本發(fā)明涉及肉食品加工生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種豬肉宰后冷卻過(guò)程中水分遷移檢測(cè)方法，特別涉及一種基于大口徑低場(chǎng)核磁成像和T2弛豫技術(shù)的豬肉宰后冷卻過(guò)程中水分分布檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

預(yù)冷是冷卻豬肉加工的重要環(huán)節(jié)，豬胴體在冷卻過(guò)程中水分損失在1.85％～3.5％，給企業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，肉類企業(yè)嘗試多種技術(shù)來(lái)降低胴體冷卻損耗。霧化噴淋技術(shù)是一種既能加速胴體冷卻速率，又能減少冷卻過(guò)程中水分損失的技術(shù)，能夠有效降低因冷卻干耗造成的經(jīng)濟(jì)損失。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)冷卻干耗和霧化噴淋技術(shù)的研究大部分局限于干耗量和具體技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化，而檢測(cè)方法主要是通過(guò)稱重法來(lái)檢測(cè)總體水分含量的變化。并不能很好地解釋在冷卻過(guò)程中豬肉中水分的遷移變化規(guī)律，以及霧化噴淋冷卻方式降低冷卻干耗的原理。近年來(lái)，低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在肉品水分檢測(cè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)的低場(chǎng)核磁共振技術(shù)在肉品水分檢測(cè)中的應(yīng)用存在一定的缺陷，主要表現(xiàn)在肉樣過(guò)小(2×1×1cm)，制樣過(guò)程中對(duì)樣品破壞程度相對(duì)較大，可能會(huì)影響到測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和代表性。因此，建立一種基于大樣品低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的肉品水分檢測(cè)方法，將有助于更好地分析肉品加工，如宰后冷卻過(guò)程中水分遷移變化及其對(duì)冷卻干耗的影響，為進(jìn)一步研發(fā)冷卻干耗控制技術(shù)提供理論支撐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種基于大口徑低場(chǎng)核磁成像和T2弛豫技術(shù)的豬肉宰后冷卻過(guò)程中水分分布檢測(cè)方法。

本發(fā)明的目的可通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于大口徑低場(chǎng)核磁成像和T2弛豫技術(shù)的豬肉宰后冷卻過(guò)程中水分遷移檢測(cè)方法，按照如下步驟進(jìn)行：

(1)樣品制備：選擇宰后2h內(nèi)的整條豬背最長(zhǎng)肌，沿肌肉走向垂直的方向取大小為14×10×6cm的肉塊，冷卻至少16h；

(2)低場(chǎng)核磁成像(MRI)分析：將肉樣放入樣品管中，用低場(chǎng)核磁共振儀進(jìn)行成像分析，據(jù)此得到樣品的圖像，根據(jù)圖像中顏色深淺，判定水分分布情況。

(3)低場(chǎng)核磁弛豫時(shí)間T₂分析：將肉樣放入樣品管中，用低場(chǎng)核磁共振儀進(jìn)行低場(chǎng)核磁弛豫時(shí)間T₂的測(cè)定，檢測(cè)肉中水分分布；

本發(fā)明方法中所述的樣品管的直徑優(yōu)選120mm。

所述的低場(chǎng)核磁成像(MRI)分析方法優(yōu)選采用SE成像序列，運(yùn)用MRI成像軟件及MSE多層自旋回波序列，采集樣品橫斷面的質(zhì)子密度圖像，MRI成像參數(shù)：GSliceZ＝1，GPhaseY＝1，GReadX＝1，TR＝800ms，TE＝11ms，F(xiàn)OV Read＝80mm，F(xiàn)OV Phase＝80mm，累加8次，K空間大小256×192；肉樣選層厚度3.0cm。

