Published October 20, 2021
| Version v1
Publication
Open
Mathematical Modeling of Total Volatile Basic Nitrogen and Microbial Biomass in Stored Rohu (Labeo rohita) Fish
- 1. National Institute of Food Technology Entrepreneurship and Management
- 2. Indian Institute of Technology Indore
Description
The paper deals with the dynamical behavior of fish volatiles and microbial growth in stored Rohu fish through mathematical modeling. Total volatile basic nitrogen (TVB-N) is formed in stored Rohu ( Labeo rohita ) fish due to some complicated biochemical activities. It considered the biomass populace of volatiles (TVB-N) and microorganisms in fish stored at two different temperatures, separately. The different models may be used to forecast TVB-N, microbial populace (total viable count; TVC), and various properties change during nourishment stockpiling coordination and diverse preparing tasks. Models might be dynamic, exact, hypothetical, and stochastic in nature. Various parameters are required to build up a model which can be utilized to foresee the freshness and timeframe of realistic usability of storage duration. The ecosystem is represented by algebraic equations involving volatile compounds and microbial populations separately. TVB-N and TVC of stored rohu fish was determined at an interval of 4 days for 24 days. The initial and final biomass of TVB-N was 4.57 (fresh sample), 19.88 (24 days at 5°C), and 7.10 mg/100 g (24th day at 0°C), respectively. The TVC values were found to be 2.29 (fresh sample), 9.5 (24 days at 5°C) and 8.1 log (cfu/g) (24 days at 0°C). Exponential, modified exponential, Howgate, and adapted Howgate models were considered for modeling the TVB-N formation, whereas logistic, modified logistic, Gompertz, and modified Gompertz model were taken forward for modeling the microbial biomass developed in stored rohu fish. The exponential model found be the best fit model fit model for TVB-N prediction in rohu fish stored at 0 and 5°C as it showed the highest R 2 (0.9796, 0.9887) the lowest χ 2 (0.2782, 0.3976), RMSE (0.52741, 0.6306) AIC (−7.3122, −4.8106), AICc (−0.5122, 1.9894) and BIC (−7.4204, −4.9188), respectively. The Gompertz model was found to be the best fit model for microbial biomass prediction in rohu fish stored at 5°C ( R 2 = 0.9947, χ 2 = 0.0537, AIC = −18.379, AICc = −6.3792 and BIC = −18.542), in contrast, both of the logistic and modified logistic models were the best suited at 0°C storage condition ( R 2 = 0.9919, χ 2 = 0.0823).
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تتناول الورقة السلوك الديناميكي للأسماك المتطايرة والنمو الميكروبي في أسماك روهو المخزنة من خلال النمذجة الرياضية. يتكون إجمالي النيتروجين الأساسي المتطاير (TVB - N) في أسماك روهو ( Labeo rohita ) المخزنة بسبب بعض الأنشطة الكيميائية الحيوية المعقدة. واعتبرت الكتلة الحيوية لسكان المواد المتطايرة (TVB - N) والكائنات الحية الدقيقة في الأسماك المخزنة في درجتي حرارة مختلفتين، بشكل منفصل. يمكن استخدام النماذج المختلفة للتنبؤ بـ TVB - N، والسكان الميكروبيين (إجمالي العدد القابل للتطبيق ؛ TVC)، وتغيير الخصائص المختلفة أثناء تنسيق تخزين التغذية ومهام التحضير المتنوعة. قد تكون النماذج ديناميكية ودقيقة وافتراضية وعشوائية بطبيعتها. هناك حاجة إلى معايير مختلفة لبناء نموذج يمكن استخدامه للتنبؤ بالطراوة والإطار الزمني لقابلية الاستخدام الواقعي لمدة التخزين. يتم تمثيل النظام البيئي من خلال المعادلات الجبرية التي تنطوي على مركبات متطايرة ومجموعات ميكروبية بشكل منفصل. تم تحديد TVB - N و TVC لأسماك الروهو المخزنة في فاصل زمني قدره 4 أيام لمدة 24 يومًا. كانت الكتلة الحيوية الأولية والنهائية لـ TVB - N 4.57 (عينة جديدة)، 19.88 (24 يومًا عند 5 درجات مئوية)، و 7.10 مجم/100 جم (اليوم الرابع والعشرون عند 0 درجة مئوية)، على التوالي. تم العثور على قيم TVC لتكون 2.29 (عينة جديدة)، 9.5 (24 يومًا عند 5 درجات مئوية) و 8.1 سجل (cfu/g) (24 يومًا عند 0 درجة مئوية). تم النظر في نماذج Howgate الأسية والمعدلة والمكيفة لنمذجة تكوين TVB - N، في حين تم المضي قدمًا في