Investigación: yogur alternativo 4

Durante tres días, en la sala de Informática hemos estado buscado posibles indicadores de pH alternativos al jugo de col lombarda y, sobre todo, hemos estudiado a través del procesamiento digital de imágenes, cómo fue el progreso de la fermentación láctica a través de la evolución en el tiempo del cambio de color experimentado por las muestras de nuestro primer experimento fallido. En él logramos yogur en todas las muestras, incluso en las que esperábamos que no hubiese fermentación láctica.

Estudio de la evolución del proceso de fermentación láctica.

El profesor comparte con los alumnos de 1º de Bachillerato una carpeta con las fotos realizadas por la cámara durante el proceso de fermentación de las cinco muestras que preparamos el otro día y que comprobamos al siguiente.

Primero hemos unido todas las fotos para hacer un vídeo de la evolución del experimento. Hemos usado el software de código abierto ffmpeg.  Este ha sido el resultado:

Para estudiar las fotografías hemos empleado la aplicación de código abierto GIMP, que ya hemos usado en clases anteriores para el retoque fotográfico, pero que ahora vamos a usar para encontrar datos de nuestro experimento.

Comparamos la primera foto con la última, solapando ambas imágenes y observamos dos cosas:

• el cambio de color de todas las muestras
  
• un ligero desplazamiento de la cámara inesperado durante el proceso de filmación.
• una de las muestras apenas se ve, pues la cámara está muy descentrada.
  

Elegimos las zonas de color homogéneo durante todo el experimento de cada una de las cinco muestras. Para ello elegimos regiones de color uniforme en la foto solapada. Adviértase el movimiento indeseado de la cámara al solapar las fotos primera y última:

En rojo se indican las zonas de color uniforme que hemos seleccionado. Hemos intentando que sean cada una de la mayor extensión posible. Vamos a estudiar su cambio de color. A cada alumno le corresponde estudiar la evolución del color la muestra que le ha asignado el profesor. Hemos nombrado las muestras según esta clave:

Se ha entregado a cada alumno una carpeta compartida con una selección de 10 fotografías equiespaciadas en el tiempo, incluyendo la primera y la última. De cada una de ellas, cada alumno ha tenido que encontrar el color medio de la región elegida de su muestra. Para ello han tenido que recortar la región de la muestra a cada imagen, reducir el tamaño de la imagen a 1 solo píxel e identificar el código RGB y HLS de color de dicho punto, para graficar los datos así obtenidos en una hoja de cálculo compartida.

Posteriormente se ha abierto un debate sobre cuál es el parámetro del código de color que debería graficarse para representar la evolución del pH. Una vez argumentada la conveniencia de usar el matiz de color (parámetro Hue) como el dato de color más pertinente para nuestros objetivos, se ha realizado una gráfica comparativa de la evolución de los colores de las muestras. Hemos visto un salto brusco muy extraño en las gráficas que se debía a el matiz de color se mide en grados y había un salto brusco al pasar de 360º a 0º. Hemos tenido que ajustar estos valores a través de la hoja de cálculo y hemos ido elaborando esta gráfica.

Después, el profesor ha automatizado los procesos de recorte, reducción de la imagen a un píxel, y obtención del valor de matiz de color, empleando un script bash en Linux a través de la herramienta de consola Imagemagick para lograr un procesamiento por lotes de todas las fotos, y no solo de las 10 que han usado los alumnos. La gráfica se ha creado empleando la aplicación de hojas de cálculo LibreOffice Calc. Los resultados han sido estos:

Se observa que la muestra que apenas se veía en la foto desarrolla una mayor dispersión en los datos obtenidos. Casi todas las muestras acaban del mismo color menos la de levadura, que habiendo sufrido también el proceso de fermentación láctica, muestra un color propio que se "solapa" con el del indicador de col lombarda desde el principio hasta el fin del proceso. También se aprecia que las otras fermentaciones han estabilizado su color aproximadamente en el minuto 840, es decir, después de catorce horas de fermentación.

Investigación sobre alternativas al indicador de pH de col lombarda.

Como sospechamos que el indicador de pH de col lombarda que hemos empleado puede haber influido en el resultado, hemos buscado en Internet otras alternativas "naturales".

Así pues, hemos investigado buscando información en Internet sobre alimentos con altas concentraciones de antocianinas (clasificados por concentración, si es posible). Se debe a las antocianinas de la col lombarda sus propiedades como indicador de pH. Hemos creado un documento compartido en el que cada alumno ha puesto los enlaces curados que ha ido encontrando.