GR1009084B - A non-destructive method for the direct evaluation of the fish flesh mechanical features - Google Patents

A non-destructive method for the direct evaluation of the fish flesh mechanical features Download PDF

Info

Publication number
GR1009084B
GR1009084B GR20160100231A GR20160100231A GR1009084B GR 1009084 B GR1009084 B GR 1009084B GR 20160100231 A GR20160100231 A GR 20160100231A GR 20160100231 A GR20160100231 A GR 20160100231A GR 1009084 B GR1009084 B GR 1009084B
Authority
GR
Greece
Prior art keywords
fish
flesh
loading
fish flesh
elasticity
Prior art date
Application number
GR20160100231A
Other languages
Greek (el)
Inventor
Δημητριος Γεωργιου Δημογιαννοπουλος
Κριτων Χρηστου Γρηγορακης
Original Assignee
Δημητριος Γεωργιου Δημογιαννοπουλος
Κριτων Χρηστου Γρηγορακης
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Δημητριος Γεωργιου Δημογιαννοπουλος, Κριτων Χρηστου Γρηγορακης filed Critical Δημητριος Γεωργιου Δημογιαννοπουλος
Priority to GR20160100231A priority Critical patent/GR1009084B/en
Publication of GR1009084B publication Critical patent/GR1009084B/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02Food
    • G01N33/12Meat; fish
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02Details
    • G01N3/06Special adaptations of indicating or recording means
    • G01N3/066Special adaptations of indicating or recording means with electrical indicating or recording means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G01N3/34Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by mechanical means, e.g. hammer blows

Abstract

Novelty: there is disclosed a method enabling the direct evaluation of the mechanical features and, thereby, the quality level of the flesh of the caught fish via analytic mathematical expressions derived from the experimental non-destructive dynamic action of a load exerting pressure to the fish flesh. Evaluation process: the entire fish or portion thereof consisted of muscle tissues is placed on a steady or moving base for being subjected to a non-destructive sinusoidal, pulse, impulse or step-type pressure exerted to a defined point of the fish flesh. The subsequent reaction of the base -in terms of resistance, displacement, velocity or acceleration force- is registered in real time. It has been demonstrated that the reaction is associated to the mechanical features of the fish flesh via analytic mathematic expression describing the elasticity and toughness of this last; so, the use of the data resulted from a number of experimental cycles conducts to the evaluation of the mechanical features of the fish flesh, in an automated “algorithmic” manner. For the comparative evaluation of the quality level of the fish flesh mechanical features, the evaluation data can be compared to the respective values of other related fish via statistical decision-making processes.

Description

Π Ε Ρ Ι Γ Ρ Α Φ Η P E R I G R A F H

Μη-καταστροφική μέθοδος για τον άμεσο υπολογισμό - αξιολόγηση των μηχανικών χαρακτηριστικών σάρκας ιχθύων Non-destructive method for direct calculation - evaluation of mechanical characteristics of fish flesh

Η παρούσα εφεύρεση αναφέρεται σε μία μέθοδο που επιτρέπει τον άμεσο υπολογισμό -αξιολόγηση μέσω αναλυτικών μαθηματικών εκφράσεων των μηχανικών χαρακτηριστικών (και, συνεπώς, της ποιότητας) της σάρκας αλιευμένου ιχθύος, μέσω μη καταστροφικής για τους ιχθείς πειραματικής διεργασίας. The present invention refers to a method that allows the direct calculation - evaluation through analytical mathematical expressions of the mechanical characteristics (and therefore the quality) of the flesh of caught fish, through a non-destructive experimental process for the fish.

Ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά της ποιότητας των ιχθύων είναι τα μηχανικά χαρακτηριστικά της σάρκας τους. Αυτά μεταβάλλονται εξαρτώμενα από πολλούς παράγοντες ενδογενείς ή εξωγενείς. Οι ενδογενείς παράγοντες περιλαμβάνουν το είδος του ψαριού, το φύλο του, το γενετικό του υπόβαθρο και το στάδιο ωριμότητάς του. Οι εξωγενείς παράμετροι περιλαμβάνουν τη διατροφική του ιστορία (Grigorakis, 2010), τους χειρισμούς προκειμένου για εκτρεφόμενους ιχθύες (άσκηση, στρες χειρισμών) το βαθμό φρεσκότητάς του, τους χειρισμούς που έχει υποστεί κατά την εξαλίευση (επιθανάτιο στρες) και μετά από αυτή (Coppes-Petricorena, 2010). Με βάση τα παραπάνω γίνεται κατανοητό ότι ένας άμεσος υπολογισμός - εκτίμηση με αναλυτικές μαθηματικές εκφράσεις των μηχανικών χαρακτηριστικών της σάρκας ιχθύος μπορεί να παράσχει πληροφορία σχετικά με την ποιότητά του και κυρίως σχετικά με βασικές παραμέτρους στον καθορισμό αυτής, τη φρεσκότητά τους (freshness) και την ιχνηλασιμότητα τους (traceability). One of the main characteristics of fish quality is the mechanical characteristics of their flesh. These vary depending on many endogenous or exogenous factors. Endogenous factors include fish species, sex, genetic background and stage of maturity. Extrinsic parameters include its nutritional history (Grigorakis, 2010), handling for farmed fish (exercise, handling stress), its degree of freshness, the handling it has undergone during extirpation (mortality stress) and after it (Coppes- Petricorena, 2010). Based on the above, it is understood that a direct calculation - assessment with analytical mathematical expressions of the mechanical characteristics of fish flesh can provide information about its quality and mainly about key parameters in determining it, their freshness (freshness) and traceability them (traceability).

Η μη καταστροφική αξιολόγηση της ποιότητας των ψαριών αφορά, κυρίως, στο τμήμα της φρεσκότητάς τους και υλοποιείται από πολυάριθμες διατάξεις, οι οποίες, όμως, δεν βασίζονται στα μηχανικά χαρακτηριστικά της σάρκας τους αλλά στην αξιολόγηση των οπτικών (visual) μεταβολών (π.χ. ΕΡ2189789 Al, WO2014053679A) ή στην αξιολόγηση των ηλεκτροχημικών μεταβολών που σχετίζονται με τη φρεσκότητά (π.χ. ΕΡ0137677 Β1, US5288613 A, US 4980294 Α). Αναφορικά με την αξιολόγηση των μηχανικών χαρακτηριστικών σάρκας ιχθύων και γενικότερα των τροφίμων, οι σχετικές μέθοδοι μπορούν να διακριθούν σε δύο είδη. Στις μεθόδους οργανοληπτικής αξιολόγησης των μηχανικών χαρακτηριστικών της σάρκας, δηλαδή στην αξιολόγηση με βάση τα ανθρώπινα αισθητήρια και στην εξέτασή τους με αναλυτικό τρόπο με τη χρήση σχετικής συσκευής ανάλυσης (texture profile analyzer-ΤΡΑ). Η πρώτη ενέχει πάντα το ζήτημα του ανθρώπινου παράγοντα και της υποκειμενικότητας της ανθρώπινης αντίληψης, ενώ η εγκυρότητα των αποτελεσμάτων της απαιτεί οργάνωση και εκπαίδευση ομάδας ανθρώπων που θα αξιολογούν τα χαρακτηριστικά της σάρκας των ιχθύων μέσω ειδικευμένων οργανοληπτικών δοκιμών (texture analysis). Ως εκ τούτου είναι χρονοβόρα και ενέχει τεχνικές δυσκολίες, αφού απαιτεί το συντονισμό ομάδας ανθρώπων, συγκεκριμένο χώρο και συνθήκες. Επιπλέον απαιτεί καταστροφή δειγμάτων υπό δοκιμή, δηλαδή των ιχθύων που αξιολογούνται από τους δοκιμαστές. Οι συσκευές ανάλυσης, αφετέρου, είναι αναλυτικά όργανα με υψηλό κόστος και χωρικούς περιορισμούς, ενώ η πλειονότητα των ελέγχων αυτών καταστρέφει το δείγμα. The non-destructive evaluation of the quality of fish concerns, mainly, the part of their freshness and is implemented by numerous provisions, which, however, are not based on the mechanical characteristics of their flesh but on the evaluation of visual changes (e.g. EP2189789 A1, WO2014053679A) or in the evaluation of electrochemical changes related to freshness (eg EP0137677 B1, US5288613 A, US 4980294 A). Regarding the evaluation of the mechanical characteristics of fish flesh and food in general, the relevant methods can be distinguished into two types. In the organoleptic evaluation methods of the mechanical characteristics of the flesh, i.e. the evaluation based on the human senses and their analysis in an analytical way with the use of a relevant analysis device (texture profile analyzer-TPA). The first always involves the issue of the human factor and the subjectivity of human perception, while the validity of its results requires the organization and training of a group of people who will evaluate the characteristics of the fish flesh through specialized organoleptic tests (texture analysis). Therefore, it is time-consuming and involves technical difficulties, since it requires the coordination of a group of people, specific space and conditions. In addition, it requires the destruction of test samples, i.e. the fish evaluated by the testers. Analyzers, on the other hand, are analytical instruments with high costs and space limitations, while the majority of these tests destroy the sample.

