鸡肉的力学参数与其新鲜度关系的数学模型_佟月英.pdf

1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 鸡肉的力学参数与其新鲜度关系的数学模型 佟月英 1a 1b 陈东辉 1a 1b 石志标 2 佟 金 1a 1b 1 吉林大学a 工程仿生教育部重点实验室 b 生物与农业工程学院 长春 130025 2 东北电力大学 能 源与机械学院 吉林 吉林 132012 摘 要 根据连续多天对鸡胸脯肉挥发性盐基氮和力学参数的测量结果 分析了挥发性盐基氮与鸡胸脯肉力学 参数的相关性 发现回弹量和功耗比与挥发性盐基氮的相关性较大 通过分析各力学参数间的关系 建立了鸡 肉的力学参数与其新鲜度的数学模型 为建立快速而准确地检验肉品新鲜度提供了一种简单有效的方法 关键词 鸡肉 力学参数 新鲜度 数学模型 中图分类号 TS251 5 5 O347 文献标识码 A文章编号 1003 188X 2010 03 0174 03 0 引言 肉新鲜度的检测方法分为感官检验 理化检验和 微生物检验 感官检验方法简便易行 既能粗略反映 客观情况 又能及时做出结论 感官指标是国家规定 检验肉品新鲜度的指标之一 是肉品新鲜度检验的最 基本的方法 但是 感官鉴定的结果不易量化 存在 主观片面性 即使检查人员有足够的经验 在很多情 况下也难以得出精确的结论 尚需进行实验室检验 理化检验是以肉品腐败变质产物的变化为基础进行 定量分析的 其方法虽然较多 只有挥发性盐基氮 TVBN 的测定是国家规定检验肉品新鲜度的主要方 法 挥发性盐基氮的值是判断肉品新鲜度的重要指 标 挥发性盐基氮的测定属于实验室检验 过程繁 琐 测试时间约需30min 很难实现现场快速检测 微 生物检验通常包括3个方面 菌数测定 涂片镜检及 色素还原试验 微生物检验能够更客观地判定肉的 新鲜度 其缺点是需要专用设备和专业人员来操作 而且测试时间长 至少需要48h 快速检验和评价肉品的质量是食品加工质量 食 品安全 消费市场监督等环节实施职能的重要手段 近年来 许多专家学者致力于研究利用电子鼻 1 电 子舌 2 等电子仪器检验肉品新鲜度 并开始研究肉的 弹性与肉的新鲜度的关系 认为肉的弹性能够反映肉 的新鲜度 3 但是这个结论到目前还停留在定性的研 究上 笔者曾对鸡肉的压力特性曲线与其新鲜度之 收稿日期 2009 10 02 基金项目 吉林省科技发展计划重点项目 20060217 作者简介 佟月英 1959 女 辽宁昌图人 副教授 博士研究生 E mail tyy1959 163 com 间关系进行了初步探索 4 以寻求通过精确测量鸡肉 的力学指标 定量地评价鸡肉的品质 本文所报道的工作是在测量鸡肉的弹性等力学参 数基础上 通过建立挥发性盐基氮与力学参数的相关 性数学模型 确立相关的判据 以期实现利用鸡肉的弹 性等力学参数判定鸡肉新鲜度 此法测试速度快 无 材料消耗 无污染 对肉无损伤 是一种具有很好发展 前景的快速 经济 简单易行的肉品新鲜度检验方法 1 材料与方法 1 1 实验仪器和实验材料 实验仪器 WDW 20型电子万能试验机 上海华 龙测试仪器厂生产 试验机压头直径10mm 实验材料 吉林德大有限公司生产的鸡胸脯肉 肉品试样尺寸60 mm 40 mm 20 mm 试样按纹 理关系进行切割 并按纹理关系确定测试点 1 2 实验方法 将鸡肉装入保鲜袋里 放入冷藏箱中0 冷藏 在室温20 相对湿度36 下条件下进行测试 压力特性曲线测试的试验过程 取一块鸡肉试 样 放在试验机压头正下方的圆台上 压头固定不动 托盘向上运动 以压头与肉表面接触而压力值为0的 点为测试的起始点 即0点 自0点托盘以120mm min的速度向上匀速运动4mm后 再以120mm min 速度匀速向下运动 返回到原始位置完成一次测试 测试装置如图1所示 伴随着试验进行 试验机记录并描绘出测试过程 中肉的压力与位移关系的曲线 如图2所示 该曲线 就是肉的压力特性曲线 1 3 鸡肉力学参数的定义 鸡肉的力学参数如图2所示 纵坐标表示压力 471 2010年3月 农 机 化 研 究 第3期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 传感器测得的肉承受的压力 N 横坐标表示位移 mm Fmax表示在测试过程中肉承受的最大压力 S2为压入深度 S1表示回程压力与横坐标的交点 S 称为回弹量 表示肉被压后的瞬间恢复距离 定义为S S2 S1 1称为回弹功 表示Fmax S1线与横坐标 所包围的面积 2称为总功 表示0 Fmax线与横坐 标所包围的面积 1 2称为功耗比 代表了试验 过程中的能量耗散与恢复的能力 图1 肉的压力特性测试图 图2 肉的压力特性曲线 2 实验结果 按上述测试方法 每天取屠宰 保存条件和试样 尺寸相同 肉体不同的20块鸡肉进行连续9天的测 量 一共测定180块鸡肉 对实验数据取平均值 试验 结果如表1所示 对表1所示数据进行相关性分析 结果如表2所示 表1 力学参数和挥发性盐基氮随时间变化的测量结果 时间 d TVBN mg 100g 1 S mm Fmax NFmax S 1 2 17 21 011 650 640 14 续表1 时间 d TVBN mg 100g 1 S mm Fmax NFmax S 1 2 27 90 821 330 510 12 310 80 811 240 400 13 412 70 851 630 770 11 513 90 631 350 730 09 615 80 631 460 840 08 720 30 681 250 560 09 823 