所述的低場(chǎng)核磁弛豫時(shí)間T₂分析優(yōu)選在32℃、22.4MHz共振頻率下，使用CPMG脈沖序列，重復(fù)掃描8次，間隔3s，得到2 000個(gè)回波，根據(jù)T₂曲線計(jì)算如下指標(biāo)：①t_2b、A_2b、P_2b，分別代表豬肉中結(jié)合水的最高出峰時(shí)間、峰面積和結(jié)合水占豬肉中總水分的百分比；②t₂₁、A₂₁、P₂₁，分別代表的是豬肉中不易流動(dòng)水的最高出峰時(shí)間、峰面積和不易流動(dòng)水占豬肉中總水分的比例；③t₂₂、A₂₂、P₂₂分別代表自由水的最高出峰時(shí)間、峰面積和自由水占豬肉中總水分的比例。所述的CPMG脈沖序列優(yōu)選90°脈沖和180°脈沖之間的時(shí)間τ＝200μs。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)肉樣大小可達(dá)到14×10×6cm，其優(yōu)勢(shì)在于肉樣受到破壞的程度相對(duì)較小，能更真實(shí)地反映實(shí)際生產(chǎn)中肉中水分分布情況。；

(2)與傳統(tǒng)方法相比，共振頻率更高(傳統(tǒng)方法的共振頻率為100KHz)，更好地滿足大樣品的測(cè)定需要。

(3)與傳統(tǒng)方法相比，K空間大小更大(傳統(tǒng)方法K空間大小16×128)，更好地滿足大樣品的測(cè)定需要，獲得的樣品信息更加精確。

附圖說(shuō)明

圖1.吹風(fēng)干燥過(guò)程中低場(chǎng)核磁對(duì)豬肉水分成像

圖2不同冷卻方式和時(shí)間對(duì)帶皮與否豬肉中結(jié)合水t_2b、A_2b、P_2b的影響

左側(cè)三幅小圖為吹風(fēng)冷卻；右側(cè)三幅小圖為噴淋霧化冷卻(不同字母代表差異顯著，P<0.05)

圖3不同冷卻方式和時(shí)間對(duì)帶皮與否豬肉中不易流動(dòng)水t_2b、A_2b、P_2b的影響

左側(cè)三幅小圖為吹風(fēng)冷卻；右側(cè)三幅小圖為噴淋霧化冷卻，不同字母代表差異顯著(P<0.05)

圖4不同冷卻方式和時(shí)間對(duì)帶皮與否豬肉中不易流動(dòng)水t_2b、A_2b、P_2b的影響

左側(cè)三幅小圖為吹風(fēng)冷卻；右側(cè)三幅小圖為噴淋霧化冷卻，不同字母代表差異顯著(P<0.05)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明，本具體實(shí)施方式在本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，應(yīng)理解這些方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

(1)原料選擇：選擇宰后2h內(nèi)的整條豬背最長(zhǎng)肌(通脊)，沿肌肉走向垂直的方向取大小為14×10×6cm的肉塊，分成2組(一組剔除豬皮和豬肉表面的筋膜組織作為紅條組；一組保留豬皮和豬肉表面的筋膜組織，將結(jié)構(gòu)致密且有一定厚度的筋膜組織模擬成脂肪層，作為白條組)，在模擬的冷庫(kù)環(huán)境中進(jìn)行吹風(fēng)冷卻和霧化噴淋冷卻，分別于6:30、8:00、9:30、11:00、13:30和15:00對(duì)肉樣進(jìn)行低場(chǎng)核磁共振橫向弛豫時(shí)間(T2)和低場(chǎng)核磁成像測(cè)定。

(2)低場(chǎng)核磁成像：采用SE成像序列試驗(yàn)，通過(guò)改變序列參數(shù)TE和TR來(lái)改變質(zhì)子密度以及T2對(duì)圖像的影響。運(yùn)用MRI成像軟件及MSE多層自旋回波序列采集樣品橫斷面的質(zhì)子密度圖像，MRI成像參數(shù)：GSliceZ＝1，GPhaseY＝1，GReadX＝1，TR＝800ms，TE＝11ms，F(xiàn)OV Read＝80mm，F(xiàn)OV Phase＝80mm，累加8次，K空間大小256×192；肉樣選層厚度3.0cm。

(3)低場(chǎng)核磁弛豫時(shí)間：將肉樣放入特定的樣品管中，用于低場(chǎng)核磁共振儀進(jìn)行T2的測(cè)定，每個(gè)肉樣平行測(cè)定兩次，取平均值。在32℃、22.4MH共振頻率下，使用CPMG(carr-purcell-meiboom-gill)脈沖序列(90°脈沖和180°脈沖之間的時(shí)間τ＝200μs)，重復(fù)掃描8次，間隔3s，得到2 000個(gè)回波。t_2b、A_2b、P_2b分別代表豬肉中結(jié)合水的最高出峰時(shí)間、峰面積和結(jié)合水占豬肉中總水分的百分比；t₂₁、A₂₁、P₂₁分別代表的是豬肉中不易流動(dòng)水的最高出峰時(shí)間、峰面積和不易流動(dòng)水占豬肉中總水分的比例；t₂₂、A₂₂、P₂₂分別代表自由水的最高出峰時(shí)間、峰面積和自由水占豬肉中總水分的比例。