Περαιτέρω, υπάρχουν μία σειρά ευρεσιτεχνιών που κάνουν ρομποτική εκτίμηση των χαρακτηριστικών της σάρκας αναπαράγοντας τις διαδικασίες μάσησης και επεξεργασίας της τροφής στο στόμα (π.χ. JP4089301B2, CN201340359Y, CN201754138U), με διατάξεις που προσομοιάζουν της στοματικής κοιλότητας (θάλαμος δοκιμής) της γλώσσας (βεντούζα) ή των γομφίων (άνω και κάτω κινούμενες επιφάνειες) Οι προαναφερθείσες μέθοδοι επίσης συνιστούν καταστροφικό έλεγχο των δειγμάτων. Επιπλέον έχουν αναπτυχθεί μεθοδολογίες για καταμέτρηση της «σωματικότητας» (physicality) και συνεπώς των μηχανικών ιδιοτήτων αγροτικών τροφίμων, με τη χρήση σφικτήρα πάνω στο τρόφιμο και την ανάγνωση του παραγόμενου φάσματος ταλάντωσης ή ακουστικού φάσματος το οποίο στη συνέχεια αναλύεται με ανάλυση Fourier στα βασικά στοιχεία του για να δώσει πληροφορία σχετικά με τις μηχανικές ιδιότητες του τροφίμου (US6857317B2). Παρόμοιας φιλοσοφίας είναι και ευρεσιτεχνίες που περιγράφουν την εισχώρηση εμβόλου σε τρόφιμο και μετατρέπουν το παραγόμενο ηλεκτρικό σήμα ταλάντωσης σε ιδιότητες υφής του τροφίμου (US2013/0228016). Οι μέθοδοι αυτές συνιστούν αφενός καταστροφικό έλεγχο και αφετέρου αναφέρονται σε αγροτικά προϊόντα (φρούτα, λαχανικά) ή τρόφιμα αόριστα, χωρίς να γίνεται κάποια νύξη σε δυνατότητα εφαρμογής σε προϊόντα σάρκας (όπως οι ιχθείς). Furthermore, there are a number of patents that make robotic assessment of flesh characteristics by reproducing the processes of chewing and processing food in the mouth (e.g. JP4089301B2, CN201340359Y, CN201754138U), with devices simulating the oral cavity (test chamber) of the tongue ( suction cup) or the jaws (upper and lower moving surfaces) The aforementioned methods also recommend destructive testing of the samples. In addition, methodologies have been developed to measure the "physicality" (physicality) and therefore the mechanical properties of agricultural foods, by using a clamp on the food and reading the produced vibration spectrum or acoustic spectrum which is then analyzed by Fourier analysis into its basic elements to provide information on the mechanical properties of the food (US6857317B2). Patents that describe the penetration of a piston into food and convert the produced electrical vibration signal into textural properties of the food (US2013/0228016) are of a similar philosophy. These methods constitute on the one hand destructive control and on the other hand refer to agricultural products (fruits, vegetables) or food vaguely, without making any allusion to the possibility of application to meat products (such as fish).

Η χρήση φασμάτων ταλάντωσης αφού προηγηθεί διέγερση στα πλαίσια της ερμηνείας των μηχανικών ιδιοτήτων, έχει γίνει πέραν αυτών και σε ημίρευστα ή ρευστά τρόφιμα, ως μη καταστροφική μέθοδος αξιολόγησής τους (US2009/0217758). Η US2007/0104840 αποτελεί μία μέθοδο αξιολόγησης της αποδοχής μυϊκών τροφίμων, συμπεριλαμβανομένων και των ιχθύων, με όρους σκληρότητας, «ζουμερότητας» (juiciness) και αρώματος, με χρήση ηλεκτρικής διέγερσης και μετατροπής του σήματος σε μία κλίμακα βαθμού αποδοχής (palatability index). Η συγκεκριμένη μέθοδος, αν και μη καταστροφική, αποτελεί ένα έμμεσο τρόπο προσέγγισης κάποιων μηχανικών ιδιοτήτων. Ίδια λογική έχει και η ΕΡ0290540Β1 η οποία και έχει πεδίο εφαρμογής σε φιλέτα ιχθύων των οποίων οι μηχανικές ιδιότητες αξιολογούνται μη καταστροφικά με χρήση φωτισμού και ανάλυση εικόνας του φωτεινού σήματος, ώστε να εντοπισθούν σπασίματα στην επιφάνεια του φιλέτου, σχετιζόμενα βάσει μεγέθους και βάθους με καταστροφή του ιστού (άρα και υποβάθμιση των μηχανικών του ιδιοτήτων). The use of vibration spectra after prior excitation in the context of the interpretation of the mechanical properties, has also been done in semi-liquid or liquid foods, as a non-destructive method of their evaluation (US2009/0217758). US2007/0104840 is a method for evaluating the acceptability of muscle foods, including fish, in terms of firmness, juiciness and aroma, using electrical stimulation and converting the signal into a scale of degree of acceptance (palatability index). This particular method, although non-destructive, is an indirect way of approaching some mechanical properties. The same logic applies to EP0290540B1, which has a scope of application in fish fillets whose mechanical properties are evaluated non-destructively using lighting and image analysis of the light signal, in order to identify breaks on the surface of the fillet, related based on size and depth to destruction of the tissue (hence degradation of its mechanical properties).

Στη βιομηχανία ιχθυηρών, η πιο διαδεδομένη εμπειρική, μη καταστροφική μέθοδος, για εκτίμηση των μηχανικών ιδιοτήτων ιχθύων, είναι η επονομαζόμενη μέθοδος πίεσης με το δάκτυλο, όπου κάποιο άτομο πιέζει τη σάρκα του ιχθύος και αξιολογεί εμπειρικά τη σκληρότητα και την ελαστικότητα αυτής (Coppes-Petricorena, 2010). Επομένως οποιαδήποτε μέθοδος περιλαμβάνει μη καταστροφική μέτρηση των ιδιοτήτων αυτών με άμεσο τρόπο και χωρίς να εμπεριέχει την υποκειμενικότητα του ανθρώπινου παράγοντα είναι ιδιαίτερα εφαρμόσιμη και χρήσιμη στη βιομηχανία. In the fish industry, the most common empirical, non-destructive method for assessing the mechanical properties of fish is the so-called finger pressure method, where a person presses the flesh of the fish and empirically assesses its hardness and elasticity (Coppes-Petricorena , 2010). Therefore, any method that includes non-destructive measurement of these properties in a direct way and without involving the subjectivity of the human factor is particularly applicable and useful in industry.

Στο παρελθόν έχει υπάρξει μέθοδος με εμπορική εφαρμογή (Zwick hardness tester) για μη καταστροφική μέτρηση της σκληρότητας και καταμέτρηση των μεταβολών αυτής με βάση τη μεταβολή φρεσκότητας του ψαριού (Schubring 2002). Επίσης έχει γίνει αξιολόγηση της φρεσκότητας των ιχθύων (Grigorakis, & Dimogianopoulos, 2010) στη βάση έμμεσης εκτίμησης μεταβολών σε μηχανικές ιδιότητές τους, μέσω μη καταστροφικής μεθόδου. Σε αυτή τη μέθοδο δεν υπήρχε αναλυτική μαθηματική έκφραση που να περιγράφει την απόκριση του ιχθύος σε διέγερση σαν συνάρτηση των μηχανικών χαρακτηριστικών του, οπότε και τα τελευταία αξιολογούνταν από το σήμα της απόκρισης με έμμεσο τρόπο. Παράλληλα έγινε χρήση στοχαστικής μεθοδολογίας μοντελοποίησης της απόκρισης του ιχθύος σε μη καταστροφική φόρτιση με στόχο τη σύνδεσή της με τη φρεσκότητα (Dimogianopoulos & Grigorakis, 2011), καθώς και με τη διατροφική τους ιστορία (Grigorakis & Dimogianopoulos, 2012) ενώ επακόλουθες βελτιώσεις της μεθοδολογίας αυτής συνετέλεσαν ώστε να μην υπάρχει επίδραση του σωματικού βάρους του ιχθύος (Dimogianopoulos & Grigorakis, 2014). Στις τελευταίες τρεις περιπτώσεις, η αξιολόγηση των μηχανικών χαρακτηριστικών γινόταν με έμμεσο τρόπο βασιζόμενη στον υπολογισμό ενός στοχαστικού μοντέλου της απόκρισης του ιχθύος και στην εξέταση κάποιων χαρακτηριστικών ιδιοτήτων του. In the past there has been a method with commercial application (Zwick hardness tester) for non-destructive measurement of hardness and counting its changes based on the change of freshness of the fish (Schubring 2002). Fish freshness has also been assessed (Grigorakis, & Dimogianopoulos, 2010) on the basis of indirect assessment of changes in their mechanical properties, through a non-destructive method. In this method there was no analytical mathematical expression describing the response of the fish to stimulation as a function of its mechanical characteristics, so the latter were evaluated from the response signal in an indirect way. At the same time, a stochastic methodology was used to model the response of the fish to non-destructive loading with the aim of connecting it with freshness (Dimogianopoulos & Grigorakis, 2011), as well as with their nutritional history (Grigorakis & Dimogianopoulos, 2012), while subsequent improvements of this methodology they acted so that there was no effect of the body weight of the fish (Dimogianopoulos & Grigorakis, 2014). In the last three cases, the evaluation of the mechanical characteristics was done in an indirect way based on the calculation of a stochastic model of the response of the fish and the examination of some of its characteristic properties.

Ο σκοπός του άμεσου υπολογισμού - αξιολόγησης των μηχανικών χαρακτηριστικών σάρκας ιχθύος με μη καταστροφικό τρόπο επιτυγχάνεται με τη μέθοδο που έχει τα χαρακτηριστικά που προσδιορίζονται στην αξίωση 1. Η μέθοδος περιλαμβάνει την άσκηση μη καταστροφικής δυναμικής φόρτισης σε δεδομένο σημείο ολόκληρου ιχθύος ή τμήματος αυτού που εμπεριέχει μυϊκό ιστό (κομμάτι, ροδέλα, φιλέτο) αποκαλούμενο «σάρκα ιχθύος» και είναι τοποθετημένος επί σταθερής ή ενδοτικής βάσης, που αποκαλείται «υπόβαθρο». Με την άσκηση μη καταστροφικής φόρτισης βεβαιώνεται ότι το υπό δοκιμή προϊόν μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε προς βρώσιν είτε για περαιτέρω ελέγχους μετά την δοκιμή στα πλαίσια της εφαρμογής της παρούσας μεθόδου, πλεονεκτώντας έτσι αντιστοίχων μεθόδων αλλά και της ΤΡΑ που προϋποθέτουν καταστροφή του δείγματος και αναφέρθηκαν παραπάνω. Παρά το γεγονός ότι η ΤΡΑ μπορεί δυνητικά να κάνει μη καταστροφικό έλεγχο, η παρούσα μέθοδος υπερτερεί με βάση το γεγονός ότι δεν απαιτεί ογκώδη, δαπανηρή, και εξειδικευμένη υποδομή (εξοπλισμό). Επίσης η άμεση διαδικασία εκτίμησης (μέσω χρήσης αναλυτικών μαθηματικών εκφράσεων) των μηχανικών χαρακτηριστικών της σάρκας πλεονεκτεί έναντι μεθόδων (US2007/0104840 και ΕΡ0290540Β1) που ελέγχουν με έμμεσο τρόπο αυτά τα χαρακτηριστικά. Επιπλέον το γεγονός ότι εκτιμώνται μηχανικά χαρακτηριστικά συνδεόμενα με την ελαστικότητα και εν γένει βισκοελαστική συμπεριφορά της σάρκας αποτελεί πλεονέκτημα έναντι άλλων μεθόδων (Zwick hardness tester) οι οποίες δίνουν άμεσα αποτελέσματα για ένα μόνο μηχανικό χαρακτηριστικό (σκληρότητα). The purpose of direct calculation - evaluation of the mechanical characteristics of fish flesh in a non-destructive manner is achieved by the method having the characteristics defined in claim 1. The method comprises the application of non-destructive dynamic loading to a given point of a whole fish or part thereof containing muscle tissue (piece, fillet, fillet) called "fish flesh" and is placed on a firm or endogenic base, called "substrate". By performing non-destructive loading, it is ensured that the product under test can be used either for consumption or for further controls after the test in the context of the application of the present method, thus taking advantage of the corresponding methods as well as the TPA that require destruction of the sample and mentioned above. Although TPA can potentially do non-destructive testing, the present method is superior based on the fact that it does not require bulky, expensive, and specialized infrastructure (equipment). Also, the direct estimation process (through the use of analytical mathematical expressions) of the mechanical characteristics of the flesh is advantageous over methods (US2007/0104840 and EP0290540B1) that check these characteristics indirectly. In addition, the fact that mechanical characteristics associated with the elasticity and viscoelastic behavior of the flesh are evaluated is an advantage over other methods (Zwick hardness tester) which give direct results for a single mechanical characteristic (hardness).

