Name: מערכת ראייה ממוחשבת להערכת התנהגות המסת גלידה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-10-04T12:40:00.000+00:00
Duration: 8 min 2 s
Description: למדו שיטת ראייה ממוחשבת להערכת התנהגות המסת גלידה ומוצרי מזון נוספים. שיטה זו מספקת רגישות גבוהה יותר בזיהוי שינויים קטנים בהשוואה לשיטות גרבימטריות מסורתיות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

1. מערך ניסויי ונהלים לניסויי התכה
<ol><li>הכנת דוגמת גלידה<ol><li>בחרו כוסות שקופות בעלות נפח וצורה קבועים, עם מכסים. חותכים שני פסים ארוכים של נייר אפייה ברוחב של כ -2 ס"מ, ובעזרת נייר דבק, מקבעים אותם לדפנות הפנימיות של הכוס ליצירת צלב בתחתית. התחילו למלא את הכוס בדוגמת הגלידה באמצעות מרית. הערה: לפני שמתחילים, ודא כי הגלידה יש טמפרטורה בטווח של -7 ° C עד -12 ° C, כך שניתן יהיה להפיץ אותו בתוך הכוס. שימו לב לא ליצור חללים ריקים במהלך מילוי הכוס על ידי בדיקה קבועה של שקיפות הכוס.</li>
		<li>כאשר הכוס מלאה, משכו בעדינות את עודפי הגלידה עם המרית, ויצרו משטח חלק ושטוח. סגרו את הכוס עם המכסה ואחסנו את הדגימה בטמפרטורה של -30°C למשך 24 שעות לפחות.</li>
		<li>לפני הניתוח, מצב את המדגם ב -16 ° C במשך 24 שעות.</li>
	</ol></li>
	<li>הקמת ניסוי ההיתוך ורכישת התמונה<ol><li>הגדר ארון תרמוסטטי על 20 ± 1 °C. הכנס סולם דיגיטלי לארון וחבר אותו למחשב עם תוכנה לרישום משקל כפונקציה של זמן.</li>
		<li>מניחים גליל מדורג על הסולם הדיגיטלי ומאפסים את המשקל. מעל הגליל, מניחים משפך תלוי כדי לעזור לאסוף את הגלידה המומסת. ההתקנה של ניסוי ההיתוך מוצגת באיור 2. הערה: יש לתלות את המשפך מעל הצילינדר כדי למנוע חריגה מקנה המידה המלא של קנה המידה הדיגיטלי. כדי למנוע חוסר יציבות של המשפך במהלך מיקום המדגם בתחילת הניתוח, זה צריך להיות מקובע למדף הארון מעל הצילינדר.</li>
		<li>הגדר מצלמה עם חצובה לפני דלת הארון בגובה ומרחק מוגדרים כדי לקבל את המסגור האמין הטוב ביותר של הדגימה. הערה: ודא שהמצלמה מיושרת היטב עם דוגמת הגלידה כדי למנוע שגיאות פרלקסה בעת עיבוד התמונה.</li>
	</ol></li>
	<li>ניסוי התכה<ol><li>הכינו רשת תיל מתכתית המצוידת בהתייחסות לגודל. מוציאים את הגלידה מהמקפיא, מסירים את המכסה ומתחילים בעדינות לשים מרית בין דפנות הגלידה לדפנות הכוס כדי לנתק את הדגימה מהמיכל. הערה: יש להוציא את גביע הגלידה מהמקפיא רק לאחר השלמת השלבים הקודמים (עד שלב 1.2.3) כדי למנוע התכה לפני רישום הנתונים.</li>
		<li>בזמן ניתוק דגימת הגלידה מדפנות הגלידה, השאירו את נייר האפייה תקוע על פני הגלידה.</li>
		<li>לאחר ניתוק כל דוגמת הגלידה מדפנות הכוס, משכו בעדינות את קצוות נייר האפייה כדי לחלץ את הגלידה והניחו אותה על רשת תיל מתכתית יחד עם פסי נייר האפייה. לאחר מכן, מסירים בזהירות את פסי נייר האפייה משטח הגלידה. הערה: שים לב לא לשנות את צורת הגלידה בעת ביצוע שלבים 1.3.1-1.3.3.</li>
		<li>הניחו את רשת חוטי המתכת עם דוגמת הגלידה על המשפך בארון. באמצעות המצלמה הדיגיטלית על החצובה, צלם את התמונה הראשונה (t0) של דגימת הגלידה עם דלת הארון פתוחה, תוך שימת לב לצלם גם את התייחסות הגודל. סגור את דלת הארון והתחל להקליט את הנתונים הכבידתיים בכל דקה באמצעות התוכנה המחוברת לסולם. הערה: אין להשתמש במבזק כדי למנוע צללים בתמונה, ולהשתמש ברקע מנוגד מאוד כדי לשפר את פילוח הגלידה. בדוק את מוקד התמונה שנרכשה; אם התמונה אינה ממוקדת, צלם מיד תמונה חדשה.</li>
		<li>הקלט את הנתונים הכבידתיים במשך 90 דקות (רישום אחד לדקה) וצלם תמונה של דגימת הגלידה (ראה שלב 1.3.4) כל 15 דקות (סה"כ 7 תמונות).</li>
