一種基于近紅外光譜的pse肉篩選方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品技術(shù)研究領(lǐng)域，具體涉及一種運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)和化學(xué)計(jì)量學(xué) 的PSE豬肉篩選方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PSE肉是由一系列宰前及宰后因素綜合作用而產(chǎn)生的外表蒼白（pale)、質(zhì)地松軟 (soft)、汁液滲出嚴(yán)重（exudative)的一類異質(zhì)肉。國(guó)內(nèi)外研究表明，含有氟烷基因的豬， 往往表現(xiàn)為應(yīng)激敏感豬，在宰前的驅(qū)趕、運(yùn)輸、待宰過(guò)程中，受到驚嚇，豬持續(xù)處于亢奮狀 態(tài)，體溫明顯升高，宰后無(wú)氧酵解條件下，ATP迅速消耗，糖原酵解產(chǎn)生乳酸，與此同時(shí)，胴體 大量產(chǎn)熱也會(huì)使體溫保持在較高的水平，PH在很短的時(shí)間內(nèi)劇烈下降（一般為Ih內(nèi)下降 至小于6.0)，極限pH下降至肌原纖維蛋白等電點(diǎn)以下，導(dǎo)致蛋白結(jié)構(gòu)破壞，使肉質(zhì)松軟，汁 液大量滲出，肉品保水性差。
[0003]導(dǎo)致PSE肉產(chǎn)生的因素有很多，除了上述基因與宰前管理的因素外，屠宰季節(jié)、冷 卻速度、致暈方式等均用重要影響。春夏季屠宰的豬，胴體容易產(chǎn)生PSE肉，背最長(zhǎng)肌滴水 損失較高。宰前禁食可降低肌糖原含量，使肌肉終PH升高。如果在宰后迅速對(duì)胴體進(jìn)行深 度冷卻，可以抑制代謝酶系的活性，從而降低PSE肉的產(chǎn)生。電擊致暈的PSE肉發(fā)生率高達(dá) 35. 6%，而CO2致暈只有4. 5%。PSE肉若是與正常豬肉混在一起銷售，會(huì)使企業(yè)肉品品質(zhì) 不一，影響消費(fèi)者評(píng)價(jià)，PSE肉無(wú)法賣出，造成浪費(fèi)。因此有必要建立在線的PSE肉快速篩 選方法，將潛在的PSE肉在屠宰分割線上加以鑒別，另作它用。
[0004] 近紅外光（780nm~2500nm,也可記錄為12000CHT1~4000CHT1)在常規(guī)光纖中具 有良好的傳輸特性，且儀器簡(jiǎn)單、分析速度快、無(wú)損檢測(cè)等特點(diǎn)，非常適合工業(yè)化、流水線檢 測(cè)。其原理是由于分子振動(dòng)的非諧振性使分子振動(dòng)從基態(tài)向高能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，具有較 強(qiáng)的穿透能力。近紅外光主要是對(duì)含氫基團(tuán)振動(dòng)的倍頻和合頻吸收，其中包含了大多數(shù)類 型的有機(jī)化合物及其分子結(jié)構(gòu)信息。由于不同的有機(jī)物含有不同的基團(tuán)，不同的基團(tuán)有不 同的能級(jí)，且對(duì)近紅外光的吸收波長(zhǎng)都有明顯差別，因此近紅外光譜可以反映物質(zhì)內(nèi)部化 合物含量變化的有效手段。所以，選用連續(xù)頻率的近紅外光照射樣品時(shí)，由于試樣對(duì)不同頻 率近紅外光的選擇性吸收，通過(guò)試樣后的近紅外光在某些波長(zhǎng)范圍內(nèi)會(huì)變?nèi)?，這部分光被 有機(jī)物相應(yīng)的基團(tuán)吸收，通過(guò)檢測(cè)光密度（反射率、吸光度）即可確定該組分含量。
[0005] 目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者圍繞運(yùn)用近紅外光譜技術(shù)對(duì)肉品的組分含量、品質(zhì)指標(biāo)建立定量 的預(yù)測(cè)模型，檢測(cè)摻雜在優(yōu)質(zhì)肉中的其他動(dòng)物肉等方面做了 一些有益探索，但是在宰后早 期即預(yù)測(cè)出PSE肉的定性判別模型卻未見(jiàn)報(bào)道。
