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Título : APLICACIÓN DEL ANÁLISIS DE TEXTURA DE IMÁGENES PARA LA CARACTERIZACIÓN CUANTITATIVA DE SUPERFICIES BIOLÓGICAS
Autor : DR. CHANONA PÉREZ, JOSÉ JORGE
DR. GUTIÉRREZ LÓPEZ, GUSTAVO FIDEL
IBQ. ARZATE VAZQUEZ, ISRAEL
Palabras clave : ANÁLISIS DE TEXTURA
SUPERFICIES BIOLÓGICAS
Fecha de publicación : 6-jun-2011
Resumen : The image processing techniques have a great development, because they can quantitatively characterize physical characteristics such as size, morphology, color and texture properties of any digital image and for that reason have been widely used to evaluation food quality. Also, the image texture analysis can measure quantitatively the microstructural changes of food from images. The aim of this study was to apply image texture analysis for quantitative characterization of two biological surfaces: (i) edible films made from alginate and chitosan polysaccharides, and (ii) peel avocado Hass (Persea americana Mill) during ripening process. In the case of edible films, images were obtained using different microscopy techniques (Light Microscopy, Environmental Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy) and for surface images of avocados Hass was obtained by computer vision system. From images, texture parameters were estimated based on Gray Level Co-Occurrence Matrix and Shifting Differential Box Counting algorithms. Moreover, it was conducted a study of the application of nanoindentation technique for the characterization of mechanical properties of edible films. Results obtained in this study showed that texture parameters extracted from the images were successful to describe quantitatively the microstructure of the surface edible films as well as to evaluate the changes in the peel avocados Hass during the ripening. In particular for edible films, it was shown that images texture analysis was an efficient tool to quantitatively evaluate the microstructure of films made of alginate and chitosan examined by using different microscopy techniques. In addition, this work could be a guide to select the capture conditions and microscopy techniques for the study of edible films. With regard to the evaluation of peel avocados Hass, the results revealed that the estimated parameters provided a good description of the ripening process and with these parameters we obtained classification percentages higher than 80%. Finally, the nanoindentation technique resulted a powerful tool to characterize the mechanical properties at micro and nanoscale edible films, as well as to study phenomena related to the viscoelastic properties of these biomaterials.
Descripción : Las técnicas de procesamiento de imágenes han tenido un gran desarrollo, debido a que pueden caracterizar cuantitativamente características físicas como tamaño, morfología, color y propiedades de textura de cualquier imagen digital y por tal motivo se han utilizado ampliamente para la evaluación de la calidad de alimentos. Asimismo, el análisis de textura de imágenes permite medir de manera cuantitativa los cambios microestructurales de alimentos a partir de imágenes. El objetivo de este trabajo fue aplicar el análisis de textura de imágenes para la caracterización cuantitativa de dos superficies biológicas: (i) películas comestibles hechas a base de alginato y quitosano, y (ii) cáscara de aguacate variedad Hass (Persea americana Mill) durante el proceso de maduración. Para el caso de películas comestibles, se obtuvieron imágenes empleando diferentes técnicas de microscopía (Microscopía de Luz, Microscopía Electrónica de Barrido Ambiental y Microscopía de Fuerza Atómica) y para el aguacate Hass se obtuvieron imágenes de la superficie del fruto mediante un sistema de visión por computadora. A partir de las imágenes obtenidas se estimaron parámetros de textura basados en el algoritmo de Matriz de Co-Ocurrencia en Escala de Grises y en el algoritmo Modificado de Conteo Diferencial de Cajas. Por otra parte, se realizó un estudio profundo de la aplicación de la técnica de nanoindentación sobre la caracterización de las propiedades mecánicas de las películas comestibles. Los resultados obtenidos en este estudio mostraron que los parámetros de textura extraídos a partir de las imágenes obtenidas fueron exitosos para describir cuantitativamente la microestructura de la superficie de las películas comestibles estudiadas así como para la evaluación de los cambios de la cáscara del aguacate Hass durante la maduración. De manera particular para las películas comestibles, se demostró que el análisis de textura de imágenes fue una herramienta eficiente para evaluar cuantitativamente las microestructuras de películas elaboras con alginato y quitosano examinadas mediante las diferentes técnicas de microscopia, además de que tal estudio podría ser una guía para seleccionar las condiciones de captura y las técnicas de microscopía para el estudio de películas comestibles. Con respecto a la evaluación de los cambios del aguacate, los resultados revelaron que los parámetros estimados proveyeron una buena descripción del proceso de maduración del aguacate variedad Hass y que mediante el uso de estos parámetros, se obtuvieron porcentajes de clasificación de las etapas de madurez mayores al 80%. Por último, para la técnica de nanoindentación se concluyó que es una poderosa herramienta para caracterizar las propiedades mecánicas a micro y nanoescala de películas comestibles, así como también para estudiar fenómenos relacionados con las propiedades viscoelásticas de estos biomateriales.
URI : http://www.repositoriodigital.ipn.mx/handle/123456789/8444
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