Soya küspesinin konsantre yemlerde miktarının tesbitine yönelik NIR kalibrasyonu oluşturulması
Finding out the FT-NIR calibration to determine soybean meal amount in concentrated feed ration mixtures
Yazar: DİREN KESKİN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL BAYRAM
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Hayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Veteriner Hekimliği = Veterinary Medicine
Dizin: Hayvan besleme = Animal feeding ; Hayvan yemleri = Animal feeds ; Kalibrasyon = Calibration ; Kantitatif analiz = Quantitative analysis ; Soya = Soybean ; Soya küspesi = Soybean meal ; İnterferans spektroskopisi = Interference spectroscopy

Özet:
Bu araştırma %44 düzeyinde ham protein içeren soya küspesinin yumurtacı tavuk karma yemlerinde kantitatif olarak miktarını yakın kızılötesi (FT-NIR) yöntemiyle belirlemek maksadıyla gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla %44 ham proteinli soya küspesi yumurta tavuğu karma yemlerine %1 düzeyinden başlayarak % 30 düzeyine kadar ve her bir konsantrasyonda %1 artırılarak toplamları birer(1) kg karışımlardan oluşan 30 farklı karma yem karışımı oluşturulmuştur. Oluşturulan karma yem karışımlarının fonksiyonel NIR spektrumları, 10000-4000 nm/cm dalga boylarında bulunmuştur. Spektraların kendi içerisinde kalibrasyon ve validasyon setleri program yardımı ile ayrılmıştır. Elde edilen spektralar PLS (PartialLeastSquare) yöntemi ile ikincil türev üzerinden (Second derivative) değerlendirilmiştir. Normalizasyon çalışması yapılan veriler üzerinde SNV (Standard Normal Variate) yöntemi uygulanmıştır. Ayrıca birinci dereceden türev alınarak (1st Derivation B Cap 5 PointsGap 2) veriler regresyona hazır hale getirilmiştir. Outlier değerleri kalibrasyon setinden çıkarılarak normalleştirilen spektralara lineer regresyon uygulanmış ve kalibrasyon kalite parametreleri oluşturulmuştur. Bu aşamada R2 değeri, validasyon ve kalibrasyon setinin standart sapmaları hesaplanmıştır. Reflektanslara göre Regresyon Katsayıları ile elde edilen grafiksel çıktılar alınmıştır. Ayrıca validasyon setinin tahminlemerezidüal hatasının kareler toplamı da (V-Set PRESS) ortaya çıkarılmıştır. Outlier değerleri program tarafından belirlenmiş ve kalibrasyon kalitesini düşürmesinden dolayı çalışmaya dahil edilmemiştir.Çalışmada, kalibrasyon setinin spektra değeri olarak R değeri, 0.9947, R2 değeri, 0.9894, standart hata değeri ise, 0.6762 olarak bulunmuştur. Validasyon setinin spektra değeri olarakR değeri, 0.9919, R2 değeri, 0.9839, standart hata değeri ise, 0.8398 olarak bulunmuştur. Elde edilen validasyon setinin tahminlemerezidüal hatasının kareler toplamı grafiği (V-Set PRESS) sayesinde temel bileşen değeri (Principal Components) 14 civarında olmuştur. Elde edilen regresyon tutarlılığı kalibrasyonun standart hata değerinin (SEC) tahminleme standart hatasına bölünmesi (SEP) sonucunda elde edilmiştir. Tutarlılık değeri 80 ile 110 arasında belirlenmiştir.Bu sonuçlar, soya küspesinin yumurta tavuğu karma yemlerinde kantitatif olarak miktarını tespit etmede FT-NIR veya NIR spektroskopi yönteminin, kullanılabileceğini göstermektedir. Bu nedenlerden dolayı sonuç olarak, yumurta tavuğu karma yem karmalarına ilave edilen her bir yem hammaddesinin miktarını kantitatif olarak hızlı ve pratik bir şekilde, FT-NIR spektroskopi metoduyla yüksek bir yüzde ile tespit edilebileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
This study trial was conducted to quantitatively find out the amount of soybean meal used in the concentrate feeds of laying hen  by using near infrared spectroscopy (NIR) device. For this purpose, 30 different concentrate feed ration mixtures of 1 kg each are prepared for laying hens by increasing the concentration upto 30 %. The functional NIR spectra of feed mixtures were obtained at wavelengths of 10000-4000 nm / cm which were evaluated by applying PLS (Partial Least Square) method on the second derivative. In the normalization study, SNV (Standard Normal Variate) method was applied. In addition, data obtained from first order (1st Derivation B Cap 5 Points Gap 2) were prepared for regression. The linear regression method was applied to the normalized spectra by subtracting the Outlier values from the calibration set and in this way the calibration quality parameters were revealed. At this stage, the standard deviations of the R2 value, validation and calibration set were calculated. According to the reflections, the graphs obtained with Regression Coefficients were taken. In addition, sum of the squares for estimating residual error (V-Set PRESS) of the validation set was also revealed. Outlier values were not part of study because of low calibration quality. In the research, R value was determined as 0.9947, R2 value, 0.9894 and standard error value as 0.6762 of Calibration set. Moreover, R value was determined as 0.9919, R2 value, 0.9839 and standard error value as 0.8398 of validation set and the principal component value (Principal Components) was found to be around 14 The regression consistency was between 80-110 and it was obtained by dividing standard error value (SEC) of calibration to standard error of estimation (SEP). In conclusion it is evident from the results that method of NIR or FT-NIR spectroscopy is a reliable way to determine the extent at which the soybean meal is quantitatively used in laying hen feed mixtures.