	</ol></li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66114/66114fig02.jpg"> איור 2: הגדרת בדיקת התכה. האיור מראה כיצד להגדיר את ניסוי ההתכה בארון התרמוסטטי: שים גליל זכוכית מדורג על סולם דיגיטלי כדי לאסוף ולשקול את הגלידה המומסת. דגימת הגלידה מונחת על רשת תיל מתכת על משפך התלוי מעל הצילינדר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/66114fig02large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
2. עיבוד תמונה לחישוב אינדקסים מתיך
<ol><li>עיבוד תמונה<ol><li>הורד את התמונות הדיגיטליות מכרטיס הזיכרון של המצלמה ושמור אותן כקבצים .tiff או .jpg ללא דחיסה.</li>
		<li>השתמש בפקודות File &gt; Open של תוכנת ניתוח התמונות כדי לפתוח את תמונות הגלידה. התחל לעבד את התמונה הראשונה (t0), לתקן את הסיבוב במידת הצורך (פקודות: ערוך &gt; סובב).</li>
		<li>השתמש בהפניית הגודל המתקבלת בכל תמונה (ראה שלבים 1.3.1 ו- 1.3.4.) כדי לכייל את התמונה באופן מרחבי (פקודות: מדידת כיול &gt; &gt; תמונה &gt; מרחבית), המרת פיקסלים במילימטרים (איור משלים 1).</li>
		<li>בחר את אזור העניין המלבני (AOI), כולל דוגמת הגלידה והימנע מקצה רשת רשת תיל המתכת (פקודות: Edit &gt; New AOI &gt; Rectangular). חתכו את AOI והמירו אותו לסולם אפור (עומק צבע, 8) באמצעות הפקודות Edit &gt; Covert to &gt; Grey Scale 8 (Supplementary Figure 2).</li>
		<li>החל את מסנן Best Fit שמתאים באופן אוטומטי את הבהירות והניגודיות (פקודות: Enhance &gt; Equalize &gt; Best Fit).</li>
		<li>עבור אל החלון Measure &gt; Count/Size של התוכנה ופתח את החלון Measure כדי לבחור את הפרמטרים הבאים: שטח, גובה תיבה ורוחב תיבה. לאחר מכן לחץ על אישור כדי לסגור חלון זה (איור משלים 3).</li>
		<li>בחר את המדידה הידנית (סמן ידני בחלון ספירה/גודל ) ולחץ על בחר טווחים כדי להגדיר את ערכי ההיסטוגרמה לפלח בדיוק את הצורה הבהירה של הגלידה. סגור את חלון הפילוח (תרשים משלים 4).</li>
		<li>לחץ על ספירה בחלון ספירה/גודל של התוכנה כדי למדוד את שלושת הפרמטרים שנבחרו בשלב 2.1.6. אם סופרים עצמים בהירים שאינם דוגמת הגלידה, השתמשו בסף שטח כדי לסנן את העצמים (פקודות: מדידה &gt; בחירת מידות &gt; שטח; התאמת טווחי התחלה וסוף). הצג את תוצאות המדידה על-ידי לחיצה על הצג נתוני מדידה &gt; (איור משלים 5). השתמש בקובץ &gt; נתונים ללוח כדי להעתיק את תוצאות המדידה ולהדביק אותן בגיליון אלקטרוני של תוכנת ניהול נתונים.</li>
		<li>חזור על השלבים מ- 2.1.2 עד 2.1.8 עבור כל תמונה שנאספה במהלך התכת הגלידה.</li>
	</ol></li>
	<li>הערכת מדדי התכה הערה: מעתה, פרמטרי הגודל שנמדדו מתמונות הגלידה יסומנו כדלקמן: A, שטח; H, גובה תיבה; W, רוחב התיבה (איור משלים 6).<ol><li>על-ידי שימוש בנתוני H ו- W שחושבו בשלב הקודם 2.1 בזמנים השונים t במהלך ההתכה (0 דקות, 15 דקות, 30 דקות, 45 דקות, 75 דקות ו- 90 דקות), חשב את מדד שימור הצורה (Rt) בהתאם למשוואה 1: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66114/66114eq01.jpg" style="margin: auto;">(1)</li>
		<li>על פי משוואה 2 ומשוואה 3, יש להפנות את נתוני R ו-A המחושבים בכל פעם למדד המתאים בזמן 0 (R0 ו-A0) ולשרטט את התוצאות המתקבלות כפונקציה של הזמן כפי שמוצג באיור 3A, B. המגמה של At כפונקציה של זמן קשורה לקצב ההתכה של גלידה. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66114/66114eq02.jpg" style="margin: auto;">(2) <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/66114/66114eq03.jpg" style="margin: auto;">(3)</li>
	</ol></li>
</ol>איור משלים 1: כיול מרחבי של תמונה. (א) עבור לחלון מדוד &gt; כיול &gt; מרחבי של תוכנת ניתוח התמונה. בחר חדש ולאחר מכן סמן תמונה בדגל כדי לפתוח את חלון שינוי קנה המידה . אורך הייחוס ביחידה להמרת פיקסלים (לדוגמה, מילימטרים) מצוין. (B) חפפו בזהירות את הפס הירוק עם חלק ההפניה המתאים לאורך שצוין ולחצו על הלחצן 'אשר'. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/Figure%201S.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.</a>
