RU2035399C1 - Method and instrument for appraising quality of meat - Google Patents

Abstract

FIELD: control of production processes. SUBSTANCE: method involves determining light reflection coefficient by the use of light flux with a wavelength of 600-700 nm. Meat quality assessing instrument comprises a needle with handle, a light guide mounted in the needle, a source of light in the handle, support and measuring photodiodes, and a recording unit connected by a cable. Measurements are taken directly on carcasses of cattle after slaughtering and cooling on the long dorsi muscle. EFFECT: improved functional and operating characteristics. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике контроля производственных процессов и может быть использовано для оценки качества мяса сельскохозяйственных животных в технологическом процессе переработки мясного сырья без предварительного взятия пробы. The invention relates to techniques for controlling production processes and can be used to assess the quality of meat of farm animals in the technological process of processing raw meat without prior sampling.

Известно устройство для определения структурно-механических характеристик пищевых продуктов, которое включает шток с индентором, механизм линейного перемещения, датчики фиксированного усиления внедрения, подключенные к измерительной схеме и элемент регистрации [1]
Недостатком его является то, что возможность применения его ограничена текучими и вязкими продуктами.A device for determining the structural and mechanical characteristics of food products, which includes a rod with an indenter, a linear movement mechanism, sensors of fixed gain of the implementation, connected to the measuring circuit and the registration element [1]
Its disadvantage is that the possibility of its use is limited to fluid and viscous products.

Известен способ оценки качества сельскохозяйственных животных, применяемый для определения нежности мясной продукции, он предусматривает отбор образцов мышечной ткани и раздавливание его усилием 3 кг между двумя стеклами, помещение его в камеру оптического прибора и измерение плотности образцов путем пропускания через них светового потока [2]
Недостаток способа длительность процесса за счет приготовления образца и его помещения в камеру для исследования.A known method for assessing the quality of farm animals, used to determine the tenderness of meat products, it involves the selection of muscle tissue samples and crushing it with a force of 3 kg between two glasses, placing it in the camera of an optical device and measuring the density of samples by passing light through them [2]
The disadvantage of this method is the duration of the process due to the preparation of the sample and its placement in the chamber for research.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ определения качества мяса, предусматривающий подготовку образца и измерение параметра, характеризующего его качество по коэффициенту отражения образца мяса на длинах волн 480-520 и 640-720 нм, и качество определяют по соотношению измеренных величин [3]
Недостаток способа состоит в том, что он довольно трудоемок и требует определенного времени для вычисления результата. Предлагаемое изобретение устраняет указанные недостатки, решая задачу уменьшения трудоемкости и сохранения времени определения качества мяса.The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a method for determining the quality of meat, involving the preparation of a sample and measuring a parameter characterizing its quality by the reflection coefficient of the meat sample at wavelengths of 480-520 and 640-720 nm, and the quality is determined by the ratio of measured values [3]
The disadvantage of this method is that it is quite time-consuming and requires a certain amount of time to calculate the result. The present invention eliminates these disadvantages, solving the problem of reducing the complexity and saving time to determine the quality of meat.