20 550 810 200 08 926 70 560 770 220 08 表2 挥发性盐基氮与力学参数之间的相关系数 TVBNSFmax 1 2 TVBN1 000 0030 0070 004 0 S0 851 0000 0170 000 2 Fmax 0 810 7601 0000 103 0 1 20 840 9400 5801 000 0 3 讨论 通过测试发现 鸡肉的TVBN含量随时间的延长 而增大 S Fmax 1 2和 1 2随TVBN的增大而 波动式减小 波动的产生与在测试范围内随机选取 测试点有关 因为肉不是完全均质的 4 还与鸡肉试 样间的差异有关 把多块肉的数据进行统计平均 则 波动消失 于是TVBN随时间的延长而增大 S Fmax 1 2和 1 2随TVBN的增大而减小 统计的 样本数据越多 上述规律就越明显 其原因是TVBN 和肌肉细菌数与Fmax及 1 2负相关 3 通过测试还发现 不同块鸡肉的各项数据间是有 差异的 同一新鲜度下的不同鸡肉的S和Fmax值也有 差异 常表现为Fmax和S同时变大或同时变小 这导 致同一新鲜度下的不同鸡肉块的 1 2值也有差 异 但同一新鲜度下 即使是不同鸡肉 其 1 2的 值变化不大 表明 1 2能比较稳定地反映肉的新 鲜度 S与TVBN负相关 3 S也能反映肉的新鲜度 综上所述 对大样本而言 对数据取平均值 S Fmax 1 2和 1 2均随TVBN的增大而减小 所以S Fmax 1 2和 1 2能反映肉的新鲜度 但对个体而言S Fmax 1 2和 1 2和 1 2 围绕平均值上下波动 由表2可知TVBN与S Fmax 1 2及 1 2的相关性均小于1 所以S Fmax 1 2和 1 2都不能单独反映肉的新鲜度 考 虑到S和 1 2与TVBN的相关性较大 用S 1 2反映TVBN有一定意义 考虑到Fmax变化对S值 变化影响很大 在S相同 Fmax不同的情况下 Fmax值小 571 2010年3月 农 机 化 研 究 第3期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved 时所对应的肉更新鲜 或者说在S相同Fmax不同的情 况下 Fmax S的值小 此时所对应的肉更新鲜 4 数学模型建立及检验 对吉林德大有限公司生产的鸡胸脯进行测量 建 立一个样本数据 并测定在一定储藏条件下每天 TVBN S Fmax和 1 2的平均值及TVBN S Fmax和 1 2之间的关系 采用试验优化技术 5 通过对 测试数据的整理和分析 建立鸡肉的力学参数与其新 鲜度多元线性回归数学模型为 y 0 1s 2Fmax 3 1 2 1 为了便于表达 用y表示TVBN 矩阵为 y 0 z 2 y 7 2 7 9 10 8 12 7 13 9 15 8 20 3 23 2 26 7 z 1 01 1 65 0 14 0 82 1 33 0 12 0 81 1 24 0 13 0 85 1 63 0 11 0 63 1 35 0 09 0 63 1 46 0 08 0 68 1 25 0 09 0 55 0 81 0 08 0 56 0 77 0 08 1 2 3 3 计算结果如表3所示 表3 回归系数及检验 常数回归系数t值显著水平 0 44 9711 50 000 03 1 52 28 3 190 018 65 2 19 002 070 083 35 3 423 60 3 700 010 00 于是方程 1 为 y 44 97 52 28s 19Fmax 423 6 1 2 4 相关系数R 0 96 检验结果如表4所示 表4 检验结果 时间 d TVBN mg 100g 1 拟合值 mg 100g 1 残差 17 27 100 940 099 06 27 911 723 13 3 823 13 310 88 674 462 125 54 412 711 825 560 874 44 513 914 118 84 0 218 84 615 816 264 48 0 464 48 720 318 633 981 666 02 823 224 437 69 1 237 69 926 725 720 910 979 09 5 结论 1 鸡肉力学参数的测量结果与评价鸡肉新鲜度 TVBN指标具有很高的相关度 由此说明通过测量力 学参数判定鸡肉新鲜度的方法具有可行性 2 依据大量实验数据 运用试验优化技术建立的 数学模型简单可行 较好地反映了各测量参数与评价 结果的关系 运用所测数据对模型的实际检验证明 模型具有较高的判别精度 参考文献 1 Tiina Rajamaki Application of an electronic nose for quality assess ment of modified at mosphere packaged poultry meat J Food Control 2006 17 5 13 2 Y M Bae S I Cho Response of polymer membranes as sensing elements for an electronic tongue J Transactions of ASAE 2002 45 5 1 511 1 518 3 李振兴 刘钟栋 鱼肉弹性与其新鲜度相关性的研究 J 郑州工程学院学报 2003 12 4 37 39 4 赵晋府 食品工艺学 M 北京 中国轻工业出版社 2004 5 任露泉 试验优化设计与分析 M 北京 高等教育出版 社 2004 下转第201页 671 2010年3月 农 机 化 研 究 第3期 1994 2010 China