نموذج Gompertz اللوجستي واللوجستي المعدل ونموذج Gompertz المعدل لنمذجة الكتلة الحيوية الميكروبية التي تم تطويرها في أسماك الروهو المخزنة. النموذج الأسي الموجود هو أفضل نموذج مناسب لتنبؤ TVB - N في أسماك الروهو المخزنة عند 0 و 5 درجات مئوية حيث أظهر أعلى R 2 (0.9796، 0.9887) أدنى χ 2 (0.2782، 0.3976)، RMSE (0.52741، 0.6306) AIC (-7.3122 ،-4.8106)، AICc (-0.5122، 1.9894) و BIC (-7.4204 ،-4.9188)، على التوالي. تم العثور على نموذج Gompertz ليكون النموذج الأنسب للتنبؤ بالكتلة الحيوية الميكروبية في أسماك الروهو المخزنة عند 5 درجات مئوية ( R 2 = 0.9947، χ 2 = 0.0537، AIC = − 18.379، AICc = − 6.3792 و BIC = − 18.542)، على النقيض من ذلك، كان كل من النماذج اللوجستية واللوجستية المعدلة هي الأنسب عند حالة تخزين 0 درجة مئوية ( R 2 = 0.9919، χ 2 = 0.0823).Translated Description (French)
L'article traite du comportement dynamique des substances volatiles des poissons et de la croissance microbienne chez les poissons Rohu stockés grâce à la modélisation mathématique. L'azote basique volatil total (TVB-N) est formé dans le poisson stocké Rohu ( Labeo rohita ) en raison de certaines activités biochimiques compliquées. Il a pris en compte la population de biomasse des volatiles (TVB-N) et des micro-organismes dans les poissons stockés à deux températures différentes, séparément. Les différents modèles peuvent être utilisés pour prévoir la TVB-N, la population microbienne (nombre total viable ; TVC) et diverses propriétés qui changent au cours de la coordination du stockage des aliments et de diverses tâches de préparation. Les modèles peuvent être dynamiques, exacts, hypothétiques et stochastiques. Divers paramètres sont nécessaires pour construire un modèle qui peut être utilisé pour prévoir la fraîcheur et le délai d'utilisation réaliste de la durée de stockage. L'écosystème est représenté par des équations algébriques impliquant séparément des composés volatils et des populations microbiennes. La TVB-N et la TVC du poisson rohu stocké ont été déterminées à un intervalle de 4 jours pendant 24 jours. La biomasse initiale et finale de TVB-N était de 4,57 (échantillon frais), 19,88 (24 jours à 5 °C) et 7,10 mg/100 g (24e jour à 0 °C), respectivement. Les valeurs de TVC ont été trouvées à 2,29 (échantillon frais), 9,5 (24 jours à 5°C) et 8,1 log (cfu/g) (24 jours à 0°C). Des modèles exponentiels, exponentiels modifiés, Howgate et Howgate adaptés ont été envisagés pour modéliser la formation de TVB-N, tandis que des modèles logistiques, logistiques modifiés, Gompertz et Gompertz modifiés ont été pris en compte pour modéliser la biomasse microbienne développée dans le poisson rohu stocké. Le modèle exponentiel trouvé est le modèle d'ajustement le mieux adapté pour la prédiction TVB-N chez les poissons rohu stockés à 0 et 5 °C car il a montré le R 2 le plus élevé (0,9796, 0,9887), le χ 2 le plus bas (0,2782, 0,3976), le RMSE (0,52741, 0,6306), l'AIC (− 7,3122, − 4,8106), l'AICc (−0,5122, 1,9894) et le BIC (− 7,4204, − 4,9188), respectivement. Le modèle de Gompertz s'est avéré être le modèle le mieux adapté pour la prédiction de la biomasse microbienne chez le poisson rohu stocké à 5 °C ( R 2 = 0,9947, χ 2 = 0,0537, AIC = −18,379, AICc = − 6,3792 et BIC = − 18,542), en revanche, les deux modèles logistiques et logistiques modifiés étaient les mieux adaptés aux conditions de stockage à 0 °C ( R 2 = 0,9919, χ 2 = 0,0823).Translated Description (Spanish)