Это достигается тем, что предлагаемый способ оценки качества мяса предусматривает измерение величины интенсивности отраженного света с последующим установлением значения коэффициента отражения, согласно изобретению измерение величины интенсивности отраженного света осуществляется непосредственно в толще исследуемого образца на глубине 5-7 см путем введения в последней оптической иглы, при этом при измерении используют световой поток с длиной волны 600-720 нм. Прибор для оценки качества мяса сельскохозяйственных животных, содержащий источник излучения света, фотоприемники измерения интенсивности отраженного света и блок регистрации, согласно изобретению, снабжен выносной оптической иглой, причем последняя представляет собой корпус с рукояткой с коаксиально смонтированным в нем цилиндрическом световодом со скосами на противоположных концах, измерительный и опорный фотоприемники размещены в рукоятке, причем один из скосов размещен в основании рукоятки и выполнен с возможностью распределения светового потока на измерительный и опорный фотоприемники, а другой скос совместно с корпусом выполнены по углом ≥ 30^о, при этом цилиндрический световод посредством кабеля подсоединен к блоку регистрации.This is achieved by the fact that the proposed method for assessing the quality of meat involves measuring the magnitude of the reflected light intensity and then setting the reflection coefficient, according to the invention, measuring the magnitude of the reflected light is carried out directly in the thickness of the test sample at a depth of 5-7 cm by introducing into the last optical needle, in this case, a light flux with a wavelength of 600-720 nm is used in the measurement. A device for assessing the quality of meat of farm animals, containing a light emitting source, photodetectors for measuring the intensity of reflected light and a recording unit, according to the invention, is equipped with a remote optical needle, the latter being a body with a handle with a coaxially mounted cylindrical optical fiber with bevels at opposite ends, measuring and reference photodetectors are placed in the handle, and one of the bevels is located at the base of the handle and is configured to distribute Nia light flux onto the measuring and the reference photodetector and the other bevel formed together with the housing at an angle of ≥ ³⁰ °, the cylindrical light guide is connected via a cable to the recording unit.

Сущность способа заключается в измерении величины интенсивности отраженного света с последующим установлением значения коэффициента отражения (рассеяния) света определенного спектрального состава мышечными волокнами продукции. Измерение производится, как правило, на мышце long. dorsi. The essence of the method is to measure the magnitude of the intensity of reflected light, followed by setting the value of the reflection coefficient (scattering) of light of a certain spectral composition by the muscle fibers of the product. Measurement is usually performed on a long muscle. dorsi.

В известном способе качество мяса также оценивается по показателю отражения света, однако происходит использование отражения света в двух спектральных областях (480-520 нм и 640-720 нм) и оценку качества мяса производят по эмпирическому соотношению, связывающему измеренные величины. In the known method, the meat quality is also evaluated by the light reflection index, however, light reflection is used in two spectral regions (480-520 nm and 640-720 nm), and the meat quality is estimated by the empirical ratio relating the measured values.

Кроме этого, известный способ требует предварительного отбора образца пробы в виде цилиндра диаметром 50 мм и толщиной 6 мм (трудоемкий процесс) и последующего измерения на лабораторном спектрофотометре. Предложенный способ можно использовать в технологическом процессе переработки мяса. In addition, the known method requires preliminary sampling in the form of a cylinder with a diameter of 50 mm and a thickness of 6 mm (laborious process) and subsequent measurement on a laboratory spectrophotometer. The proposed method can be used in the technological process of meat processing.

Проведенные исследования спектров отражения различных образцов мяса (типа PSE, DFD и норма) на приборе "Спектротон" показали, что от образца к образцу меняется только общий коэффициент отражения, форма спектра отражения при этом не изменяется в диапазоне 480-720 нм. Проведенные оценки качества мяса экспертами и определенные по коэффициенту отражения света спектральной области 600-720 нм показали очень хорошую корреляцию. The studies of the reflection spectra of various meat samples (such as PSE, DFD and norm) on the Spectroton device showed that only the total reflection coefficient changes from sample to sample, while the shape of the reflection spectrum does not change in the range of 480-720 nm. The assessments of meat quality by experts and determined by the light reflectance of the spectral region of 600-720 nm showed a very good correlation.

Здесь измерения проводят непосредственно на тушах крупного рогатого скота после убоя и охлаждения на мышце long. dorsi перед поступлением на переработку. Измеряется коэффициент отражения в спектральной области 600-720 нм. Here, measurements are taken directly on the carcasses of cattle after slaughter and cooling on a long muscle. dorsi before recycle. The reflection coefficient is measured in the spectral region of 600-720 nm.

