Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları
Yazarlar
Yayınlar
- MakaleAçık Erişim2023Machine learning and domain adaptation to monitor yoghurt fermentation using ultrasonic measurements
Bowler, Alexander; Ozturk, Samet; di Bari, Vincenzo; Glover, Zachary J.; Watson, Nicholas J.
In manufacturing environments, real-time monitoring of yoghurt fermentation is required to maintain an optimal production schedule, ensure product quality, and prevent the growth of pathogenic bacteria. Ultrasonic sensors combined with machine learning models offer the potential for non-invasive process monitoring. However, methods are required to ensure the models are robust to changing ultrasonic measurement distributions as a result of changing process conditions. As it is unknown when these changes in distribution will occur, domain adaptation methods are needed that can be applied to newly acquired data in real-time. In this work, yoghurt fermentation processes are monitored using non-invasive ultrasonic sensors. Furthermore, a transmission based method is compared to an industrially-relevant non-transmission method which does not require the sound wave to travel through the fermenting yoghurt. Three machine learning algorithms were investigated including fully-connected neural networks, fully-connected neural networks with long short-term memory layers, and convolutional neural networks with long short-term memory layers. Three real-time domain adaptation strategies were also evaluated, namely; feature alignment, prediction alignment, and feature removal. The most accurate method (mean squared error of 0.008 to predict pH during fermentation) was non-transmission based and used convolutional neural networks with long short-term memory layers, and a combination of all three domain adaption methods.
- Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2019Öğütülmüş keten tohumunun yoğurdun fizikokimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal özelliklerine etkisi
Alperen Kalyas
Bu çalışmada, öğütülmüş keten tohumu farklı oranlarda (%0,25, %0,50 %0,75 ve %1) yoğurda ilave edilerek 28 günlük depolama süresince (1.,7., 14., 21. ve 28. günlerde) fizikokimyasal, mikrobiyolojik ve duyusal özellikleri incelenmiştir. Keten tohum ilavesi yoğurtların kuru madde, asitlik, pH, serum ayrılması ve viskozite (50 ve 100 rpm) değerleri üzerine çok önemli (p<0,01); yağ üzerine ise önemli (p<0,05) düzeyde etkili, kül değerleri üzerine ise etkisinin önemsiz olduğu (p>0,05) ortaya konmuştur. Depolama süresi değişkeninin, asitlik, pH, serum ayrılması ve viskozite (50 ve 100 rpm) değerleri üzerine etkisinin çok önemli (p<0,01), yağ, kurumadde ve kül değerleri üzerindeki etkisinin ise önemsiz (p>0,05) olduğu belirlenmiştir. Keten tohumu oranı değişkenin ise L*, a*, b* ve C* değerleri üzerine etkisi çok önemli (p<0,01) bulunurken, H° değeri üzerine etkisi ise önemsiz(p>0,05)bulunmuştur. Depolama süresinin renk değerleri (L*, b*, H* ve C) üzerine çok önemli (p<0,01) etkide bulunurken, a* değerleri üzerine önemli (p<0,05) olduğu bulunmuştur. Depolama süresi değişkeni, öğütülmüş keten tohum ilaveli yoğurt örneklerinin L. bulgaricus ve S. thermophilus üzerine çok önemli (p<0,01), keten tohumu oranının etkisi ise önemsiz (p>0,05) bulunmuştur. Maya küf sayıları depolama süresince tüm örneklerde <2 log kob/g olarak belirlenmiştir. Keten tohumu oranı değişkeni ise bütün duyusal özellikler üzerindeki etkisinin çok önemli (p<0,01) olduğu tespit edilmiştir. Depolama süresi değişkeninin, incelenen duyusal özelliklerden su salma ve ağızda bıraktığı his puanları üzerine etkisi önemli (p<0,05), görünüş ve renk, yapı ve tekstür, asitlik ve gaz oluşumu puanları üzerine etkisi ise çok önemli (p<0,01) bulunurken, tat ve koku, lezzet ve genel kabul edilebilirlik etkisinin önemsiz olduğu (p>0,05) bulunmuştur. Genel olarak incelenen duyusal özellikler bakımından %0,25 öğütülmüş keten tohum oranına sahip KT2 ve kontrol yoğurt örneğinin duyusal değerlendirmede diğer örneklerden yüksek puanları aldığı ancak depolama süresince verilen puanlarda azalma olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak; keten tohumu kullanılarak üretilen yoğurdun fizikokimyasal özellikleri üzerine keten tohumunun etkisinin olduğu ve farklılıklar arz ettiği belirlenmiştir. Depolama süresinden yoğurt örneklerinin tüm özellikleri olumsuz etkilenmiştir. Keten tohumu ilavesinin duyusal açıdan yoğurdun yüksek puanlar almasını sağladığı ancak yüksek oranda ilave edildiğinde panelistler tarafından beğenilmediği ortaya konulmuştur. Bu nedenle set tipi yoğurtlarda en uygun öğütülmüş keten tohumu oranın %0,25 ve %0.50 olabileceği, kesinlikle %0,75'in üzerine çıkılmaması tavsiye edilebilir.