試驗(yàn)例1

(1)吹風(fēng)干燥過(guò)程中低場(chǎng)核磁對(duì)豬肉水分成像

從所有的成像中選取帶皮豬肉在吹風(fēng)冷卻過(guò)程中不同時(shí)間段的低場(chǎng)核磁成像(由上到下)。圖像中紅色部分表示水分加權(quán)高，所含水分含量高；綠色部分表示水分加權(quán)低，所含水分含量少。由上到下成像面積逐漸變小，說(shuō)明在吹風(fēng)冷卻過(guò)程中水分干耗導(dǎo)致肉塊體積變小。在試驗(yàn)開始階段，從圖中可以明顯發(fā)現(xiàn)在最初的兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)的成像水分加權(quán)很低，并不是代表豬肉中水分含量少，而是因?yàn)闇y(cè)試物的溫度差異導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度有所差異，溫度越高信號(hào)強(qiáng)度越弱，溫度越低信號(hào)強(qiáng)度越高。這一現(xiàn)象可以形象的證實(shí)豬肉在冷卻過(guò)程中其溫度的變化。從整體來(lái)看，外側(cè)豬肉的水分信號(hào)要高于內(nèi)部水分；從單個(gè)圖片來(lái)看，肉塊四周信號(hào)要明顯高于中間信號(hào)，這說(shuō)明肉塊的冷卻過(guò)程是外部先冷卻，然后逐步向內(nèi)部冷卻。當(dāng)冷卻4.5小時(shí)后，豬肉水分信號(hào)均勻，說(shuō)明整個(gè)冷卻過(guò)程完成。信號(hào)從最后四個(gè)時(shí)間段發(fā)現(xiàn)圖片的中紅色部分明顯減少，綠色部分明顯增加，說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)后期水分發(fā)生遷移損耗。雖然內(nèi)部的水分含量明顯高很多，但是在后期其水分含量也是明顯下降的，說(shuō)明水分在肉的外部遷移。所以通過(guò)成像發(fā)現(xiàn)水分的遷移是由外側(cè)向空氣中遷移，同時(shí)肉塊內(nèi)部向外部遷移。

(2)冷卻方式和帶皮與否對(duì)豬肉冷卻過(guò)程中水分弛豫時(shí)間的影響

如圖2所示，不同的冷卻方式和帶皮與否對(duì)豬肉在冷卻過(guò)程中結(jié)合水的峰面積和峰面積比沒(méi)有顯著影響(P>0.05)，但結(jié)合水出峰時(shí)間差異顯著(P<0.05)。由于豬肉中的結(jié)合水比例很小且與蛋白緊密結(jié)合，所以不同的冷卻方式和帶皮與否對(duì)豬肉冷卻過(guò)程中結(jié)合水沒(méi)有影響。

如圖3所示，帶皮與否對(duì)豬肉不易流動(dòng)水的最高出峰時(shí)間沒(méi)有顯著影響(P>0.05)。冷卻方式對(duì)豬肉冷卻過(guò)程中不易流動(dòng)水的最高出峰時(shí)間有顯著影響，其中，吹風(fēng)冷卻顯著降低了不易流動(dòng)水的最高出峰時(shí)間(P<0.05)，而霧化噴淋冷卻不影響不易流動(dòng)水的最高出峰時(shí)間。霧化噴淋冷卻和吹風(fēng)冷卻都顯著提高了冷卻過(guò)程中不易流動(dòng)水占豬肉中總水分的比例(P<0.05)。不易流動(dòng)水的峰面積在不同冷卻方式下都有提高的趨勢(shì)。

如圖4所示，帶皮和不帶皮豬肉在冷卻過(guò)程中自由水的峰面積及自由水在總水分中的比例都顯著下降(P<0.05)，但帶皮豬肉和不帶皮豬肉之間沒(méi)有顯著差異(P>0.05)。