Учитывая, что поверхность туши может быть покрыта жировыми прослойками, для обеспечения возможности измерения отражения от внутренней поверхности мышцы прибор снабжен выносной иглой, способной проникать на глубину 5-7 см. Given that the surface of the carcass can be covered with fatty layers, to provide the ability to measure reflection from the inner surface of the muscle, the device is equipped with an external needle that can penetrate to a depth of 5-7 cm.

Таким образом, достигается снижение трудоемкости, увеличение экспрессности анализа и обеспечение возможности ее использования непосредственно в технологическом процессе переработки сырья. Thus, a reduction in labor intensity, an increase in the expressness of analysis and the possibility of its use directly in the technological process of processing raw materials are achieved.

На фиг. 1 представлены вариант конструктивного исполнения оптической системы; на фиг. 2 оптическая схема прибора; на фиг. 3 блок-схема регистрирующей системы. In FIG. 1 shows an embodiment of an optical system; in FIG. 2 optical diagram of the device; in FIG. 3 is a block diagram of a recording system.

Прибор для оценки качества мяса по цвету состоит из выносной иглы 1 с рукояткой 2 и регистрирующей системы, смонтированной в отдельной коробке и соединенной с рукояткой кабелем (не показаны). В корпусе иглы смонтированы светодиод 3, линза 4, опорный 5 и измерительный 6 фотодиоды (фотоприемники) и диафрагмы 7, 8, 9. В самой игле смонтирован цилиндрический световод 10. The device for evaluating the quality of meat by color consists of a remote needle 1 with a handle 2 and a recording system mounted in a separate box and connected to the handle with a cable (not shown). An LED 3, a lens 4, a reference 5 and a measuring 6 photodiodes (photodetectors) and apertures 7, 8, 9 are mounted in the needle body. A cylindrical optical fiber 10 is mounted in the needle itself.

В систему регистрации входит светодиод 3, опорный фотодиод 5, измерительный фотодиод 6, предварительные усилители 11, 12 сигнала, усилители 13, 14, блок 15 деления сигналов, аналого-цифровой преобразователь 16, жидкокристаллический индикатор 17, батарейка 18 и блок 19 питания, обеспечивающий необходимое напряжение питания всем элементам. Светодиод 3 и фотоприемники 5, 6 смонтированы в корпусе иглы, предварительные усилители 11, 12 в рукоятке (не показаны), остальные элементы монтируются в отдельной коробке, соединенной с рукояткой и иглой кабелем длиной 1-2 м. The registration system includes an LED 3, a reference photodiode 5, a measuring photodiode 6, signal pre-amplifiers 11, 12, amplifiers 13, 14, a signal division unit 15, an analog-to-digital converter 16, a liquid crystal indicator 17, a battery 18, and a power supply 19 the required supply voltage to all elements. LED 3 and photodetectors 5, 6 are mounted in the needle body, preamplifiers 11, 12 in the handle (not shown), the remaining elements are mounted in a separate box connected to the handle and the needle with a cable of 1-2 m in length.

Прибор работает следующим образом. The device operates as follows.