איור משלים 2: חיתוך AOI והמרתו לגווני אפור. (A) המרה של תחום העניין (AOI) לגווני אפור ו-(B) התמונה המתקבלת. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/Figure%202S.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.</a>
תרשים משלים 3: בחירת הפרמטרים שיימדדו. בחלון Select Measurement ניתן לבחור את הפרמטרים שיש למדוד; להערכת המסת הגלידה, יש לבחור שטח, רוחב קופסה וגובה קופסה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/Figure%203S.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.</a>
תרשים משלים 4: פילוח מדגם הגלידה. בחלון "סגמנטציה" ניתן לבחור את טווחי ההיסטוגרמה שייחשבו כמכסים בדיוק את שטח צורת הגלידה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/Figure%204S.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.</a>
איור משלים 5: סינון אובייקטים והפונקציה Count. הקווים האדומים מדגישים את העצמים הבהירים המזוהים. על ידי החלת פונקציית הספירה ופתיחת החלון "תצוגה, נתוני מדידה", יוצגו תוצאות הפרמטרים שנבחרו (A). כדי לסנן רק את צורת הגלידה, ניתן לבחור טווח שטח מינימלי ומקסימלי בחלון "בחר מדידה", ובכך לספור רק את הפרמטרים של אובייקט אחד (B). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/Figure%205S.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.</a>
תרשים משלים 6: Shape retentionindex (R). גובה התיבה (Ht, קו מקווקו אדום) ורוחב התיבה (Wt, קו שחור מלא) המשמשים לחישוב אינדקס שמירת הצורה (R) מוצגים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/Figure%206S.zip" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66114/66114fig03.jpg"> איור 3: עקומות שמירת צורה ושטח. דוגמה לצורת גלידה (A) ועקומות שימור שטח (B), שבהן הערכים הממוצעים Rt/R0 ו- At/A0 משורטטים לאורך זמן; קווי שגיאה תואמים לערכי סטיית התקן המתקבלים על ידי הניתוח המשוכפל. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/66114fig03large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
3. פירוט נתונים גרבימטריים
<ol><li>בסוף ניסוי ההיתוך (90 דקות), שמור את הגיליון האלקטרוני עם משקל הדגימה המומסת (גרם) לכל דקה של הניתוח המתקבל על ידי התוכנה המחוברת לסולם הדיגיטלי.</li>
	<li>פתח את גיליון המשקל האלקטרוני בתוכנת ניהול נתונים כדי ליצור תרשים של המשקל המומס (גרם) כפונקציה של זמן (דקות), ובכך לקבל את עקומת ההיתוך של דגימת הגלידה.</li>
	<li>בחר נתונים בחלק הליניארי של עקומת ההתכה וחשב את קו הרגרסיה של הריבועים הפחותים, תוך רישום משוואה 4 ומקדם הרגרסיה (R2). <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/66114/66114eq04.jpg" style="margin: auto;">(4)</li>
	<li>ערך השיפוע של קו הרגרסיה (m) הוא קצב המסת הגלידה (גרם לדקה). חשב את זמן ההתחלה של ההתכה (ts; minute) כיירוט x (כאשר y = 0) באופן הבא: <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/66114/66114eq05.jpg" style="margin: auto;">(5)</li>
</ol><img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66114/66114fig04.jpg"> איור 4: עקומה גרווימטרית. דוגמה לעקומת המסת גלידה המתקבלת בשיטה הכבידתית. העקומה המקורית מוצגת באדום; סדרת הנתונים שנבחרה בחלק הליניארי מוצגת בירוק; קו הרגרסיה המחושב מוצג בנקודות שחורות. המשוואה ומקדם הקביעה (R2) של קו הרגרסיה מוצגים גם הם. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/66114fig04large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>
הערה: כדי לקבל תוצאות אמינות לניתוח סטטיסטי, שכפל את כל הליך ההתכה של ניסוי התכה ועיבוד תמונה לפחות שלוש פעמים עבור כל דגימה.

