[發(fā)明專利]一種拉曼光譜快速預判牛肉pH值的方法

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• 申請日: 2019-09-16
• 公開（公告）號: CN112505015A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設計）人: 毛衍偉;張一敏;朱立賢;梁榮蓉;董鵬程;羅欣;王新怡
• 申請（專利權）人: 山東農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京勁創(chuàng)知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王志敏

本發(fā)明公開了一種拉曼光譜快速預判牛肉pH值的方法。主要包括以下步驟：使用785nm激發(fā)光源，激光強度100mW；宰后肉牛半胴體冷卻24h時，將激光與肌纖維成垂直方向掃描拉曼光譜6次，扣除暗電流，計算平均光譜，通過建立的預測模型快速判定牛肉的pH值。本方法可以快速、準確的預判牛肉的pH值，剔除黑切肉異質(zhì)肉，并可以與拉曼光譜快速預判牛肉嫩度的技術進行整合，保證牛肉的品質(zhì)并促進牛肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

技術領域

本發(fā)明屬于牛肉品質(zhì)控制技術領域，具體涉及一種拉曼光譜快速預判牛肉pH值的方法。

背景技術

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國牛肉的消費量日益攀升。牛肉的品質(zhì)是影響牛肉消費的關鍵，而高達17％的DFD(Dark，F(xiàn)irm，Dry)異質(zhì)肉發(fā)生率制約了我國牛肉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。DFD肉又稱為黑切肉(Dark Cutting Meat)，判定DFD肉的最常用方法是測定牛肉的pH值，但到目前為止沒有統(tǒng)一的界定DFD肉的閾值標準。目前界定閾值最低的5.7(澳大利亞)，最高的6.2(瑞典)，我國的肉類研究者杜燕等分析了肉色、肌內(nèi)糖原含量等指標提出牛肉pH大于6.09作為判定DFD牛肉的標準。

DFD牛肉有兩個主要缺點：第一，顏色問題。肉的顏色是消費者判斷牛肉新鮮度的常用指標，是影響消費者購買決定的關鍵。DFD牛肉的顏色暗，給人不新鮮的誤判，導致消費者的購買欲降低，因此DFD牛肉因為肉色問題影響了銷售。此外DFD牛肉在烹制過程中，高pH會延遲肌紅蛋白變性，導致熟制的DFD牛肉持續(xù)保持粉紅色，導致消費者對烹制熟度的誤判，影響食用品質(zhì)。第二，DFD牛肉pH值高，貨架期短，易受微生物浸染而引起不良氣味和黏滑表面。高pH牛肉表面假單胞桿菌快速繁殖，從而產(chǎn)生硫化氫氣體，導致肌肉表面綠變。因此，DFD牛肉具有的肉色差、貨架期短等缺點，會給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。

拉曼光譜技術是基于拉曼散射效應發(fā)展起來的光譜分析技術，可以快速、原位、無損的檢測。物質(zhì)中含有的化學鍵或基團不同，以及原子或基團的運動方式不同是產(chǎn)生不同拉曼位移的原因。肉牛宰后肌肉中發(fā)生的生化變化導致乳酸、磷酸等物質(zhì)含量的不同，成為應用拉曼光譜快速判定牛肉pH值的基礎。

建立牛肉的特征拉曼光譜與pH值之間的關系模型，可以設定閾值并判定哪些產(chǎn)品是DFD異質(zhì)牛肉，哪些是正常牛肉。根據(jù)判定結(jié)果將產(chǎn)品分類，DFD異質(zhì)肉進行工業(yè)深加工，正常肉則用于生產(chǎn)冷鮮肉，為牛肉產(chǎn)業(yè)分類利用產(chǎn)品、最大化提高產(chǎn)業(yè)利益提供基礎。并可以與拉曼快速判定牛肉嫩度等技術整合，為牛肉分級奠定基礎。

發(fā)明內(nèi)容

一種拉曼光譜快速預判牛肉pH值的方法，該方法快速、有效，可以與拉曼光譜預判牛肉pH值等技術整合同步進行，為牛肉品質(zhì)控制和分類分級提供技術支持。

一種拉曼光譜快速預判牛肉pH值的方法，包含以下步驟：

(1)設備參數(shù)選定：使用785nm的激光做為激發(fā)光源，激光強度為100mW，使用功率80～100％；

(2)宰后肉牛半胴體在環(huán)境溫度為0～4℃，風速0.5m/s條件下，冷卻24h；

(3)將激光與肌纖維成垂直方向掃描獲取曼光譜，共掃描6次，獲得6個原始拉曼光譜；

(4)將獲取的原始拉曼光譜扣除暗電流后，計算平均光譜；

(5)預測牛肉pH值：根據(jù)獲取的平均光譜的關鍵拉曼位移光譜強度，通過預測模型預測牛肉的pH值；

所述的關鍵拉曼位移為1002、1651cm^-1；

所述的pH值預測模型為pH值＝4.943+0.003X₁-0.002X₂；

pH值預測模型中X₁為拉曼位移1651cm^-1的強度，X₂為拉曼位移1002cm^-1的強度。