食用肉色調(diào)的數(shù)字化檢測(cè)

朱永寧

(大連大學(xué)生物工程學(xué)院,大連遼寧116622)

食用肉色調(diào)的數(shù)字化檢測(cè)

朱永寧

(大連大學(xué)生物工程學(xué)院,大連遼寧116622)

食肉色調(diào)檢測(cè)的直接法和間接法的基本原理,同時(shí)依據(jù)CTELAB表色系的色調(diào)三維空間理論,通過(guò)牛肉檢測(cè)實(shí)例說(shuō)明食肉色素蛋白質(zhì)(血紅素蛋白質(zhì))的誘導(dǎo)體形態(tài)變化與生肉反射光譜的關(guān)系,生肉的反射光譜與明度、色度(a*、b*)的關(guān)系,結(jié)果顯示a*、b*值與食肉新鮮度成正比關(guān)系.

反色光譜;數(shù)字化;色調(diào);色素蛋白質(zhì);誘導(dǎo)體

食用肉是當(dāng)前人民生活的必需品,隨著人民生活水平的不斷提高,食用肉在人們的飲食中所占的地位越來(lái)越重要,因?yàn)樗哂辛己玫倪m口性,并含有大量人類所需要的營(yíng)養(yǎng)素,例如:動(dòng)物蛋白質(zhì)、必需氨基酸、維生素、礦物質(zhì)和微量元素,尤其是B族維生素等與人類所需的種類較相近.肉食品需求量的增加促進(jìn)了食品加工業(yè)、食品運(yùn)輸業(yè)和畜產(chǎn)品進(jìn)出口貿(mào)易的迅速發(fā)展.然而,在肉食品出售、加工、特別是在運(yùn)輸過(guò)程中存在著一個(gè)共同的問(wèn)題,就是新鮮度的檢測(cè)與保持.

肉食品的新鮮度主要體現(xiàn)在質(zhì)量的變化與感官的變化上.而質(zhì)量的變化往往可由感官的變化做出粗略的判斷.食用肉的感官主要包括:色、香、味、觸摸感等,在這其中顏色變化最為直觀.通常新鮮肉如:豬、牛、羊肉等,表面色調(diào)是鮮紅色,內(nèi)部為紫紅色.隨著時(shí)間的延長(zhǎng),陳舊肉則表現(xiàn)為灰紅色[1,2].在日常生活中人們總是靠肉眼觀察,從顏色變化來(lái)分析其新鮮程度,這種判斷方式顯然是不夠科學(xué)的.因?yàn)樯珴墒强抗庠磳?duì)物體照射,經(jīng)物質(zhì)吸收、反射后,通過(guò)人肉眼得到的反應(yīng).不同的光源,不同的物質(zhì),不同人的反應(yīng)都能造成判斷結(jié)果的誤差.隨著光學(xué)測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理技術(shù)的發(fā)展,利用光學(xué)測(cè)量手段對(duì)食用肉的外觀色澤(新鮮度)進(jìn)行科學(xué)的定量標(biāo)定已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用[3].

1 色澤測(cè)定的基本原理

1.1 間接測(cè)定法

食用肉的色調(diào)是由其色素-血紅素蛋白質(zhì)的天然誘導(dǎo)體形態(tài)不同所決定的.而食用肉中的血紅素蛋白主要是肌紅蛋白(Mb)和少量的血紅蛋白(Hb),這二種蛋白質(zhì)均具有三種不同的天然誘導(dǎo)體形態(tài),即還原態(tài)(Red-Mb,Red-Hb)氧合態(tài)(Oxy-Mb,Oxy-Hb)和高鐵氧化態(tài)(Met-Mb,Met-Hb).三種誘導(dǎo)體形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系和色調(diào)變化情況,如圖1所示[4].

圖1 血紅素蛋白質(zhì)三種誘導(dǎo)體構(gòu)型的相互關(guān)系

食用肉的色調(diào)實(shí)際上是由血紅素蛋質(zhì)的三種天然誘導(dǎo)體的組成關(guān)系所決定的.由于血紅素蛋白質(zhì)三種天然誘導(dǎo)體形態(tài)分別有不同的色調(diào)特征,因此,造成了食用肉在不同新鮮狀態(tài)下體現(xiàn)出不同的顏色變化.新鮮肉中的血紅素蛋白質(zhì)主要是以表面的氧合態(tài)(Oxy-)和內(nèi)部的還原態(tài)(Red-)的形式存在,而陳舊肉約有40%以上的的血紅素蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成了高鐵氧化態(tài)(Met-).因此,肉的新鮮程度,主要決定于Oxy-的轉(zhuǎn)化率和Met-的生成率.這里提到的所謂間接測(cè)定法就是指在檢測(cè)某一物質(zhì)中的某一成分時(shí),常采用分離檢測(cè)的方法.即先將食肉中待測(cè)成分(如:血紅素蛋白質(zhì))抽提出來(lái),再經(jīng)過(guò)比色法或其它化學(xué)方法測(cè)定其含量或誘導(dǎo)體構(gòu)型,最后通過(guò)各種誘導(dǎo)體構(gòu)型的含量確定食用肉的新鮮程度.但是,對(duì)于Mb來(lái)說(shuō)因?yàn)檠趸磻?yīng)進(jìn)行迅速,在提取過(guò)程中誘導(dǎo)體構(gòu)型的轉(zhuǎn)化會(huì)隨之發(fā)生,在切割和細(xì)胞破碎的同時(shí),一部分Ret-Mb和Oxy-Mb可被氧化為Met-Mb,所以,抽提產(chǎn)物檢測(cè)的結(jié)果不能代表樣品抽提前的實(shí)際狀態(tài).此外,抽提時(shí)必需破壞樣品外形,會(huì)造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,耗時(shí)耗材.因此,間接測(cè)定法在實(shí)際應(yīng)用中收到了一定的局限性.