El artículo trata sobre el comportamiento dinámico de los peces volátiles y el crecimiento microbiano en peces Rohu almacenados a través de modelos matemáticos. El nitrógeno básico volátil total (TVB-N) se forma en los peces Rohu ( Labeo rohita ) almacenados debido a algunas actividades bioquímicas complicadas. Consideró la población de biomasa de volátiles (TVB-N) y microorganismos en peces almacenados a dos temperaturas diferentes, por separado. Los diferentes modelos se pueden utilizar para pronosticar TVB-N, población microbiana (recuento total viable; TVC) y varias propiedades cambian durante la coordinación del almacenamiento de nutrientes y diversas tareas de preparación. Los modelos pueden ser dinámicos, exactos, hipotéticos y estocásticos por naturaleza. Se requieren varios parámetros para construir un modelo que se pueda utilizar para prever la frescura y el marco de tiempo de la usabilidad realista de la duración del almacenamiento. El ecosistema está representado por ecuaciones algebraicas que involucran compuestos volátiles y poblaciones microbianas por separado. TVB-N y TVC del pez rohu almacenado se determinaron en un intervalo de 4 días durante 24 días. La biomasa inicial y final de TVB-N fue de 4,57 (muestra fresca), 19,88 (24 días a 5 °C) y 7,10 mg/100 g (24º día a 0 °C), respectivamente. Se encontró que los valores de TVC eran 2.29 (muestra fresca), 9.5 (24 días a 5 ° C) y 8.1 log (cfu/g) (24 días a 0 ° C). Los modelos exponencial, exponencial modificado, Howgate y Howgate adaptado se consideraron para modelar la formación de TVB-N, mientras que el modelo logístico, logístico modificado, Gompertz y Gompertz modificado se utilizaron para modelar la biomasa microbiana desarrollada en peces rohu almacenados. El modelo exponencial encontrado fue el modelo de ajuste de mejor ajuste para la predicción TVB-N en peces rohu almacenados a 0 y 5 ° C, ya que mostró el R 2 más alto (0.9796, 0.9887) el χ 2 más bajo (0.2782, 0.3976), RMSE (0.52741, 0.6306) AIC (-7.3122, -4.8106), AICc (-0.5122, 1.9894) y BIC (-7.4204, -4.9188), respectivamente. Se encontró que el modelo de Gompertz era el mejor modelo para la predicción de biomasa microbiana en peces rohu almacenados a 5 °C ( R 2 = 0.9947, χ 2 = 0.0537, AIC = −18.379, AICc = − 6.3792 y BIC = − 18.542), en contraste, tanto los modelos logísticos como los logísticos modificados fueron los más adecuados en condiciones de almacenamiento a 0 °C ( R 2 = 0.9919, χ 2 = 0.0823).Files
pdf.pdf
Files
(1.2 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:47cb83ff4c9f0639831611d8b4b904e4
|
1.2 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- النمذجة الرياضية لإجمالي النيتروجين الأساسي المتطاير والكتلة الحيوية الميكروبية في أسماك روهو المخزنة (Labeo rohita)
- Translated title (French)
- Modélisation mathématique de l'azote basique volatil total et de la biomasse microbienne chez les poissons Rohu (Labeo rohita) stockés
- Translated title (Spanish)
- Modelado Matemático de Nitrógeno Básico Volátil Total y Biomasa Microbiana en Peces Rohu (Labeo rohita) Almacenados
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3205835580
- DOI
- 10.3389/fsufs.2021.669473
References
- https://openalex.org/W10073317
- https://openalex.org/W1508208342
- https://openalex.org/W1907373000
- https://openalex.org/W1965993238
- https://openalex.org/W1971992471
- https://openalex.org/W1988458243
- https://openalex.org/W1997614133
- https://openalex.org/W2012417928
- https://openalex.org/W2018411089
- https://openalex.org/W2021072017
- https://openalex.org/W2032945835
- https://openalex.org/W2035224829
- https://openalex.org/W2037342503
- https://openalex.org/W2048491721
- https://openalex.org/W2055471174
- https://openalex.org/W2066020071
- https://openalex.org/W2067711998
- https://openalex.org/W2072318044
- https://openalex.org/W2082002035
- https://openalex.org/W2084551270
- https://openalex.org/W2084975613
- https://openalex.org/W2089899090
- https://openalex.org/W2092681449
- https://openalex.org/W2113606869
- https://openalex.org/W2117547633
- https://openalex.org/W2122126918
- https://openalex.org/W2160107563
- https://openalex.org/W2162856534
- https://openalex.org/W2437348958
- https://openalex.org/W2477915840
- https://openalex.org/W2553457395
- https://openalex.org/W2943002388
- https://openalex.org/W2945028993
- https://openalex.org/W3011925305
- https://openalex.org/W3023867036
- https://openalex.org/W586879986