iberian pig products and basic research studies related to the NIR radiation propagation through porcine tissues. This document consists of nine chapters. The first one provides an introduction and framework in which the present PhD thesis is developed. The second chapter describes the objectives achieved in this thesis. The third chapter provides a literature review of the current iberian pig production sector, the latest advances in the quality control of iberian pig products, as the state of art of the NIRS technology. The next chapter describes, generally, the materials and methods used in the different sections of this thesis. The fifth chapter contains the results generated in this PhD thesis which have been published or submitted to international journals or written in independent studies in each of the parts of this section. Subsequently, general considerations of the all work are done to provide a general view of the results, also it provides some recommendations and perspectives for future research, development and innovation in the implementation of NIRS technology in the Iberian pig sector. The seventh chapter contains the conclusions, providing a perspective on the future implementation of this technology in the iberian pig sector. The eighth contains all citations of this document. The last chapter, as an annex, comprises the several publications done in national and international conferences, as other reviewed published papers together with two manual: one for data processing of MEMS-NIRS spectral information and other related with the calibration procedure of double integrating spheres systems, which is expected to be useful for future researchers and technicians in this area. Concerning the published papers, Paper 1 (section 5.1.1) describes a methodology for the development, validation, monitoring and recalibration of quantitative NIRS models for routine control of ground iberian pork meat. The methodology described in this section enables, with a reduced economical cost, the update of NIRS models to obtain suitable prediction in routine over time. The same methodology was, later on, applied for the analysis of the main IP products traditionally used in the quality control, melted fat and intact adipose tissue (section 51.2 and 5.1.3, respectively). In these two studies, the monitoring and recalibration of quantitative NIRS models for estimating the main fatty acids of the lipid profile of IP animals is developed and evaluated...