<meta charset="utf8"></head><body>חקר התנהגות המסת גלידה באמצעות מערכת ראייה ממוחשבת

<ol><li>Marshall, R. T., Arbuckle, W. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aMarshall%2C+RT+%22Ice+Cream%22">Ice Cream</a>. , Chapman and Hall. New York. (1996).</li>
<li>Goff, H. D., Hartel, R. W. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aGoff%2C+HD+%22Ice+Cream%22">Ice Cream</a>. , Springer. Boston. (2013).</li>
<li>Metilli, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Investigating+the+microstructure+of+soft%2C+microporous+matter+with+synchrotron+X-ray+tomography%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Characterization%22%5BJournal%5D)">Investigating the microstructure of soft, microporous matter with synchrotron X-ray tomography.</a> Materials Characterization. 180, 111408(2021).</li>
<li>Liu, X., Sala, G., Scholten, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+functional+differences+between+ice+crystal-dominated+and+fat+network-dominated+ice+cream%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Structural and functional differences between ice crystal-dominated and fat network-dominated ice cream.</a> Food Hydrocolloids. 138, 108466(2023).</li>
<li>Alamprese, C., Foschino, R., Rossi, M., Pompei, C., Savani, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Survival+of+Lactobacillus+johnsonii+La1+and+influence+of+its+addition+in+retail-manufactured+ice+cream+produced+with+different+sugar+and+fat+concentrations%5BTitle%5D)+AND+%22International+Dairy+Journal%22%5BJournal%5D)">Survival of Lactobacillus johnsonii La1 and influence of its addition in retail-manufactured ice cream produced with different sugar and fat concentrations.</a> International Dairy Journal. 12 (2-3), 201-208 (2002).</li>
<li>Alamprese, C., Foschino, R. Technology and Stability of Probiotic and Prebiotic Ice Cream. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAlamprese%2C+C+%22Probiotic+and+Prebiotic+Foods%3A+Technology%2C+Stability+and+Benefits+to+Human+Health%22">Probiotic and Prebiotic Foods: Technology, Stability and Benefits to Human Health</a>. , Nova Science Publishers, Inc. Hauppauge, NY. Chapter 11 (2011).</li>
<li>Golnabi, H., Asadpour, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+and+application+of+industrial+machine+vision+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Robotics+and+Computer-Integrated+Manufacturing%22%5BJournal%5D)">Design and application of industrial machine vision systems.</a> Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 23 (6), 630-637 (2007).</li>
<li>Patel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DBGC%3A+Dimension-based+generic+convolution+block+for+object+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">DBGC: Dimension-based generic convolution block for object recognition.</a> Sensors. 22 (5), 1780(2022).</li>
<li>Bhatt, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CNN+variants+for+computer+vision%3A+History%2C+architecture%2C+application%2C+challenges+and+future+scope%5BTitle%5D)+AND+%22Electronics%22%5BJournal%5D)">CNN variants for computer vision: History, architecture, application, challenges and future scope.</a> Electronics. 10 (20), 2470(2021).</li>
<li>Zhu, L., Spachos, P., Pensini, E., Plataniotis, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deep+learning+and+machine+vision+for+food+processing%3A+A+survey%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Research+in+Food+Science%22%5BJournal%5D)">Deep learning and machine vision for food processing: A survey.</a> Current Research in Food Science. 4, 233-249 (2021).</li>
<li>Donhowe, D. P., Hartel, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recrystallization+of+ice+in+ice+cream+during+controlled+accelerated+storage%5BTitle%5D)+AND+%22International+Dairy+Journal%22%5BJournal%5D)">Recrystallization of ice in ice cream during controlled accelerated storage.</a> International Dairy Journal. 6 (11-12), 1191-1208 (1996).</li>
<li>Velásquez-Cock, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+cellulose+nanofibrils+on+the+structural+elements+of+ice+cream%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Hydrocolloids%22%5BJournal%5D)">Influence of cellulose nanofibrils on the structural elements of ice cream.</a> Food Hydrocolloids. 87, 204-213 (2019).</li>
<li>Moriano, M. E., Alamprese, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Honey%2C+trehalose+and+erythritol+as+sucrose-alternative+sweeteners+for+artisanal+ice+cream.+A+pilot+study%5BTitle%5D)+AND+%22LWT-Food+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Honey, trehalose and erythritol as sucrose-alternative sweeteners for artisanal ice cream. A pilot study.</a> LWT-Food Science & Technology. 75, 329-334 (2017).</li>
<li>Loffredi, E., Moriano, M. E., Masseroni, L., Alamprese, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+different+emulsifier+substitutes+on+artisanal+ice+cream+quality%5BTitle%5D)+AND+%22LWT-Food+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Effects of different emulsifier substitutes on artisanal ice cream quality.</a> LWT-Food Science & Technology. 137, 110499(2021).</li>
<li>Loffredi, E., Alamprese, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimisation+of+a+blend+of+emulsifier+substitutes+for+clean-label+artisanal+ice+cream%5BTitle%5D)+AND+%22LWT-Food+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Optimisation of a blend of emulsifier substitutes for clean-label artisanal ice cream.</a> LWT-Food Science & Technology. 173, 114338(2023).</li>
<li>Moriano, M. E., Alamprese, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organogels+as+novel+ingredients+for+low+saturated+fat+ice+creams%5BTitle%5D)+AND+%22LWT-Food+Science+%26+Technology%22%5BJournal%5D)">Organogels as novel ingredients for low saturated fat ice creams.</a> LWT-Food Science & Technology. 86, 371-376 (2017).</li>
</ol>