1.2 直接測(cè)定法

食用肉的直接測(cè)定是利用其反射光譜法對(duì)食用肉色素含量及色素構(gòu)型的相互關(guān)系進(jìn)行的一種非破壞性測(cè)定方法,是70年代發(fā)展起來(lái)的新方法[1-2].該方法具有諸多的優(yōu)點(diǎn).首先,它不需要對(duì)待測(cè)物質(zhì)外形進(jìn)行破壞性抽提,可在原形條件下進(jìn)行適時(shí)跟蹤檢測(cè)色素蛋白質(zhì)誘導(dǎo)體動(dòng)態(tài)變化過(guò)程.其次,因?yàn)槭潜砻鏈y(cè)定,所以,物質(zhì)內(nèi)部的變化對(duì)其表面的影響會(huì)相對(duì)減少.但若對(duì)其進(jìn)行切割,也可快速測(cè)定出內(nèi)部形態(tài).另外,此法對(duì)于真空包裝食品的測(cè)量,可以采取透明材料包裝,在不破壞包裝袋的情況下,以透明包裝材料消除其影響,進(jìn)行直接測(cè)定.

目前常使用的直接測(cè)定法是以KabelkAMunk的理論為基礎(chǔ)[2],用K/S(吸收散亂系數(shù)比)表示,其表述式為:K/S=(1-R)2/2 R∞區(qū)的透射光譜Mb濃度:1mg/ml

圖2 豬肌紅蛋白誘導(dǎo)體形態(tài)在可見(jiàn)光

圖3 豬肉樣品肌紅蛋白三種誘導(dǎo)體形態(tài)狀態(tài)下的反射光譜數(shù)字為等吸光點(diǎn)波長(zhǎng);

其中,R∞是隨肉的厚度增加的最大反射率(0

L*=116(Y/Yn)1/3-16

a*=500〔(X/Xn)1/3-(Y/Yn)1/3〕

b*=200〔(Y/Yn)1/3-(Z/Zn)1/3〕

圖4 CIELAB表色系的顏色特性

其中X、Y、Z是待測(cè)樣品的XYZ表色系的三刺激值.L*和a*、b*三個(gè)因子可通過(guò)分光測(cè)色儀直接測(cè)出.

2 直接測(cè)定法應(yīng)用實(shí)例

實(shí)驗(yàn)采用由超市購(gòu)買的新鮮牛肉,切成3cm3方塊,4℃放置一定時(shí)間,雖時(shí)間延長(zhǎng)氧合型血紅素(Oxy)含量會(huì)發(fā)生下降趨勢(shì),通過(guò)CM -1000自動(dòng)測(cè)色儀檢測(cè)a*、b*值隨Oxy濃度變化的改變情況.結(jié)果如圖5所示,其總的趨勢(shì)是a*、b*值隨著Oxy(%)的降低而降低.因?yàn)閍*值代表紅色,a*值越大,則紅色越鮮艷; b*值代表黃色,b*值越大,則黃色越鮮艷.因此,Oxy含量越高,a*、b*值越大,說(shuō)明食用肉越新鮮.反之亦然.當(dāng)食肉色調(diào)測(cè)值a*、b*下降時(shí),說(shuō)明其新鮮度發(fā)生了變化,Oxy-含量降低,Met-型增高.因此,若采用某種方法能夠穩(wěn)定a*、b*值不發(fā)生(或少發(fā)生)變化,則定可導(dǎo)致食肉質(zhì)量穩(wěn)定,新鮮色調(diào)及新鮮度保持.

圖5 牛肉中氧合型血紅素濃度對(duì)a*、b*的影響

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The Exam ination for the D igital ofM eat Color

ZHU Yong-ning

(Bioengineering College,Dalian University,Dalian,116622,China)

The paper introduced the basic principle of direct method and the indirect method at the meat color examination.Simultaneity introduced the theory of CTELAB color three-dimensional space.Through the example that examine the beef explain that relation of meat's pigment(hemoprotein)inducer with the reflectivity spectra of raw,the relation of reflectivity spectra of raw with lightness,chroma(a*and b*).The resulting display freshnessof raw are direct ratio relationswith a*and b*value.

reflection spectrum,digital,hue,chromoprotein,inductor

book=89,ebook=160

S811

A

1008-2395(2010)06-0089-03

2010-05-26

遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究資助項(xiàng)目(20060068)

朱永寧(1956-),女,副教授,E-mail:zhuyongning@dlu.edu.cn