После введения иглы 1 в объект анализа нажимается кнопка 20 включения прибора на коробке с регистрирующей системой, находящейся в другой руке оператора. Загорается светодиод 3, свет которого линзой 4 фокусируется на верхний торец цилиндрического световода 10. Часть света отражается поверхностью световода и падает на опорный фотоприемник 5. Вошедший в световод свет распространяется по нему до выходного конца иглы 1 и выходит в анализируемый объект (так как угол заострения меньше угла полного внутреннего отражения). Часть света отражается от объекта, попадает обратно в цилиндрический световод 10, проходит по нему до верхнего конца, отражается от торцевой поверхности цилиндрического световода 10 и попадает на измерительный фотоприемник 6. Сигналы с фотоприемников 5, 6 усиливаются предварительными усилителями 11, 12, расположенными непосредственно в рукоятке 2 для уменьшения наводок, поступают на усилители 13, 14 и после усилителя в блок 15 делителя, где находится их отношение. Далее сигнал, пропорциональный доле отраженного света, поступает в аналого-цифровой преобразователь 16 и высвечивается на цифровом табло индикатора. After introducing the needle 1 into the object of analysis, the button 20 for turning on the device is pressed on the box with a recording system located in the other hand of the operator. LED 3 lights up, the light of which is focused by the lens 4 on the upper end of the cylindrical fiber 10. Part of the light is reflected by the surface of the fiber and falls on the reference photodetector 5. The light entering the fiber propagates through it to the output end of the needle 1 and exits into the analyzed object (since the angle of sharpening less than the angle of total internal reflection). Part of the light is reflected from the object, enters back into the cylindrical optical fiber 10, passes through it to the upper end, is reflected from the end surface of the cylindrical optical fiber 10 and enters the measuring photodetector 6. The signals from photodetectors 5, 6 are amplified by preamplifiers 11, 12 located directly in handle 2 to reduce interference, are fed to amplifiers 13, 14 and after the amplifier to block 15 of the divider, where their ratio is located. Next, a signal proportional to the fraction of reflected light enters the analog-to-digital Converter 16 and is displayed on the digital display panel.

Эти показания считаются оператором, и по их величине (по заранее проведенной калибровке) определяется категория сырья. These readings are considered by the operator, and the category of raw materials is determined by their value (according to a pre-calibration).

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Непосредственно после убоя и охлаждения перед поступлением на переработку проводят сортировку мясного сырья по цвету. Для этого в мышцу long. dorsi (эта мышца наиболее чувствительна к отклонениям качества) между 9-12 ребрами вводят иглу на глубину 50-70 мм. Через 30-40 с на цифровом табло регистрирующего блока фиксируют показания прибора. Способ оценки экспресс-методом мясного сырья основан на определении коэффициента отражения света в спектральной области 600-720 нм. За счет моментального преобразования сигналов фотодиодов прибора получают результат, считываемый с табло индикатора за 30-40 с. Этот результат сравнивают с эталонной шкалой, разработанной для мясного сырья разного качества (PSE, N, DFD). Immediately after slaughter and cooling, meat is sorted by color before being processed. For this, the muscle is long. dorsi (this muscle is most sensitive to quality deviations) between the 9-12 ribs, the needle is inserted to a depth of 50-70 mm. After 30-40 s, the instrument readings are recorded on the digital display of the recording unit. The method of evaluation by the express method of raw meat is based on the determination of the light reflection coefficient in the spectral region of 600-720 nm. Due to the instant conversion of the signals of the photodiodes of the device, a result is read out from the indicator board in 30-40 s. This result is compared with a reference scale designed for meat raw materials of different quality (PSE, N, DFD).

П р и м е р 1. Непосредственно после убоя и охлаждения перед поступлением на переработку туш крупного рогатого скота вводят иглу в мышцу long. dorsi на глубину 50-70 мм. Через 30-40 с на цифровом табло регистрирующего блока фиксируют показания прибора 82. Сравнивают с эталонной шкалой для туш крупного рогатого скота. Эталонная шкала для туш КРС. PRI me R 1. Immediately after slaughter and cooling before entering the processing of carcasses of cattle, a needle is inserted into the long muscle. dorsi to a depth of 50-70 mm. After 30-40 s, the readings of the device 82 are recorded on the digital display of the recording unit. Compare with the reference scale for cattle carcasses. Reference scale for cattle carcasses.

80-150 мясо типа DFD
150-200 мясо типа N
200-250 мясо типа PSЕ.80-150 meat type DFD
150-200 meat type N
200-250 meat type PSE.

Следовательно, это мясо имеет дефект DFD. Therefore, this meat has a DFD defect.