CVS המוצע מאפשר חישוב של מדדי שימור הצורה והשטח של דגימות גלידה במהלך ההמסה, מלבד הדמיה של תהליך ההמסה. זה יכול להיות בשילוב עם השיטה הכבידתית המסורתית מיושמת כדי להעריך את התנהגות ההמסה של גלידה5, כדי להשיג תוצאות הקשורות להיבט של הגלידה. זה מאוד חשוב כי הצרכנים מעריכים את איכותו גם על בסיס המראה החזותי של המוצר, ואת היכולת לשמור על הצורה במהלך המסה קשורה הרכב ומבנה של גלידה 1,3. היישום של מערכת זו בתעשיות המזון יכול לשפר את בקרת האיכות, ...

גלידה היא מערכת רב-שלבית שבה פאזות נוזליות, מוצקות וגזיות מחוברות בקפידה. הפאזה הנוזלית הרציפה עוטפת בועות אוויר וגבישי קרח, והיא מכילה שומנים מגובשים חלקית, חלבונים קולואידים, מלחים, סוכרים (שבסופו של דבר התגבשו) ומייצבים. הרכב הגלידה משתנה בהתאם לבקשות השוק המקומי ולתקנות אפשריות. למרות שטכנולוגיית העיבוד משפיעה על מאפייני הגלידה הסופית, כל מרכיב ממלא תפקיד חשוב בהגדרת איכות המוצר1. התנהגות המסה היא אחד ממדדי האיכות החשובים ביותר של גלידה, בהתחשב בתופעות המתרחשות הן במהלך הצריכה והן בפה. עם חדירת החום לתוך הגלידה, גבישי קרח נמסים, ומים מתפזרים ומתערבבים עם שלב הסרום, אשר יכול להתנקז דרך המבנה הנותר2. מוצר שנמס במהירות אינו רצוי לאכילה נוחה, אך גם להבטחת עמידות גבוהה יותר בפני הלם חום. עם זאת, מוצרים איטי התכה גם להצביע על כמה פגמים ניסוח1. ידוע כי מיקרו-מבנה גלידה אחראי לתכונות ההתכה3, אך עד כה פורסמו תוצאות מנוגדות, המראות כי הידע על השפעת גורמים מיקרו-מבניים על המסה עדיין מוגבל4. לפיכך, נדרשים מחקרים נוספים כדי להבהיר את מנגנון ההתכה, שהוא חיוני גם בתכנון ניסוחים חדשים3.
התנהגות ההתכה מוערכת בדרך כלל בשיטות גרבימטריות ומתבטאת במונחים של זמן התחלה וקצב התכה5. מנה נתונה של גלידה מונחת על רשת תיל בארון טמפרטורה מבוקרת, ומשקל המוצר המומס נרשם. מעקומת זמן המשקל ניתן להדגיש שלושה שלבים: שלב הפיגור שבמהלכו מתרחשת חדירת חום, שלב ההתכה המהירה עם שלב הסרום המדולל הזורם במבנה הגלידה בקצב המקסימלי, והשלב הנייח, בו רוב המוצר טפטףהחוצה 2.