Η μη καταστροφική δυναμική φόρτιση επί της σάρκας ιχθύος προκαλεί την αντίδραση του υποβάθρου επί του οποίου τοποθετείται η σάρκα, με τη μορφή δύναμης αντίστασης ή μετατόπισης, ή ταχύτητας ή επιτάχυνσης αυτού που καταγράφονται σε ηλεκτρονικό αρχείο υπολογιστή σε πραγματικό χρόνο. Η μορφή της απόκρισης αυτής επηρεάζεται άμεσα από τα μηχανικά χαρακτηριστικά της σάρκας του ιχθύος που συνδέονται με την ελαστικότητα και βισκοελαστικότητά της. Τα δεδομένα της απόκρισης υφίστανται αυτοματοποιημένη (αλγοριθμική) επεξεργασία στον υπολογιστή για τον υπολογισμό των μηχανικών χαρακτηριστικών της σάρκας ιχθύος στη βάση αναλυτικής μαθηματικής σχέσης μεταξύ αυτών και της απόκρισης. Τα τελευταία συγκρίνονται πάλι με αυτοματοποιημένο τρόπο (αλγοριθμική διαδικασία στατιστικής λήψης αποφάσεων) με τυπικές τιμές για το είδος του ιχθύος που δοκιμάζεται, οπότε και αξιολογείται το επίπεδο μηχανικών χαρακτηριστικών σάρκας του υπό δοκιμή ιχθύος. Επομένως, τόσο η εξαγωγή συμπερασμάτων για τα μηχανικά χαρακτηριστικά σάρκας του υπό δοκιμή ιχθύος όσο και η σύγκρισή τους με τις ιδεατές τιμές για τον τύπο του ιχθύος δεν επηρεάζονται από τον ανθρώπινο παράγοντα, όπως στην περίπτωση των δοκιμών οργανοληπτικού ελέγχου που αναφέρθηκαν παραπάνω. Non-destructive dynamic loading on fish flesh causes the substrate on which the flesh is placed to react, in the form of a resistive force or displacement, or velocity or acceleration thereof recorded in an electronic computer file in real time. The form of this response is directly influenced by the mechanical characteristics of the fish flesh which are linked to its elasticity and viscoelasticity. The response data undergo automated (algorithmic) computer processing to calculate the mechanical characteristics of the fish flesh on the basis of an analytical mathematical relationship between them and the response. The latter are again compared in an automated way (algorithmic statistical decision-making process) with typical values for the species of fish being tested, at which point the level of mechanical flesh characteristics of the fish under test is evaluated. Therefore, both the inference of the mechanical characteristics of the flesh of the test fish and their comparison with the ideal values for the type of fish are not affected by the human factor, as in the case of the organoleptic tests mentioned above.

Η μη καταστροφική μέθοδος υπολογισμού - αξιολόγησης των μηχανικών χαρακτηριστικών σάρκας ιχθύος αναλύεται στη συνέχεια και παρουσιάζεται μέσω σχετικού παραδείγματος εφαρμογής της με χρήση των ακόλουθων σχημάτων. Στο Σχήμα 1 περιγράφονται οι δυνατότητες τοποθέτησης της σάρκας ιχθύος 1 επί σταθερού 2 ή ενδοτικού υποβάθρου 8 (συνδεόμενου με ελαστικό μέσο 7 με το έδαφος 3) για τη μη καταστροφική φόρτιση 4, όπως και τα προφίλ αυτής που δύνανται να χρησιμοποιηθούν. Στο Σχήμα 2 περιγράφεται η τοποθέτηση της σάρκας ιχθύος 1 επί σταθερού υποβάθρου 2 και το αντίστοιχο ισοδύναμο μοντέλο Kelvin- Voigt που αναπαριστά τη σάρκα ιχθύος 1 τοποθετημένη επί υποβάθρου 2 μέσω αποσβεστήρα 5 και ελατηρίου 6, απεικονίζει μετατόπιση 14 και δυνάμεις 15, 16 επί αυτής και χρησιμοποιείται στην εκμετάλλευση των πειραματικών μετρήσεων κατόπιν μη καταστροφικής φόρτισης 4. Στο Σχήμα 3 περιγράφεται η τοποθέτηση της σάρκας ιχθύος 1 επί ενδοτικού (δυνάμενου να μετακινηθεί) υποβάθρου 8 συνδεόμενου ελαστικά 7 με το έδαφος 3 και το ισοδύναμο μοντέλο Kelvin- Voigt που αναπαριστά τη σάρκα ιχθύος 1 συνδεόμενη με το υπόβαθρο 8 μέσω αποσβεστήρα 5 και ελατηρίου 6, απεικονίζει μετατοπίσεις σάρκας 17 και υποβάθρου 18 και χρησιμοποιείται στην εκμετάλλευση των πειραματικών μετρήσεων κατόπιν μη καταστροφικής φόρτισης 4. Στο Σχήμα 4 περιγράφονται οι δυνάμεις 20, 21 που αναπτύσσονται στη σάρκα ιχθύος 1 και οι μετατοπίσεις υποβάθρου 18 και σάρκας 17 όταν αυτή υφίσταται μη καταστροφική φόρτιση 4, όπως και η αντίδραση 19 του εδάφους 3 επί του ενδοτικού υποβάθρου 8. Στο Σχήμα 5 εμφανίζεται χαρακτηριστικό διάγραμμα Δύναμης - Χρόνου από αναλυτή υφής ΤΡΑ όπου διακρίνεται η διπλή συμπίεση με μέγιστη δύναμη Η, σε δύο χρόνους t1 και t2.Στο Σχήμα 6 εμφανίζεται σκαρίφημα διάταξης δοκιμών που χρησιμοποιήθηκε στη λήψη πειραματικών μετρήσεων με τοποθέτηση σάρκας ιχθύος 1 επί ασυμπίεστου ηλεκτρονικού δυναμομέτρου 11 σταθερά τοποθετημένου επί του εδάφους 3, μη καταστροφική της φόρτιση με φορτίο βηματικού προφίλ δημιουργούμενο με πτώση βάρους 10 αναρτημένου σε δεδομένο ύψος 13 με νήμα 9, μέτρηση των δεδομένων (με ο δυναμόμετρο) και επεξεργασία τους σε Η/Υ 12 για υπολογισμό των σταθερών ελατηρίου Kf και αποσβεστήρα β/και στατιστικής σύγκρισής τους για τις δοκιμαζόμενες σάρκες ιχθύος. The non-destructive method of calculating - evaluating the mechanical characteristics of fish flesh is then analyzed and presented through a relevant example of its application using the following figures. In Figure 1 are described the possibilities of placing the fish flesh 1 on a fixed 2 or an endortic background 8 (connected with an elastic means 7 to the ground 3) for the non-destructive loading 4, as well as its profiles that can be used. Figure 2 describes the placement of the fish flesh 1 on a fixed background 2 and the corresponding equivalent Kelvin-Voigt model representing the fish flesh 1 placed on the background 2 by means of a damper 5 and a spring 6, illustrates displacement 14 and forces 15, 16 on it and is used in the exploitation of the experimental measurements following non-destructive loading 4. Figure 3 describes the placement of the fish flesh 1 on a ductile (movable) substrate 8 elastically connected 7 to the ground 3 and the equivalent Kelvin-Voigt model representing the fish flesh 1 connected to the background 8 through a damper 5 and a spring 6, illustrates displacements of flesh 17 and background 18 and is used in the exploitation of experimental measurements following non-destructive loading 4. In Figure 4 the forces 20, 21 developed in the fish flesh 1 and the displacements of background 18 and flesh 17 when it undergoes non-destructive loading 4, as well as the reaction 19 of soil 3 on the endotic background 8. Figure 5 shows a characteristic Force-Time diagram from a TPA texture analyzer where the double compression with maximum force H can be distinguished, at two times t1 and t2. Figure 6 shows sketch of a test setup used in taking experimental measurements by placing fish flesh 1 on an incompressible electronic dynamometer 11 fixed on the ground 3, non-destructively loading it with a step profile load created by dropping a weight 10 suspended at a given height 13 with a string 9, measuring the data (with the dynamometer) and their processing in a PC 12 to calculate the spring constants Kf and damper b/and their statistical comparison for the tested fish flesh.

Η σάρκα ιχθύος παρουσιάζει συγκεκριμένα μηχανικά χαρακτηριστικά τα οποία και επηρεάζουν τον τρόπο που αυτή αντιδρά σε οποιοδήποτε φόρτιση της επιβάλλεται από κάποιο εξωτερικό παράγοντα. Ενδεικτικά αναφέρεται ότι οι καταναλωτές κατά την αγορά του προϊόντος ψηλαφούν ή και ασκούν μικρή πίεση σε συγκεκριμένα σημεία της σάρκας ιχθύος για την εμπειρική εκτίμηση της κατάστασής της και την εξαγωγή συμπερασμάτων για την φρεσκότητα και την εν γένει ποιότητα του προϊόντος. Μια ίδιας φιλοσοφίας διαδικασία για εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικών με τα μηχανικά χαρακτηριστικά της σάρκας ιχθύος υιοθετείται από την παρούσα εφεύρεση, με την προφανή διαφορά ότι η εκτίμηση γίνεται με πλήρως ποσοτικούς όρους και τόσο οι τιμές των μηχανικών χαρακτηριστικών όσο και τα συμπεράσματα εξάγονται στη βάση αυστηρά μαθηματικών κανόνων και αυτοματοποιημένων αλγοριθμικών μεθόδων. Fish flesh presents specific mechanical characteristics which affect the way it reacts to any load imposed on it by an external factor. Indicatively, it is stated that consumers, when purchasing the product, feel or apply slight pressure on specific parts of the fish flesh to empirically assess its condition and draw conclusions about the freshness and overall quality of the product. A procedure of the same philosophy for drawing conclusions related to the mechanical characteristics of fish flesh is adopted by the present invention, with the obvious difference that the assessment is made in fully quantitative terms and both the values of the mechanical characteristics and the conclusions are drawn on the basis of strictly mathematical rules and automated algorithmic methods.