П р и м е р 2. Непосредственно после убоя и охлаждения перед поступлением на переработку туш крупного рогатого скота вводят иглу в мышцу long. dorsi на глубину 50-70 мм. Через 30-40 с на цифровом табло регистрирующего блока фиксируют показания прибора 182. Сравнивают это значение с эталонной шкалой. Следовательно, это мясо типа N. PRI me R 2. Immediately after slaughter and cooling before entering the processing of carcasses of cattle, a needle is inserted into the long muscle. dorsi to a depth of 50-70 mm. After 30-40 seconds, the readings of the instrument 182 are recorded on the digital display of the recording unit. This value is compared with a reference scale. Therefore, this is type N meat.

П р и м е р 3. Непосредственно после убоя и охлаждения перед поступлением на переработку туш крупного рогатого скота вводят иглу в мышцу long dorsi на глубину 50-70 мм. Через 30-40 с на цифровом табло регистрирующего блока фиксируют показания прибора 248. Сравнивают это эначение с эталонной шкалой. Следовательно, это мясо имеет дефект PSE. PRI me R 3. Immediately after slaughter and cooling before entering the processing of carcasses of cattle, a needle is inserted into the long dorsi muscle to a depth of 50-70 mm. After 30-40 seconds, the readings of the device 248 are recorded on the digital display of the recording unit. This value is compared with the reference scale. Therefore, this meat has a PSE defect.

Преимущество данного метода с ранее известным заключается в его экспрессности. В способе-прототипе производят подготовку образца определенного размера, затем пробу помещают в спектрофотометр СФ-10 и снимают кривые отражения. Затем кривые обрабатывают и производят математические расчеты по измерению интенсивности окраски. The advantage of this method with the previously known is its expressivity. In the prototype method, a sample of a certain size is prepared, then the sample is placed in an SF-10 spectrophotometer and the reflection curves are taken. Then the curves are processed and mathematical calculations are made to measure the color intensity.

Таким образом, способ и прибор для его осуществления позволяют быстро и с высоким уровнем точности определить качество исследуемого мяса. Thus, the method and device for its implementation allow you to quickly and with a high level of accuracy to determine the quality of the studied meat.

Claims (2)

1. Способ оценки качества мяса сельскохозяйственных животных, предусматривающий измерение величины интенсивности отраженного света с последующим установлением значения коэффициента отражения, отличающийся тем, что измерение величины интенсивности отраженного света осуществляют непосредственно в толще исследуемого образца на глубине 5 7 см путем введения в последней оптической иглы, при этом при измерении используют световой поток с длиной волны 600 720 нм. 1. A method for assessing the quality of meat of farm animals, which includes measuring the intensity of reflected light and then setting the value of the reflection coefficient, characterized in that the measurement of the intensity of reflected light is carried out directly in the thickness of the test sample at a depth of 5 7 cm by introducing into the last optical needle, this measurement uses a light flux with a wavelength of 600 720 nm. 2. Прибор для оценки качества мяса сельскохозяйственных животных, содержащий источник излучения света, фотоприемники измерения интенсивности отраженного света и блок регистрации, отличающийся тем, что он снабжен выносной оптической иглой, причем последняя представляет собой корпус с рукояткой с коаксиально смонтированным в нем цилиндрическим световодом со скосами на противоположных концах, измерительный и опорный фотоприемники размещены в рукоятке, причем один из скосов размещен в основании рукоятки и выполнен с возможностью распределения светового потока на измерительный и опорный фотоприемники, а другой скос совместно с корпусом выполнены под углом 30^o, при этом цилиндрический световод посредством кабеля подсоединен к блоку регистрации.2. A device for assessing the quality of meat of farm animals, containing a light emitting source, photodetectors for measuring the intensity of reflected light and a recording unit, characterized in that it is equipped with a remote optical needle, the latter being a body with a handle with a coaxially mounted cylindrical optical fiber with bevels at opposite ends, the measuring and reference photodetectors are located in the handle, and one of the bevels is located at the base of the handle and is configured to ELENITE light flux onto the measuring and the reference photodetector and the other bevel jointly with the housing formed at an angle of 30 ^o, wherein the cylindrical light guide is connected via a cable to the recording unit.

Images