בשיטה הגרבימטרית ניתן לזהות מוצרים בהתכה איטית ומהירה; עם זאת, גם ההיבט של גלידה במהלך ההתכה חשוב, מכיוון ששימור הצורה קשור להרכב ומבנה טובים של המוצר6. לפיכך, הליך המבוסס על מערכת ראייה ממוחשבת (CVS) יכול לתמוך במתודולוגיית הכבידה הקיימת כבר בכך שהוא מאפשר ללמוד את מראה המוצר במהלך ההמסה. CVS יכול לרכוש תכונות מזון רבות3 (למשל, גודל, משקל, צורה, מרקם וצבע) עם פרטים מדויקים שאינם ניתנים לצפייה על ידי העין האנושית. מערכות כאלה עשויות בדרך כלל ממצלמות דיגיטליות ותוכנות עיבוד תמונה7. ואכן, פרוטוקול המבוסס על CVS כולל שני שלבים עיקריים: 1) רכישת תמונה 2) עיבוד תמונה. ניתן ליישם רמות שונות של עיבוד תמונה7, מהפשוטות ביותר ועד המורכבות יותר, כגון שיטות למידה עמוקה לפיתוח בינה מלאכותית 8,9. תשומת לב רבה הוקדשה לאחרונה ל- CVS בתחום המזון, ומספר רב של יישומים פותחו לבדיקת בטיחות מזון, ניטור עיבוד מזון, זיהוי עצמים זרים ותחומים אחרים. הם מהירים, יעילים ולא הרסניים, ובכך מייצגים כלים תקפים לספק לצרכנים מזון בטוח באיכות גבוהה10.
בתחום הגלידה, הוצעה שיטת ניתוח תמונה לחקר התגבשות מחדש של קרח על ידי מיקרוסקופ אופטי11. לאחרונה, תמונות טומוגרפיה ממוחשבת רנטגן עובדו כדי לנתח את המיקרו-מבנה התלת-ממדי של חומרים נקבוביים רכים, כולל גלידה3. עם זאת, ההרחבה של תמונות דיגיטליות פשוטות של Charge Coupled Device (CCD) יכולה להציג מספר יתרונות מבחינת קלות הרכישה ועיבוד היבט הגלידה כפי שהוא נתפס על ידי הצרכנים. חלק מהמחברים מראים תמונות של גלידה במהלך המסה12, אך למיטב ידיעתנו, הפקת מדדים מספריים מהתמונות דווחה לראשונה על ידי מוריאנו ואלמפרזה13.
לכן, הפרוטוקול המוצע כאן, המבוסס על עבודתם של מוריאנו ואלמפרזה13, ממחיש CVS פשוט שניתן ליישם כדי לתמוך במתודולוגיית הכבידה הקיימת כבר לחקר התנהגות המסת גלידה. דיאגרמת בלוקים של השיטה המוצעת מודגמת באיור 1. השימוש במערכת כזו מאפשר חישוב של שני מדדי התכה הקשורים לשימור צורה וקצב ההתכה. בפרט, המאמר מתאר לראשונה את ההגדרה הניסויית המפורטת ואת ההליך לרכישת תמונה דיגיטלית במהלך התכת גלידה ואת שלבי עיבוד התמונה. חוץ מזה, התוצאות המתקבלות מגלידות המיוצרות עם ממתיקים שונים (כלומר, סוכרוז, סוכרומלט ואריתריטול) מדווחות כדי להראות את הפוטנציאל של השיטה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66114/66114fig01.jpg"> איור 1: דיאגרמת בלוקים של המתודולוגיות המוצעות. סיכום השלבים הכלליים למערכת הראייה הממוחשבת המוצעת והשיטה הכבידתית לחקר התנהגות המסת גלידה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66114/66114fig01large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.</a>

