Machine Learning Approaches Applied to GC-FID Fatty Acid Profiles to Discriminate Wild from Farmed Salmon
Notice bibliographique
Résumé
In the last decade, there has been an increasing demand for wild-captured fish, which attains higher prices compared to farmed species, thus being prone to mislabeling practices. In this work, fatty acid composition coupled to advanced chemometrics was used to discriminate wild from farmed salmon. The lipids extracted from salmon muscles of different production methods and origins (26 wild from Canada, 25 farmed from Canada, 24 farmed from Chile and 25 farmed from Norway) were analyzed by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID). All the tested chemometric approaches, namely principal components analysis (PCA), t-distributed stochastic neighbor embedding (t-SNE) and seven machine learning classifiers, namely k-nearest neighbors (kNN), decision tree, support vector machine (SVM), random forest, artificial neural networks (ANN), naïve Bayes and AdaBoost, allowed for differentiation between farmed and wild salmons using the 17 features obtained from chemical analysis. PCA did not allow clear distinguishing between salmon geographical origin since farmed samples from Canada and Chile overlapped. Nevertheless, using the 17 features in the models, six out of the seven tested machine learning classifiers allowed a classification accuracy of ≥99%, with ANN, naïve Bayes, random forest, SVM and kNN presenting 100% accuracy on the test dataset. The classification models were also assayed using only the best features selected by a reduction algorithm and the best input features mapped by t-SNE. The classifier kNN provided the best discrimination results because it correctly classified all samples according to production method and origin, ultimately using only the three most important features (16:0, 18:2n6c and 20:3n3 + 20:4n6). In general, the classifiers presented good generalization with the herein proposed approach being simple and presenting the advantage of requiring only common equipment existing in most labs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».