Αναλυτικά, η διαδικασία (Σχήμα 1) περιλαμβάνει την άσκηση δυναμικής φόρτισης 4 περιοδικού (για παράδειγμα ημιτονικού- sinusoidal ή παλμικού-pulse) ή κρουστικού (impulse) ή βηματικού (step) τύπου ή συνδυασμού αυτών επί δεδομένου σημείου της σάρκας ιχθύος 1 τοποθετημένης σε σταθερό 2 ή ενδοτικό 8 υπόβαθρο. Η επιβολή δυναμικής φόρτισης 4 επιβάλει χρήση κατάλληλης κάθε φορά διάταξης, ανάλογης με το προφίλ του ασκούμενου φορτίου. Για παράδειγμα, στην περίπτωση της κρουστικής φόρτισης, το φορτίο μπορεί να επιβληθεί με χτύπημα της σάρκας με μικρό σφαιρίδιο ή σφυράκι που πέφτει από συγκεκριμένο ύψος και έρχεται μόνο στιγμιαία σε επαφή με τη σάρκα. Όμοια, για περίπτωση βηματικής φόρτισης, το φορτίο μπορεί να επιβληθεί μέσω μικρού βάρους που αφήνεται από συγκεκριμένο ύψος και χτυπά τη σάρκα παραμένοντας έπ’ αυτής. Σαν γενική αρχή μπορεί να υποστηριχθεί ότι κάθε διάταξη που δύναται να παραγάγει το προφίλ του επιβαλλόμενου φορτίου με επαναλήψιμη ακρίβεια θεωρείται κατάλληλη για χρήση στα πλαίσια της εφεύρεσης. In detail, the process (Figure 1) includes the exercise of dynamic loading 4 of periodic (for example sinusoidal or pulse) or impact (impulse) or step (step) type or a combination thereof on a given point of the fish flesh 1 placed in a fixed 2 or inductive 8 background. The imposition of dynamic loading 4 requires the use of an appropriate device at a time, proportional to the profile of the applied load. For example, in the case of impact loading, the load may be imposed by striking the flesh with a small ball or hammer dropped from a certain height and only momentarily contacting the flesh. Similarly, in the case of step loading, the load can be imposed by means of a small weight that is dropped from a certain height and strikes the flesh while remaining on it. As a general principle it can be argued that any device capable of producing the imposed load profile with repeatable accuracy is considered suitable for use within the scope of the invention.

Κατά τη δυναμική φόρτιση, η σάρκα ιχθύος λαμβάνει ένα ποσό ενέργειας το οποίο καλείται να διαχειριστεί και να αποδώσει στο περιβάλλον της. Για παράδειγμα, για την περίπτωση κρουστικής ή βηματικής φόρτισης η ενέργεια κρούσης θα ληφθεί από τη σάρκα η οποία θα δράσει σαν αποσβεστικό σώμα πριν αφήσει κάποιο μέρος από αυτή την ενέργεια να περάσει στο υπόβαθρο. Εύλογα, το μέρος ενέργειας που θα περάσει στο υπόβαθρο εξαρτάται από τις μηχανικές ιδιότητες της σάρκας ιχθύος που χαρακτηρίζουν την ελαστικότητα, τη σκληρότητα και συναφείς ιδιότητες, και είναι αντίστοιχο της δύναμης αντίδρασης του υποβάθρου αν αυτό είναι σταθερό ή και της μετατόπισης, ταχύτητας ή επιτάχυνσής του αν είναι ενδοτικό. Επομένως, για σταθερό υπόβαθρο 2 (Σχήμα 2), μετρώντας τη δύναμη αντίδρασης στο χρόνο (το άθροισμα των 15 και 16) έχουμε μια εκτίμηση της ενέργειας που πέρασε σε αυτό σε σχέση με την ενέργεια που αποδόθηκε αρχικά στη σάρκα ιχθύος 1. During dynamic loading, the fish flesh receives an amount of energy which it must manage and deliver to its environment. For example, in the case of shock or step loading the impact energy will be absorbed by the flesh which will act as a damping body before letting some of that energy pass into the background. Reasonably, the part of energy that will pass to the background depends on the mechanical properties of the fish flesh characterized by elasticity, stiffness and related properties, and is proportional to the reaction force of the background if it is stationary or to its displacement, velocity or acceleration if it is inductive. Therefore, for constant background 2 (Figure 2), by measuring the reaction force over time (the sum of 15 and 16) we have an estimate of the energy passed into it relative to the energy initially attributed to fish flesh 1.

Αντίστοιχα, σε ενδοτικό υπόβαθρο 8 (Σχήμα 3) που δύναται να μετατοπίζεται, μπορεί να γίνει μια εκτίμηση της ενέργειας που πέρασε σε αυτό σε σχέση με την ενέργεια που αποδόθηκε αρχικά στη σάρκα ιχθύος 1. Αυτό επιτυγχάνεται (Σχήμα 4) μετρώντας είτε τη δύναμη αντίδρασης 19 από το σταθερό έδαφος 3 στο υπόβαθρο αυτό 8, είτε τη μετατόπιση 18 ή ταχύτητα ή επιτάχυνση υποβάθρου στο χρόνο. Η σχέση μεταξύ της ενέργειας που δίδεται στη σάρκα ιχθύος (σε μορφή δύναμης φόρτισης 4) και της ενέργειας που φτάνει στο υπόβαθρο (για παράδειγμα, σε μορφή δύναμης αντίδρασης του εδάφους 19, όπως περιγράφηκε παραπάνω) αποτελεί, συνεπώς, έναν δείκτη για το πώς διαχειρίζεται την ενέργεια η σάρκα ιχθύος. Η ικανότητα αυτή διαχείρισης ενέργειας είναι άμεσα συνδεδεμένη με τα μηχανικά χαρακτηριστικά της σάρκας, όπως θα αποδειχθεί και στη συνέχεια. Accordingly, in a displaceable endotic background 8 (Figure 3), an estimate can be made of the energy transferred to it relative to the energy originally imparted to the fish flesh 1. This is achieved (Figure 4) by measuring either the reaction force 19 from the fixed ground 3 to this background 8, either the displacement 18 or background velocity or acceleration in time. The relationship between the energy imparted to the fish flesh (in the form of loading force 4) and the energy reaching the background (for example, in the form of soil reaction force 19, as described above) is therefore an indicator of how it is managed the energy the fish flesh. This ability to manage energy is directly linked to the mechanical characteristics of the flesh, as will be shown below.

Για κάθε κύκλο δυναμικής φόρτισης της σάρκας τα δεδομένα απόκρισης (μετατόπιση ή ταχύτητα ή επιτάχυνση ή δύναμη από το έδαφος επί) του υποβάθρου καταγράφονται σε πραγματικό χρόνο μέσω ηλεκτρονικής διάταξης που μπορεί να είναι σύστημα καταγραφής δύναμης αναφερόμενο ως ηλεκτρονικό δυναμόμετρο 11 ή οποιαδήποτε ηλεκτρομηχανική κατασκευή που εξυπηρετεί τον παραπάνω σκοπό. Στην περίπτωση αυτή αναφερόμαστε σε καταγεγραμμένο σήμα εξόδου που αποτελεί χρονοσειρά δεδομένων απόκρισης. Είναι επίσης δυνατή η καταγραφή των παραπάνω δεδομένων απόκρισης ως συνάρτηση του φορτίου που επιβάλλεται στη σάρκα σε μορφή δύναμης, οπότε και αναφερόμαστε σε καταγεγραμμένα σήματα εισόδου και εξόδου. Σε κάθε περίπτωση, τα δεδομένα αναλύονται για να υπολογισθούν τα κρίσιμα μηχανικά χαρακτηριστικά απόσβεσης και ελαστικότητας της σάρκας στη βάση συγκεκριμένου μαθηματικού μοντέλου του συστήματος που ορίζεται από τη σάρκα ιχθύος και το υπόβαθρο, και πλήρως ορισμένης αλγοριθμικής διαδικασίας, η οποία αποκαλύπτεται παρακάτω για τις περιπτώσεις διάταξης με σταθερό ή ενδοτικό υπόβαθρο. For each cycle of dynamic loading of the flesh the response data (displacement or velocity or acceleration or force from the ground on) of the background is recorded in real time by an electronic device which may be a force recording system referred to as an electronic dynamometer 11 or any electromechanical construction that serves the above purpose. In this case we are referring to a recorded output signal which is a time series of response data. It is also possible to record the above response data as a function of the load imposed on the flesh in the form of force, in which case we refer to recorded input and output signals. In each case, the data is analyzed to calculate the critical mechanical damping and elasticity characteristics of the flesh based on a specific mathematical model of the system defined by the fish flesh and the background, and a fully defined algorithmic procedure, which is disclosed below for the layout cases with a stable or inductive background.

Στην περίπτωση σταθερού υποβάθρου (Σχήμα 1 αριστερά, Σχήμα 2) η σάρκα ιχθύος 1 αντιπροσωπεύεται με το μηχανικό μοντέλο Kelvin- Voigt που χρησιμοποιείται εκτενώς σε αντίστοιχες περιπτώσεις (Σχήμα 2). Το μοντέλο αυτό θεωρεί ότι η σάρκα ιχθύος 1 μάζας m είναι συγκεντρωμένη και αναρτάται μέσω ενός ελατηρίου 6 με ελαστική σταθερά Kf και ενός αποσβεστήρα 5 με σταθερά Bf. Το ελατήριο 6 αναπαριστά μαθηματικά την ελαστική συμπεριφορά της σάρκας ιχθύος 1, δηλαδή την ιδιότητά της να επανέρχεται στην αρχική της φόρμα μετά την ύπαρξη μικρής παραμόρφωσης 14. Ο αποσβεστήρας 5 αναπαριστά μαθηματικά την βισκοελαστική συμπεριφορά της σάρκας ιχθύος 1, δηλαδή την αντίσταση από τη σάρκα κατά την παραμόρφωσή (και άρα φόρτισή) της με συγκεκριμένη ταχύτητα. In the steady background case (Figure 1 left, Figure 2) fish flesh 1 is represented by the Kelvin-Voigt mechanical model which is extensively used in corresponding cases (Figure 2). This model considers that the fish flesh 1 of mass m is concentrated and suspended by means of a spring 6 with an elastic constant Kf and a damper 5 with a constant Bf. The spring 6 mathematically represents the elastic behavior of the fish flesh 1, i.e. its ability to return to its original form after being slightly deformed 14. The damper 5 mathematically represents the viscoelastic behavior of the fish flesh 1, i.e. the resistance of the flesh against its deformation (and therefore loading) at a specific speed.