<table><tbody><tr><td>קבינט</td><td>קוואלו s.r.l.</td><td>FTX700</td><td>מיקום למבחן ההיתוך</td></tr><tr><td>מצלמה דיגיטלית</td><td>Sony Group Corp</td><td>DSC-S650</td><td></td></tr><tr><td>משקל דיגיטלי</td><td>Gibertini Elettronica</td><td>EU-C 4002 LCD</td><td></td></tr><tr><td>ImagePro Plus 7.0</td><td>Media Cybernetics, Inc</td><td>N/A</td><td>תוכנה לניתוח תמונות</td></tr><tr><td>Microsoft Excel</td><td>Microsoft</td><td>N/A</td><td>נתונים ועיבוד גרפי</td></tr><tr><td>Scalecom</td><td>Gibertini Elettronica</td><td>N/A</td><td>רכישת תוכנה בקנה מידה דיגיטלי</td></tr><tr><td>חצובה</td><td>Manfratto</td><td>#055</td><td></td></tr></tbody></table>

מערכת ראייה ממוחשבת להערכת התנהגות המסת גלידה

A Computer Vision System for the Assessment of Ice Cream Melting Behavior

כדוגמה לתפוקות CVS המוצעות, מוצגות תוצאות של ניתוחי התכה עבור שלוש פורמולציות גלידה שונות, בהשוואה לנתונים שהתקבלו מהשיטה הגרבימטרית. בפרט, התנהגות ההמסה של גלידות המיוצרות עם ממתיקים שונים (כלומר, סוכרוז, סוכרומלט ואריתריטול) נחקרה.
טבלה 1 ואיור 5A מציגים את התוצאות של מדד שימור הצורה (Rt/R0) עבור שלוש דגימות הגלידה במהלך ההמסה. שימור צורה דומה נצפה עבור כל הדגימות עד 45 דקות; לאחר מכן, הדגימה שנעשתה עם סוכרוז איבדה את צורתה...

Melting behavior is one of the most important quality indices of ice cream. It is usually evaluated by gravimetric methods and expressed in terms of ...

a-computer-vision-system-for-assessment-ice-cream-melting

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנחנו הראו כי נגעים פיגמנט ממאיר עם פעילות מטבולית מוגברת לייצר כמויות מדידים של חום מדידת תגובת תרמית חולף של העור כדי עירור קירור מאפשר זיהוי כמותי של מלנומה סרטן העור השני (לעומת הלא שגשוג nevi) בשעה מוקדמת שלב של המחלה.

ויזואליזציה כמותי וזיהוי של סרטן העור באמצעות הדמיה תרמית Dynamic

חלבוני קרח מחייבים (IBPs), הידוע גם כחלבוני רדיאטור, לעכב צמיחה וקרח הם תוסף מבטיח לשימוש בהקפאה קריוגנית של רקמות. הכלי העיקרי המשמש לבדיקת IBPs הוא osmometer nanoliter. פתחנו שלב בית מעוצב קירור רכוב על מיקרוסקופ אופטי ונשלטתי באמצעות שגרת LabVIEW שהותקן. Osmometer nanoliter מתואר כאן מניפולצית טמפרטורת המדגם באופן אולטרה רגיש.

Osmometer Nanoliter הרומן LabVIEW המופעל לחקירות חלבון מחייב קרח

מוצגות שיטות ניסיוניות לחקירת תהליכי קירור במצב מוצק ואפיון תכונות החומר האלסטוקלורי של סגסוגות זיכרון צורה (SMA). מתקן בדיקה שנבנה בהתאמה אישית תוכנן לבקרה וניטור מקיף של תהליכי קירור אלסטוקלוריים. יתר על כן, הוא מספק פלטפורמת אימות לגישות מידול בשילוב תרמו-מכני.