[0006] 目前生產(chǎn)上并無(wú)統(tǒng)一的PSE肉鑒別方法，一般通過(guò)pH、肉顏色、保水性來(lái)判斷是否 為PSE肉。若宰后約45min，肌肉pH〈6.0,則隨著宰后生理生化變化，將會(huì)產(chǎn)生PSE肉，但 是此種方法需要將探頭插入肉中，并非無(wú)損，且pH計(jì)讀數(shù)時(shí)間長(zhǎng)，使用一段時(shí)間后，數(shù)據(jù)會(huì) 產(chǎn)生偏差，需要校正，且肌肉各處pH不盡相同，不適合屠宰場(chǎng)在線使用。肉的顏色蒼白，表 面泛水，L*>53時(shí)基本可斷定為PSE肉，但是此時(shí)肉一般都已投放市場(chǎng)，鑒別也無(wú)太大意義。 況且由于RSE(reddish、soft、exudative)肉的存在，使得利用顏色也無(wú)法很好的鑒別異質(zhì) 肉。針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題需要建立一種科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)、快速的屠宰場(chǎng)在線篩選PSE肉的新方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于建立一套科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)、快速的篩選PSE肉的新方法，提供一種基 于近紅外光譜的PSE肉鑒別指標(biāo)的篩選方法，建立能夠有效篩選PSE肉的近紅外方法，該方 法快速高效、鑒別率高、對(duì)肉品無(wú)損傷。從而為屠宰場(chǎng)在線肉品快速分級(jí)提供可靠的技術(shù)支 撐。
[0008] 本發(fā)明的目的可通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0009] -種基于近紅外光譜的PSE肉篩選方法，用近紅外光譜儀采集宰后豬背最長(zhǎng)肌待 測(cè)肉樣的近紅外光譜，對(duì)所采集的待測(cè)肉樣的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，然后通過(guò)基于近紅 外光譜的PSE肉定性分析模型中的正常肉樣平均光譜、PSE肉樣平均光譜、正常肉樣閾值和 PSE肉樣閾值篩選出PSE肉，所述待測(cè)肉樣的光譜與正常肉樣平均光譜的距離小于正常肉 樣閾值時(shí)為正常肉樣，與PSE肉樣平均光譜的距離小于PSE肉樣閾值時(shí)為PSE肉樣。
[0010] 所述基于近紅外光譜的PSE肉定性分析模型的建立方法為：通過(guò)pH法選出正常肉 樣組和PSE肉樣組，用近紅外光譜儀分別采集正常肉樣組和PSE肉樣組中宰后豬背最長(zhǎng)肌 肉樣的近紅外光譜，對(duì)所采集的兩組肉樣的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，然后通過(guò)因子化法選 擇第一因子譜計(jì)算正常肉樣平均光譜、PSE肉樣平均光譜、正常肉樣閾值和PSE肉樣閾值。
[0011] 所述正常肉樣閾值和PSE肉樣閾值的計(jì)算方法為：首先計(jì)算每一條單獨(dú)光譜與相 應(yīng)平均光譜之間的歐式距離Di;然后得到平均距離Dm和單獨(dú)歐式距離的標(biāo)準(zhǔn)差Stl，兩式中 n為對(duì)于給定物質(zhì)所采光譜的數(shù)目；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于近紅外光譜的PSE肉篩選方法，其特征在于：用近紅外光譜儀采集宰后豬 背最長(zhǎng)肌待測(cè)肉樣的近紅外光譜，對(duì)所采集的待測(cè)肉樣的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，然后通 過(guò)基于近紅外光譜的PSE肉定性分析模型中的正常肉樣平均光譜、PSE肉樣平均光譜、正常 肉樣閾值和PSE肉樣閾值篩選出PSE肉，所述待測(cè)肉樣的光譜與正常肉樣平均光譜的距離 