Κατά την άσκηση εξωτερικής δυναμικής φόρτισης f(t) 4 η σάρκα ιχθύος 1 με μάζα m αποκρίνεται με δυνάμεις ελατηρίου 15 ίσης με Kf-x(t ) και αποσβεστήρα 16 ίσης με Bfd/dt{x(t)}, όπου x(t) και d/dt{x(t)} είναι η μετατόπιση 14 από τη θέση ισορροπίας (δηλαδή τη θέση της αρχικής μετατόπισης λόγω βάρους της σάρκας ιχθύος) και η ταχύτητα της σάρκας ιχθύος, αντίστοιχα. Το υπόβαθρο 2 με τη σειρά του κείται επί του ασυμπίεστου εδάφους 3 που παραλαμβάνει τις δυνάμεις ελατηρίου και αποσβεστήρα 15, 16 αντίστοιχα, και αποκρίνεται με μια ίση και αντίθετη σε αυτές δύναμη αντίδρασης Fg(t)= Kfx(t)+Bfd/dt{x(t)}. Εφαρμόζοντας το σχετικό νόμο του Νεύτωνα, ισχύει για την κίνηση λόγω φόρτισης της σάρκας ιχθύος : During the application of external dynamic loading f(t) 4 the fish flesh 1 with mass m responds with spring forces 15 equal to Kf-x(t ) and damper 16 equal to Bfd/dt{x(t)}, where x(t ) and d/dt{x(t)} are the displacement 14 from the equilibrium position (i.e., the position of the initial displacement due to the weight of the fish flesh) and the velocity of the fish flesh, respectively. The foundation 2 in turn rests on the incompressible ground 3 which receives the spring and damper forces 15, 16 respectively, and responds with an equal and opposite reaction force Fg(t)= Kfx(t)+Bfd/dt{ x(t)}. Applying Newton's relevant law, it applies to the movement due to loading of fish flesh:

ή                                      the

με d<2>dt<2>{x(t)} την επιτάχυνση της μάζας m κατά τη διάρκεια της φόρτισης. Η παραπάνω διαφορική εξίσωση μπορεί να διερευνηθεί και εππλυθεί με τη χρήση της θεωρίας συστημάτων και αυτομάτου ελέγχου (βλ. για παράδειγμα Κρικέλης, 1990) ως εξής. Χρησιμοποιώντας μετασχηματισμό Laplace στην παραπάνω εξίσωση λαμβάνουμε: with d<2>dt<2>{x(t)} the acceleration of the mass m during the loading. The above differential equation can be investigated and solved using systems theory and automatic control (see for example Krikelis, 1990) as follows. Using Laplace transform on the above equation we get:

                                       

όπου X(s) και F(s) τα σήματα μετατόπισης x(t) 14 και δύναμης ft) 4, αντίστοιχα στο πεδίο Laplace. Με την εφαρμογή του μετασχηματισμού Laplace η διαφορική εξίσωση (2) μετατράπηκε σε μια αλγεβρική εξίσωση (3) στο πεδίο Laplace από την οποία μπορούμε να λάβουμε τη συνάρτηση μεταφοράς X(s)|F(s) ως ακολούθως: where X(s) and F(s) the displacement signals x(t) 14 and force ft) 4, respectively in the Laplace field. By applying the Laplace transform the differential equation (2) was transformed into an algebraic equation (3) in the Laplace field from which we can obtain the transfer function X(s)|F(s) as follows:

    ( ) f f ( ) f f

και επειδή η αντίδραση του υποβάθρου είναι Fg(t)= Bfddt{x(t)} Kf-x(t ) , εργαζόμενοι στο πεδίο Laplace προκύπτει: and since the background reaction is Fg(t)= Bfddt{x(t)} Kf-x(t ), working in the Laplace field we get:

Συνδυάζοντας τις (4) και (5) έχουμε; Combining (4) and (5) we have?

με το λόγο Fg(s) F(s ) να είναι η συνάρτηση μεταφοράς μεταξύ της δύναμης αντίδρασης του υποβάθρου ως προς τη φόρτιση στη σάρκα ιχθύος. Εργαζόμενοι στη (6) λαμβάνουμε: with the ratio Fg(s) F(s ) being the transfer function between the background reaction force and the loading on the fish flesh. Working in (6) we get:

η          the

Η σχέση (8) εξηγεί ότι η δύναμη του υποβάθρου είναι ίση με τη δύναμη φόρτισης της σάρκας ιχθύος μείον την απόκριση του δευτεροβάθμιου δυναμικού συστήματος The relation (8) explains that the background force is equal to the loading force of the fish flesh minus the response of the secondary dynamic system

                                                    

που εμφανίζει στατικό κέρδος m/Kf σε είσοδο s<2>-F(s ) στο πεδίο Laplace. Θεωρώντας τον συντελεστή απόσβεσης ζ και τη φυσική συχνότητα ωη ως ακολούθως, έχουμε για το G(s): showing a static gain m/Kf at an input s<2>-F(s ) in the Laplace field. Considering the damping factor ζ and the natural frequency ω as follows, we have for G(s):

Με βάση τις (8), (9) και (10) είναι λοιπόν: Based on (8), (9) and (10) it is therefore:

Σε αυτό το σημείο επιλέγουμε το προφίλ της φόρτισης 4 που επιβάλουμε στη σάρκα ιχθύος. Αν θεωρήσουμε την απλούστερη βηματική φόρτιση f(t)=A Newton δύναμης για χρόνο t> 0, τότε στο πεδίο Laplace F(s)=A/s (από Πίνακες Μετασχηματισμών Συναρτήσεων Χρόνου στο Πεδίο Laplace, Κρικέλης, 1990). Σημειώνεται ότι ο όρος s F(s)=A, δηλαδή αντιστοιχεί σε κρουστική συνάρτηση φόρτισης (βλ. και τους προαναφερθέντες Πίνακες), ή πιο απλά σε ακαριαία φόρτιση (χτύπημα) για t=0 και μηδενική φόρτιση για οποιαδήποτε άλλη τιμή του χρόνου. Από την (11) λοιπόν είναι κατανοητό ότι ο όρος At this point we select the loading profile 4 that we impose on the fish flesh. If we consider the simplest step loading f(t)=A Newton of force for time t> 0, then in the Laplace field F(s)=A/s (from Tables of Transformations of Time Functions in the Laplace Field, Krikelis, 1990). It is noted that the term s F(s)=A, i.e. it corresponds to a shock loading function (see also the aforementioned Tables), or more simply to an instantaneous loading (hit) for t=0 and zero loading for any other time value. From (11) it is therefore understood that the term

αντιστοιχεί στην απόκριση σε κρουστική είσοδο του τυπικού δευτεροβαθμίου συστήματος G(s). Συνεπώς από την (11) συνάγεται τελικά ότι η δύναμη αντίδρασης του υποβάθρου 2 θα είναι η δύναμη φόρτισης της σάρκας ιχθύος μείον τον όρο s-H(s ) που αντιστοιχεί στην πρώτη παράγωγο της κρουστικής απόκρισης H(s) του G(s). Άρα, εφαρμόζοντας αντίστροφο μετασχηματισμό Laplace στην (11) και με χρήση των όσων γράφτηκαν παραπάνω θα ισχύει: corresponds to the shock input response of the standard quadratic system G(s). Therefore from (11) it finally follows that the reaction force of background 2 will be the loading force of the fish flesh minus the term s-H(s ) corresponding to the first derivative of the shock response H(s) of G(s). So, applying an inverse Laplace transform to (11) and using what was written above will hold:

                                      

                      dt dt

Από σχετική βιβλιογραφία (Κρικέλης, 1990) γνωρίζουμε ότι στη (12) η κρουστική απόκριση στο πεδίο του χρόνου h(t) δευτεροβάθμιου συστήματος G(s) που φαίνεται στη (10), δίδεται από τον τύπο: From relevant literature (Krikelis, 1990) we know that in (12) the shock response in the time domain h(t) of the secondary system G(s) shown in (10), is given by the formula:

                                      

οπότε και συνδυάζοντας τις (13) και (14) θα έχουμε: so by combining (13) and (14) we will have:

ή τελικά μετά τους κατάλληλους υπολογισμούς: or finally after the appropriate calculations:

με ζ και ωn ορισμένα στην (10) και Α τη γνωστή δύναμη φόρτισης 4 της σάρκας ιχθύος 1. Διαθέτοντας, λοιπόν, καταγεγραμμένα δεδομένα απόκρισης σε μορφή χρονοσειράς δύναμης Fg(t) για κάθε κύκλο φόρτισης μπορούμε να υπολογίσουμε τις σταθερές Kf και Bf που αντιστοιχούν στα μηχανικά χαρακτηριστικά ελατηρίου 6 και αποσβεστήρα 5 της σάρκας ιχθύος, αντίστοιχα, με άμεσο τρόπο μέσω της χρήσης των αναλυτικών μαθηματικών εκφράσεων (10) και (15). with ζ and ωn determined in (10) and A the known loading force 4 of fish flesh 1. So, having recorded response data in the form of force time series Fg(t) for each loading cycle we can calculate the constants Kf and Bf which correspond to in the mechanical characteristics of spring 6 and damper 5 of fish flesh, respectively, in a direct way through the use of analytical mathematical expressions (10) and (15).