שיטות ניסיוניות לחקירות זיכרון צורה Elastocaloric בהתבסס תהליכי קירור ותיקוף דגם

מקור הדמיית ספקטרומטריית מסה (MSI) המופעל בלחץ אטמוספרי פותח על ידי צימוד ספיגת לייזר אינפרא אדום בינוני ופוסט-יינון אלקטרוספריי. מטריצת קרח אקסוגנית שימשה כמטריצה סופגת אנרגיה כדי להקל על ספיגה תהודה של חומר הקשור לרקמות. כתב יד זה מספק פרוטוקול שלב אחר שלב לביצוע IR-MALDESI MSI של עכבר יילוד בכל הגוף.

הדמיה של כל הגוף ספקטרומטריית מסה על ידי אינפרא אדום מטריקס בסיוע לייזר Desorption electrospray יינון (IR-MALDESI)

מאמר זה מתאר את זיהוי של חלבוני קושרי קרח מצמחי הקפאה-סובלנית דרך ההערכה של פעילות עיכוב-recrystallization הקרח והבידוד הבא של IBPs המקורית באמצעות טיהור זיקה-קרח.

זיהוי של הצמח קרח מחייב חלבונים באמצעות הערכה של עיכוב קרח-recrystallization ובידוד באמצעות טיהור קרח-זיקה

אנו מציגים עבור זיהוי אופטי בזמן אמת של חלבונים יחיד ללא תווית פרוטוקול כפי שהם המופרשים מתאי חי. זה מבוסס על מיקרוסקופ interferometric פיזור (iSCAT), אשר יכול להיות מיושם למגוון רחב של מערכות ביולוגיות שונות ותצורות.

ללא תווית הדמיה של יחיד חלבונים מופרש מתאי חי דרך iSCAT מיקרוסקופ

פרוטוקול לעיצוב החלל, ניסוי החלל על הסעה תרמוקפילר, וניתוחים של נתונים ניסיוניים ותמונות מוצגים בנייר זה.

ניסוי בחלל החום התרמונימי על לווין ההשבה של SJ-10

אנו מציגים פרוטוקול ללמוד את היווצרות של הידרטים בנוכחות של מפעילי nonionic על הממשק של droplet מים שקוע ב ציקלופנטאן. הפרוטוקול כולל בניית וסת. בעלות נמוכה, ניתן לתיכנות ומווסת טמפרטורה מערכת בקרת הטמפרטורה משולבת עם טכניקות ויזואליזציה ומדידות לחץ פנימי.

לימוד השפעות הסקר על התגבשות מימה ב ממשקי שמן מים באמצעות מכשיר מודולרי משולב בעלות נמוכה

מתודולוגיה ניסיונית המבוססת על מדידות תרמיות ורולוגיות מוצעת לאפיין את תהליך הריפוי של דבקים עם כדי לקבל מידע שימושי עבור בחירת דבק תעשייתי.

הערכת ריפוי מערכות דבק על ידי בדיקות ריאולוגיות ותרמיות

פרסום זה מציג את היישום של עקיפת קרני רנטגן וקלורימטריה של סריקה דיפרנציאלית כתקני זהב לחקר המצב המוצק של חומרים פעילים מבוססי שומנים (LBEs). הבנת השינוי במצב מוצק ב-LBEs והשפעתו על הביצועים של מוצרים פרמצבטיים הם גורם המפתח לייצור צורות מינון חזקות המבוססות על שומנים.

חבילה של כלים אנליטיים מבוססים כדי לחקור את השינוי במצב מוצק של חומרים פעילים מבוססי ליפידים

במאמר זה אנו מציגים שיטה אוטומטית חדשנית להערכת חדות הראייה אצל תינוקות ופעוטות באמצעות מערכת מעקב עיניים.

שיטה אוטומטית להערכת חדות ראייה אצל תינוקות ופעוטות באמצעות מערכת מעקב עיניים

למדו שיטת ראייה ממוחשבת להערכת התנהגות המסת גלידה ומוצרי מזון נוספים. שיטה זו מספקת רגישות גבוהה יותר בזיהוי שינויים קטנים בהשוואה לשיטות גרבימטריות מסורתיות.

מערכת ראייה ממוחשבת להערכת התנהגות המסת גלידה

גלה סרטונים נוספים