小于正常肉樣閾值時(shí)為正常肉樣，與PSE肉樣平均光譜的距離小于PSE肉樣閾值時(shí)為PSE 肉樣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述基于近紅外光譜的PSE肉定性分析模 型的建立方法為：通過(guò)PH法選出正常肉樣組和PSE肉樣組，用近紅外光譜儀分別采集正常 肉樣組和PSE肉樣組中宰后豬背最長(zhǎng)肌肉樣的近紅外光譜，對(duì)所采集的兩組肉樣的近紅外 光譜進(jìn)行預(yù)處理，然后通過(guò)因子化法選擇第一因子譜計(jì)算正常肉樣平均光譜、PSE肉樣平均 光譜、正常肉樣閾值和PSE肉樣閾值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于正常肉樣閾值和PSE肉樣閾值的計(jì)算方法 為：首先計(jì)算每一條單獨(dú)光譜與相應(yīng)平均光譜之間的歐式距離Di ;然后得到平均距離Dn^P 單獨(dú)歐式距離的標(biāo)準(zhǔn)差Stl，兩式中η為對(duì)于給定物質(zhì)所采光譜的數(shù)目；
最后利用最大匹配值Dniax和標(biāo)準(zhǔn)差Stl來(lái)計(jì)算閾值DT， Dt = Dmax+X * S0 其中，Dmax為給定同一類物質(zhì)中所有單獨(dú)光譜到平均光譜的歐氏距離最大值；X為缺省 值設(shè)定為〇. 05,置信水平設(shè)定為99%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的宰后豬背最長(zhǎng)肌待測(cè)肉樣為宰后3 小時(shí)豬背最長(zhǎng)肌肉樣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的宰后豬背最長(zhǎng)肌肉樣為宰后3小時(shí) 豬背最長(zhǎng)肌肉樣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述近紅外光譜儀的光譜采集參數(shù)設(shè) 定為：采樣模式：漫反射；分辨率16CHT1 ;采樣次數(shù)32次。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的預(yù)處理為對(duì)所采集的近紅外光 譜進(jìn)行S-G平滑，求一階導(dǎo)數(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述S-G平滑的平滑點(diǎn)為21個(gè)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述近紅外光譜的采集過(guò)程中肉樣與 近紅外光譜儀的接觸面無(wú)氣泡，且將整個(gè)光源覆蓋。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于近紅外光譜的PSE肉篩選方法，用近紅外光譜儀采集宰后豬背最長(zhǎng)肌待測(cè)肉樣的近紅外光譜，對(duì)所采集的待測(cè)肉樣的近紅外光譜進(jìn)行預(yù)處理，然后通過(guò)基于近紅外光譜的PSE肉定性分析模型中的正常肉樣平均光譜、PSE肉樣平均光譜、正常肉樣閾值和PSE肉樣閾值篩選出PSE肉，所述待測(cè)肉樣的光譜與正常肉樣平均光譜的距離小于正常肉樣閾值時(shí)為正常肉樣，與PSE肉樣平均光譜的距離小于PSE肉樣閾值時(shí)為PSE肉樣。該方法快速高效、鑒別率高、對(duì)肉品無(wú)損傷。本發(fā)明建立一種科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)、快速的屠宰場(chǎng)在線篩選PSE肉的新方法。
【IPC分類】G01N21-359, G01N21-3563
【公開(kāi)號(hào)】CN104655585
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410513774
【發(fā)明人】李春保, 李霄, 白云, 周光宏, 徐幸蓮
【申請(qǐng)人】南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年9月29日