Στην πράξη, ο υπολογισμός μπορεί να γίνει με μεθόδους προσαρμογής δεδομένων σε καμπύλη (curve fitting) κατά τις οποίες για κάθε τιμή χρόνου t κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτισης η αντίστοιχη τιμή Fg(t) θεωρείται το αποτέλεσμα της σχέσης (15) για τις κατάλληλες τιμές ζ και ωη. Θεωρώντας το σύνολο των χρονικών στιγμών t, προκύπτει μια καμπύλη των τιμών Fg(t) στο χρόνο, την οποία οι προαναφερθείσες μέθοδοι προσεγγίζουν με διαδοχική προσαρμογή των ζ και ωn που προκύπτει από τη χρήση κατάλληλου αλγορίθμου. Τέτοιες μέθοδοι είτε μπορούν να προγραμματιστούν σε ηλεκτρονικό υπολογιστή, είτε υπάρχουν ως εντολές σε εξειδικευμένα λογισμικά, όπως MATLAB (κατατεθειμένη εμπορική ονομασία). Κατόπιν υπολογίζονται εύκολα οι σταθερές Kf και Bf που αντιστοιχούν στα μηχανικά χαρακτηριστικά ελατηρίου 6 και αποσβεστήρα 5 της σάρκας ιχθύος 1, αντίστοιχα, μέσω της (10). In practice, the calculation can be done by curve fitting methods in which for each value of time t during the loading cycle the corresponding value Fg(t) is considered the result of relation (15) for the appropriate z and ω values. Considering the set of time instants t, a curve of Fg(t) values is obtained over time, which the above-mentioned methods approximate by successive adjustment of ζ and ωn resulting from the use of a suitable algorithm. Such methods can either be programmed into a computer or exist as commands in specialized software such as MATLAB (registered trade name). Then the constants Kf and Bf corresponding to the mechanical characteristics of spring 6 and damper 5 of fish flesh 1, respectively, are easily calculated through (10).

Στο σημείο αυτό θα πρέπει να τονιστεί ότι η χρήση δυναμικής φόρτισης σάρκας ιχθύος 1 με προφίλ βηματικής συνάρτησης έγινε ώστε να καταλήξουμε στην αναλυτική σχέση (15) για τη δύναμη Fg(t) και να επιτύχουμε τον υπολογισμό των σταθερών Kf και Bf με τον τρόπο που περιγράφηκε. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί άλλο προφίλ δυναμικής φόρτισης (ημιτονικό, κρουστικό, παλμικό) και σε συνδυασμό με τα αναφερόμενα στη βιβλιογραφία θεωρίας συστημάτων και αυτομάτου ελέγχου (βλ. για παράδειγμα Κρικέλης, 1990) να εξαχθούν σχέσεις ανάλογες με την (15) ώστε να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι προσαρμογής σε καμπύλη για τον υπολογισμό των σταθερών Kf και Bf At this point it should be emphasized that the use of dynamic loading of fish flesh 1 with a step function profile was done in order to arrive at the analytical relation (15) for the force Fg(t) and achieve the calculation of the constants Kf and Bf in the way that was described. Another dynamic loading profile (sine, shock, pulse) could be used and in combination with those reported in the system theory and automatic control literature (see for example Krikelis, 1990) derive relations analogous to (15) to use methods curve fitting to calculate the constants Kf and Bf

Στην περίπτωση ενδοτικού υποβάθρου (Σχήμα 1 δεξιά, Σχήμα 3, Σχήμα 4) η σάρκα ιχθύος 1 μάζας τη αντιπροσωπεύεται ξανά από το μοντέλο Kelvin-Voigt αλλά τώρα το υπόβαθρο 8 με μάζα mw θεωρείται ως ένας άκαμπτος επίπεδος δίσκος ο οποίος είναι αναρτημένος με ένα ελατήριο 7 σταθεράς Kg στο ασυμπίεστο έδαφος 3. Όπως και στην περίπτωση του σταθερού (μη ενδοτικού) υποβάθρου 2, η μάζα ιχθύος m 1 θεωρείται συγκεντρωμένη και αναρτημένη μέσω ενός ελατηρίου 6 με ελαστική σταθερά Kf και ενός αποσβεστήρα 5 με σταθερά Bf Κατά την άσκηση εξωτερικής φόρτισης f(t) 4 στη σάρκα ιχθύος 1, αυτή αποκρίνεται με τις δυνάμεις 20 (ίσης με Kf{x(t)-xw(t)j) και 21 (ίσης με Bfd|dt{x(t)-xw(t)}) που φαίνονται στο Σχήμα 4 και οφείλονται στο ελατήριο 6 σταθεράς Kf και τον αποσβεστήρα 5 σταθεράς Bf αντίστοιχα. Τονίζεται ότι και οι δύο αυτές δυνάμεις είναι ανάλογες της σχετικής κίνησης {x(t)-xw(t} μεταξύ της μάζας ιχθύος m 1 και του υποβάθρου 8 μάζας mw, οι απόλυτες μετακινήσεις των οποίων είναι x(t) 17 για τον ιχθύ και xw(t) 18 για το υπόβαθρο 8. Το ενδοτικό υπόβαθρο από την πλευρά του μεταφέρει τη φόρτιση προς το έδαφος μέσω του ελατηρίου 7 με σταθερά Kg, οπότε και το τελευταίο αντιδρά με την δύναμη Fg(t)= Kg· xw(t ) 19. Όπως και στην περίπτωση του σταθερού υποβάθρου 2, η σχέση μεταξύ της δύναμης φόρτισης f(t) 4 της σάρκας ιχθύος και της αντίδρασης Fg(t) 19 του εδάφους είναι ανάλογη της σχέσης μεταξύ της ενέργειας που αποδίδεται στη σάρκα ιχθύος 1 και αυτής της ενέργειας που φτάνει στο υπόβαθρο και αποτελεί, συνεπώς, έναν δείκτη για το πώς διαχειρίζεται ενέργεια η σάρκα ιχθύος. Εφαρμόζοντας το σχετικό νόμο του Νεύτωνα, ισχύει για την κίνηση της σάρκας ιχθύος και του υποβάθρου: In the endotic background case (Figure 1 right, Figure 3, Figure 4) the fish flesh of mass 1 is again represented by the Kelvin-Voigt model but now the background 8 of mass mw is considered as a rigid flat disk which is suspended by a spring 7 of constant Kg in the incompressible soil 3. As in the case of the stable (non-yielding) background 2, the fish mass m 1 is considered concentrated and suspended by means of a spring 6 with an elastic constant Kf and a damper 5 with a constant Bf When applying external loading f(t) 4 in fish flesh 1, it responds with forces 20 (equal to Kf{x(t)-xw(t)j) and 21 (equal to Bfd|dt{x(t)-xw(t) }) shown in Figure 4 and due to the spring 6 of constant Kf and the damper 5 of constant Bf respectively. It is emphasized that both these forces are proportional to the relative motion {x(t)-xw(t}) between the fish of mass m 1 and the background 8 of mass mw, whose absolute displacements are x(t) 17 for the fish and xw(t) 18 for the foundation 8. The inductive foundation in turn transfers the load to the ground through the spring 7 with a constant Kg, so the latter also reacts with the force Fg(t)= Kg; xw(t ) 19. As in the case of fixed background 2, the relationship between the loading force f(t) 4 of the fish flesh and the ground reaction Fg(t) 19 is proportional to the relationship between the energy attributed to the fish flesh 1 and that of energy reaching the background and is therefore an indicator of how energy is managed by the fish flesh.Applying the relevant Newton's law, it applies to the motion of the fish flesh and the background:

με τις μεταβλητές x(t) και xw(t) να μετρώνται από τη θέση ισορροπίας, όπως και στην περίπτωση του σταθερού υποβάθρου. Με χρήση μετασχηματισμού Laplace και μια μικρή αναδιάταξη όρων προκύπτει: with the variables x(t) and xw(t) measured from the equilibrium position, as in the case of the constant background. Using the Laplace transform and a slight rearrangement of terms yields:

και                  and

 Για την αντίδραση Fg(t)=Kg xw(t ) ισχύει: For the reaction Fg(t)=Kg xw(t ) applies:

                                                              Fg(s) = Kg-Xw(s) (20) Συνδυάζοντας τις (18), (19) και (20) προκύπτει η συνάρτηση μεταφοράς (σχέση) στο πεδίο Laplace μεταξύ της δύναμης φόρτισης της σάρκας ιχθύος F(s) και της αντίδρασης Fg(s) : Fg(s) = Kg-Xw(s) (20) Combining (18), (19) and (20) gives the transfer function (relationship) in the Laplace field between the loading force of the fish flesh F(s) and the reaction Fg(s) :

 Η σχέση (21) αντιπροσωπεύει ένα σύστημα τετάρτου βαθμού, άρα και με τέσσερις πόλους, ενώ εμφανίζει και έναν μηδενιστή (όπου ως πόλοι ορίζονται οι λύσεις του πολυωνύμου του παρονομαστή και ως μηδενιστές ορίζονται οι λύσεις του πολυωνύμου του αριθμητή, αν αυτό υπάρχει, Κρικέλης, 1990). Το σύστημα αυτό είναι υπερβολικά πολύπλοκο για να μελετηθεί με ελεύθερες μεταβλητές τις σταθερές ελατηρίου Kf και αποσβεστήρα Bf, αντίστοιχα. Σημειώνεται ότι σε τέτοιες περιπτώσεις δεν υπάρχουν διαθέσιμες αναλυτικές λύσεις όπως στην περίπτωση των δευτεροβάθμιων συστημάτων της σχέσης (12). The relation (21) represents a system of the fourth degree, therefore with four poles, while it also shows a zeroizer (where the poles are defined as the solutions of the polynomial of the denominator and the solutions of the polynomial of the numerator are defined as zeroes, if it exists, Krikelis, 1990). This system is too complex to study with free variables the spring constants Kf and damper Bf, respectively. It is noted that in such cases no analytical solutions are available as in the case of secondary systems of relation (12).