Academic Journal Electronic Publishing House All rights reserved The Application of Computer Vision Technology in Measured of Chlorophyll of Soybean Leaves FeiLijun Tan Feng Information Technology Institute Heilongjiang August FirstLand Reclamation University Daqing 163319 China Abstract There are manyways to measure the chlorophyll of Soybean leaves but regardless ofwhatmethod as a result of the complex examination engineering factor exists in the practical application certainly difficultly the people hope to obtain the simple and direct quickly examination method Along with the computer vision technology specialization and computer hardware cost reducingwith the speed enhancement diagnosis in the field of agricultural products at the appli2 cation of computer vision has become more and more attractive The number of chlorophyll of soybean leaves is a premise which carries on fertilizer rationally Therefore it is of great significance to research it Key words computer vision technology chlorophyll soybean leaves 上接第176页 Abstract I D 1003 188X 2009 11 0174 EA A mathematicalModel of Relationship ofMechanics Parameter and its Freshness of Chicken Tong Yueying 1a 1b Chen Donghui 1a 1b Shi Zhibiao 2 Tong Jin 1a 1b 1 a The Key Laboratory of Engineering Bionics Ministry of Education b The College ofBiological and Agricultural Engineering Jilin University Changchun 130025 China 2 The School of Energy Resources andMechanical Engineer2 ing Northeast DianliUniversity Jilin 132012 China Abstract Based on the measurement results of total volatile basic nitrogen TVBN and the mechanical parameters of the chest chicken and their relativitywas analyzed Itwas found that the rebound extent and the work consumption of the testing chicken has relativitywith TVBN A mathematic model of the relationship of the freshness of chicken with itsme2 chanical parameters which provided a simple and effective method for faster testing the freshness of such meat as chick2 en Key words mechanical parameter freshness chicken mathematic model 上接第198页 Abstract I D 1003 188X 2010 03 0196 EA PLC and Configuration Software and its Application i n the Process of theMethane System WeiDonghui a LiWenzhe b a Cheng Dong Academy b College of Engineering NortheastAgricultural University Harbin 150030 China Abstract It is presented the present situation at home and externally design considerations and requir