 Μια ρεαλιστική υπόθεση εργασίας που μπορούμε να κάνουμε είναι ότι η μάζα mw του υποβάθρου 8 είναι αρκετά μικρότερη από αυτή της σάρκας ιχθύος 1 που είναι ίση με m, ώστε να τη θεωρήσουμε αμελητέα. Τότε η (21) απλοποιείται ως εξής: A realistic working assumption we can make is that the mass mw of background 8 is sufficiently smaller than that of fish flesh 1 which is equal to m that we consider it negligible. Then (21) simplifies as follows:

                        

 το οποίο είναι ήδη τρίτου βαθμού, άρα απλούστερο. Έχει λοιπόν τρεις πόλους, έναν πραγματικό και ένα ζεύγος μιγαδικών ή τρεις πραγματικούς (Κρικέλης, 1990). Ακολουθώντας την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε επί της σχέσης (7) θα ισχύει για την (22): which is already third degree, so simpler. So it has three poles, one real and a pair of complex or three real (Krikelis, 1990). Following the analysis carried out on relation (7) will apply to (22):

 ή κάνοντας και στοιχειώδεις πράξεις: or by doing elementary actions:

 Η σχέση (23) εξηγεί ότι η αντίδραση Fg(s) είναι ίση με τη δύναμη φόρτισης της σάρκας ιχθύος μείον την απόκριση στην F(s) του τριτοβάθμιου δυναμικού συστήματος The relation (23) explains that the reaction Fg(s) is equal to the loading force of the fish flesh minus the response to F(s) of the tertiary dynamic system

 Στη σχέση (24) παρατηρούμε ότι αν θέσουμε s=-Kf|Bf στον παρονομαστή λαμβάνουμε αποτέλεσμα m Kg Kf<2>Bf<2>>0, ενώ αν θέσουμε s=-(Kf+Kg)/Bf [δηλαδή θέσουμε την τιμή του μηδενιστή της (24)] λαμβάνουμε αποτέλεσμα -Kg<2>< 0. Άρα ο ένας από τους τρεις πόλους της (24), και συγκεκριμένα ο πραγματικός, βρίσκεται μεταξύ των τιμών -(Kf+ Kg)/ Bf και -KflBf. Για την ακρίβεια ο πραγματικός πόλος της (24) θα είναι ίσος με: In relation (24) we notice that if we put s=-Kf|Bf in the denominator we get a result m Kg Kf<2>Bf<2>>0, while if we put s=-(Kf+Kg)/Bf [i.e. we put the value of the nullifier of (24)] we obtain a result -Kg<2>< 0. So one of the three poles of (24), namely the real one, lies between the values -(Kf+ Kg)/ Bf and -KflBf. In fact the real pole of (24) will be equal to:

                f f

Αντικαθιστώντας την τιμή (25) του πόλου στον παρονομαστή της (24) καταλήγουμε μετά από πράξεις στην ακόλουθη σχέση: Substituting the value (25) of the pole in the denominator of (24) we end up after operations in the following relationship:

                                                  

Η (26) μπορεί να λυθεί ως προς n χρησιμοποιώντας λογισμικό συμβολικών υπολογισμών που παρέχει αναλυτική λύση του η ως συνάρτηση των μεταβλητών m, Bf, Kf και Kg. Χρησιμοποιώντας την αντίστοιχη δυνατότητα του ΜΑΤLΑΒ(κατατεθειμένη εμπορική ονομασία), προκύπτουν τρεις υποψήφιες τιμές για το η, εκ των οποίων δύο μιγαδικές (απορρίπτονται αφού 0< n <1) και μια πραγματική. Η έκφραση της τελευταίας δίδεται, ενδεικτικά, παρακάτω: (26) can be solved in terms of n using symbolic computation software that provides an analytical solution of n as a function of the variables m, Bf, Kf, and Kg. Using the corresponding feature of MATLAB (registered trade name), three candidate values for η are obtained, of which two are complex (rejected since 0< n < 1) and one is real. The expression of the latter is given, indicatively, below:

Η =    The =

Τώρα που υπάρχει μια αναλυτική έκφραση για το n, μπορούμε να επανέλθουμε κάνοντας πράξεις στην (23): Now that there is an analytic expression for n, we can return by doing operations on (23):

ή παραγοντοποιώντας τον παρονομαστή της παραπάνω ως προς τον πόλο s=-(Kf+n-Kg)/Bf. or by factoring the denominator above in terms of the pole s=-(Kf+n-Kg)/Bf.

με τον όρο ε να αποτελεί το υπόλοιπο της παραγοντοποίησης ως προς τον πόλο s=-( Kf+n-Kg)/ Bf και να είναι ίσο με: with the term ε being the remainder of the factorization with respect to the pole s=-( Kf+n-Kg)/ Bf and being equal to:

   To γεγονός ότι ε=0 οφείλεται στο ότι έχει χρησιμοποιηθεί το n όπως δίδεται από την (27), που με τη σειρά της προέκυψε από την (26), η οποία είναι ουσιαστικά ισοδύναμη με την παραπάνω σχέση για ε=0. Εφόσον υπάρξει η πρόβλεψη να έχουμε ένα αρκετά ενδοτικό υπόβαθρο δηλαδή Kf»Kg, τότε στη (28) έχουμε κατά προσέγγιση ακύρωση του όρου [s+(Kf+Kg) Bf ] με τον όρο [s+(Kf+n-Kg)/Bf], Η προσέγγιση αυτή ισχύει μόνο για Kf»Kg και μάλιστα είναι πολύ ρεαλιστική για Kf>4 Kg. Τότε η (28) γίνεται προσεγγιστικά ίση με: The fact that ε=0 is due to the fact that n has been used as given by (27), which in turn was derived from (26), which is essentially equivalent to the above relation for ε=0. If there is the prediction of having a sufficiently inductive background, i.e. Kf»Kg, then in (28) we have an approximate cancellation of the term [s+(Kf+Kg) Bf ] with the term [s+(Kf+n-Kg)/Bf] , This approach is only valid for Kf»Kg and is in fact very realistic for Kf>4 Kg. Then (28) becomes approximately equal to:

Όπως και στην περίπτωση σταθερού υποβάθρου 2, αν θεωρήσουμε μια απλή δυναμική φόρτιση 4 όπως η βηματική f(t)=A Newton δύναμης για χρόνο t>0, τότε στο πεδίο Laplace F(s)=A/s (από Πίνακες Μετασχηματισμών Συναρτήσεων Χρόνου στο Πεδίο Laplace, Κρικέλης, 1990). Σημειώνεται ότι ο όρος s-F(s)=A, δηλαδή αντιστοιχεί σε κρουστική συνάρτηση φόρτισης (βλ. και τους προαναφερθέντες Πίνακες, Κρικέλης 1990), ή πιο απλά σε ακαριαία φόρτιση (χτύπημα) για t=0 και μηδενική φόρτιση για οποιαδήποτε άλλη τιμή του χρόνου. Άρα εφόσον οι (11) και (30) έχουν ακριβώς την ίδια μορφή (αν και με διαφορετικούς συντελεστές ζ και ωn που δίδονται από τις (10) και (31) αντίστοιχα) θα ισχύει η ίδια ανάλυση ώστε να ληφθεί στο πεδίο του χρόνου: As in the case of constant background 2, if we consider a simple dynamic loading 4 such as step f(t)=A Newton force for time t>0, then in the Laplace field F(s)=A/s (from Tables of Transformations of Functions of Time in the Laplace Field, Krikelis, 1990). It is noted that the term s-F(s)=A, i.e. it corresponds to an impact loading function (see also the aforementioned Tables, Krikelis 1990), or more simply to an instantaneous loading (impact) for t=0 and zero loading for any other value of of time. So since (11) and (30) have exactly the same form (albeit with different coefficients ζ and ωn given by (10) and (31) respectively) the same analysis will apply to obtain in the time domain:

Διαθέτοντας, λοιπόν, καταγεγραμμένα δεδομένα απόκρισης σε μορφή χρονοσειράς δύναμης Fg(t) για κάθε κύκλο φόρτισης μπορούμε να υπολογίσουμε με άμεσο τρόπο τις σταθερές Kf και Βf που αντιστοιχούν στα μηχανικά χαρακτηριστικά ελατηρίου 6 και αποσβεστήρα 5 της σάρκας ιχθύος 1, αντίστοιχα, με χρήση των αναλυτικών μαθηματικών σχέσεων (27), (31) και (32). Στην πράξη, ο υπολογισμός μπορεί να γίνει όπως εξηγήθηκε κατά την ανάλυση της περίπτωσης του σταθερού υποβάθρου με μεθόδους προσαρμογής δεδομένων σε καμπύλη (curve fitting) στη βάση των σχέσεων (27), (31) και (32) με μόνες ελεύθερες μεταβλητές τις Bf και Kf αφού τα υπόλοιπα δεδομένα m, Kg και Α είναι μετρήσιμα. Όπως και στην περίπτωση του σταθερού υποβάθρου, η χρήση δυναμικής φόρτισης σάρκας ιχθύος με προφίλ βηματικής συνάρτησης έγινε ώστε να καταλήξουμε στην αναλυτική σχέση (32) για τη δύναμη Fg(t) και να επιτύχουμε τον υπολογισμό των σταθερών Kf και Bf με τον τρόπο που περιγράφηκε. Η χρήση άλλων προφίλ δυναμικής φόρτισης δεν αποκλείεται, αλλά οι αναλυτικές σχέσεις για τη δύναμη Fg(t) θα είναι κατ’ ανάγκη διαφορετικές της (32). Therefore, having recorded response data in the form of force time series Fg(t) for each loading cycle we can directly calculate the constants Kf and Βf corresponding to the mechanical characteristics of spring 6 and damper 5 of fish flesh 1, respectively, using the analytical mathematical relations (27), (31) and (32). In practice, the calculation can be done as explained in the analysis of the constant background case by curve fitting methods based on relations (27), (31) and (32) with only free variables Bf and Kf since the remaining data m, Kg and A are measurable. As in the case of the fixed background, the use of dynamic loading of fish flesh with a step function profile was made to arrive at the analytical relation (32) for the force Fg(t) and achieve the calculation of the constants Kf and Bf in the manner described . The use of other dynamic loading profiles is not excluded, but the analytical relations for the force Fg(t) will necessarily be different from (32).

Οι όροι Bf και Kf που υπολογίζονται μέσω της προσέγγισης αυτής, μπορούν να μεταφραστούν με παραδοσιακούς όρους ιδιοτήτων υφής. Για τις ανάγκες επεξήγησης των ιδιοτήτων της υφής του ιχθύος με όρους μηχανικών χαρακτηριστικών εδώ χρησιμοποιούνται οι κοινώς αποδεκτοί όροι επεξήγησης των ιδιοτήτων υφής (στην πληρέστερη περιγραφή τους από τους Civille G.V. & Szczesniak, A.S., 1973 and Szczesniak, 1998). Για απλοποιημένο μηχανικό μοντέλο αναπαράστασης του ιστού του ιχθύος, όπου έχουμε ένα σύστημα Kelvin-Voigt με μάζα 1, ελατήριο 6 και αποσβεστήρα 5, όπως για παράδειγμα στο Σχήμα 2, ισχύουν οι σχέσεις (10). The terms Bf and Kf calculated through this approach can be translated in terms of traditional textural properties. For the needs of explaining the textural properties of the fish in terms of mechanical characteristics, the commonly accepted terms for explaining the textural properties are used here (in their most complete description by Civille G.V. & Szczesniak, A.S., 1973 and Szczesniak, 1998). For a simplified mechanical model representing the fish tissue, where we have a Kelvin-Voigt system with mass 1, spring 6 and damper 5, as for example in Figure 2, relations (10) apply.

Έτσι η σκληρότητα (Η) ως φυσικός ορισμός είναι η απαραίτητη δύναμη που πρέπει να ασκηθεί στο τρόφιμο για να επιτευχθεί συγκεκριμένη παραμόρφωση. Αυτό σημαίνει ότι η καταμετρώμενη σκληρότητα εξαρτάται από τον τρόπο προσέγγισης της δοκιμής υφής. Ο αναλυτής σκληρότητας Zwick (Zwick hardness meter), για παράδειγμα αξιολογεί τη σκληρότητα του ιχθύος κατόπιν της τοποθετήσεώς του επί της επιφάνειας του ιχθύος που δοκιμάζεται και της άσκησης στη συνέχεια συγκεκριμένης δύναμης, με σταθερή μηδενική ταχύτητα. Στην περίπτωση αυτή, λοιπόν, χρησιμοποιείται σχεδόν στατική φόρτιση και αυτό που καταμετράται ως σκληρότητα είναι δύναμη η οποία είναι συναρτώμενη με τρόπο ευθέως ανάλογο μόνο της σταθεράς Κ/τ ου ελατηρίου (καταμετρούμενη σκληρότητα Η= Kfx(t)). Thus hardness (H) as a physical definition is the necessary force that must be exerted on the food to achieve a specific deformation. This means that the measured hardness depends on how the texture test is approached. The Zwick hardness meter, for example, evaluates the hardness of the fish after placing it on the surface of the fish being tested and then applying a specific force, at a constant zero speed. In this case, therefore, an almost static loading is used and what is measured as hardness is a force that is directly proportional only to the constant K/τ of the spring (measured hardness H= Kfx(t)).

Αντιθέτως διαφορετική είναι η προσέγγιση κατά την κλασσική ανάλυση υφής (Σχήμα 5), η οποία καλείται δοκιμή διπλής μάσησης (two bite test), όπου υπάρχει μίμηση της διαδικασίας μάσησης. Το έμβολο ασκεί δυναμική φόρτιση αφού κατέρχεται στο δείγμα με μη μηδενική σταθερή ταχύτητα (ασκείται δεδομένη αρχική δύναμη - triger force) και συμπιέζει τον ιστό μέχρι συγκεκριμένο ύψος (ή για συγκεκριμένο ποσοστό παραμόρφωσης). Στη συνέχεια ανέρχεται (με την ίδια σταθερή ταχύτητα) και σταματάει στο σημείο εκείνο (ύψος) όπου υπήρξε η αρχική δύναμη άσκησης στην πρώτη συμπίεση. Ακολουθεί δεύτερη συμπίεση στο ίδιο ύψος συμπίεσης (ή ποσοστό παραμόρφωσης). On the contrary, the approach during the classic texture analysis (Figure 5), which is called the two bite test, where there is an imitation of the chewing process, is different. The piston exerts a dynamic load as it descends into the sample at a non-zero constant velocity (exercises a given initial force - trigger force) and compresses the tissue up to a certain height (or for a certain percentage of deformation). Then it rises (at the same constant speed) and stops at that point (height) where the initial force exerted in the first compression was. This is followed by a second compression at the same compression height (or strain rate).

Εάν θελήσουμε να ερμηνεύσουμε τα μεγέθη που υπολογίζονται από την ανάλυση υφής, με όρους μηχανικών χαρακτηριστικών, η μέτρηση της σκληρότητας εμπεριέχει τόσο δυνάμεις λόγω σταθεράς Κf του ελατηρίου 6 όσο και λόγω σταθεράς απόσβεσης Bf τον αποσβεστήρα 5, ακριβώς λόγω της μη μηδενικής ταχύτητας κίνησης του εμβόλου. Σε αυτή την περίπτωση η καταμετρούμενη σκληρότητα Η στο Σχήμα 5 είναι ίση με Η= Kfx(t)+Bfd/dt{x(t)} . Σε κάθε περίπτωση ο άμεσος υπολογισμός των σταθερών Kf και Bf μέσω της προτεινόμενης μεθόδου δίδει και μια καθαρή ιδέα για την τιμή της σκληρότητας, αλλά και της εν γένει βισκοελαστικής συμπεριφοράς της δοκιμαζόμενης σάρκας ιχθύος. If we want to interpret the quantities calculated from the texture analysis, in terms of mechanical characteristics, the hardness measurement includes both forces due to a constant Kf of the spring 6 and due to a constant damping Bf of the damper 5, precisely because of the non-zero movement speed of the piston . In this case the measured hardness H in Figure 5 is equal to H= Kfx(t)+Bfd/dt{x(t)}. In any case, the direct calculation of the constants Kf and Bf through the proposed method gives a clear idea of the hardness value, but also of the viscoelastic behavior of the tested fish flesh in general.

Όσον αφορά στη μέτρηση της ελαστικότητας (elasticity ή springiness) η οποία εκφράζεται ως ο λόγος του χρόνου επίτευξης της δεύτερης συμπίεσης t2 προς αυτόν της πρώτης tl στο Σχήμα 5, αυτή αποτελεί μία έκφραση της ικανότητας του ιχθύος να αποκτά το αρχικό του σχήμα κατόπιν δεδομένης συμπίεσης (του βαθμού ανάτκησης του αρχικού σχήματος). Συνεπώς μπορούμε να συνάγουμε ότι είναι ανάλογη του Kf αφού εκφράζει πλήρως την ελαστική συμπεριφορά της σάρκας του ιχθύος. Regarding the measurement of elasticity (elasticity or springiness) which is expressed as the ratio of the time to reach the second compression t2 to that of the first tl in Figure 5, this is an expression of the ability of the fish to acquire its original shape after a given compression (of the degree of recovery of the original shape). Therefore, we can conclude that it is proportional to Kf since it fully expresses the elastic behavior of the fish flesh.

Με την πραγματοποίηση πολλών κύκλων φόρτισης είτε χρησιμοποιώντας σταθερό είτε ενδοτικό υπόβαθρο, είναι δυνατός ο υπολογισμός των τιμών σταθεράς ελατηρίου Kf όσο και απόσβεσης Bf για τη σάρκα του δοκιμαζόμενου ιχθύος. Στην περίπτωση που έχουν πραγματοποιηθεί Ν κύκλοι φόρτισης για καθεμΐα από τις δοκιμαζόμενες σάρκες ιχθύος, έχουν συλλεχθεί και Ν σύνολα τιμών { Kf , Bf} για κάθε σάρκα ιχθύος. Σε επόμενο βαθμό μπορεί να γίνει στατιστική σύγκριση αυτών των ομάδων τιμών { Kf, Bf} των διαφορετικών ιχθύων και να εξαχθούν συμπεράσματα κατά πόσο διαφοροποιούνται μεταξύ τους ή με κάποιες ομάδες τιμών { Kf, Bf } που αναφέρονται σε δείγματα (σάρκα ιχθύων) αναφοράς (π.χ. σάρκα από ιχθείς σε κατάσταση απόλυτης φρεσκότητας ή από ιχθείς που έχουν συγκεκριμένη ιστορία διατροφής ή προέλευση). By carrying out several loading cycles using either a static or an inductive background, it is possible to calculate the spring constant Kf and damping values Bf for the flesh of the test fish. In the case where N loading cycles have been carried out for each of the tested fish flesh, N sets of {Kf , Bf} values have also been collected for each fish flesh. At a later stage, a statistical comparison can be made of these groups of { Kf, Bf } values of the different fish and conclusions can be drawn as to whether they differ from each other or with some groups of { Kf, Bf } values referred to reference (fish flesh) samples (p .eg flesh from fish in a state of absolute freshness or from fish with a specific diet history or origin).

Η στατιστική σύγκριση διαφορετικών ομάδων τιμών για να εξαχθεί συμπέρασμα για τη διαφορά ή ομοιότητα ιχθύων μπορεί να γίνει (ενδεικτικά, αλλά όχι αποκλειστικά) με τις ακόλουθες μεθόδους. Κατόπιν στατιστικού ελέγχου της κανονικότητας των κατανομών των μετρήσεων Kf και Bf σε περίπτωση κανονικότητας με ανάλυση διακύμανσης ANOVA, ενώ σε περίπτωση μη κανονικότητας με το μη παραμετρικό ανάλογο αυτής, τη μέθοδο Kruskal-Wallis. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να συγκριθούν οι διαφορές μεταξύ των δειγμάτων σάρκας για τις τιμές Kf και Bf ξεχωριστά. Εναλλακτικά, για παράδειγμα, με τη χρήση Διακρίνουσας Ανάλυσης (Discriminant Analysis), όπου κάθε δείγμα σάρκας ιχθύος αντιπροσωπεύεται από το σύνολο των ομάδων μετρήσεων { Kf, Bf } και κάνοντας χρήση των κεντροειδών των ομάδων (group centroids) και των ελλείψεων εμπιστοσύνης (confidence ellipses), σε διαγράμματα κανονικών διακρινουσών συναρτήσεων (canonical discriminant functions) μπορούν να αποδοθούν οι συνολικές διαφορές μεταξύ των δειγμάτων σάρκας. Statistical comparison of different groups of values to infer the difference or similarity of fish can be done (indicatively, but not exclusively) by the following methods. After statistical control of the normality of the distributions of Kf and Bf measurements in case of normality with ANOVA analysis of variance, while in case of non-normality with its non-parametric counterpart, the Kruskal-Wallis method. In this way the differences between the meat samples for Kf and Bf values separately can be compared. Alternatively, for example, using Discriminant Analysis, where each sample of fish flesh is represented by the set of measurement groups { Kf, Bf } and making use of group centroids and confidence ellipses ), in diagrams of canonical discriminant functions (canonical discriminant functions) the total differences between the flesh samples can be attributed.

Ενδεικτικό παράδειγμα εφαρμογής της μεθόδου με αποτελέσματα: Για την εφαρμογή της μεθόδου άμεσης εκτίμησης των μηχανικών χαρακτηριστικών της σάρκας ιχθύος θεωρούμε την εγκατάσταση που φαίνεται στο Σχήμα 6. Η σάρκα ιχθύος 1 μάζας mf τοποθετείται στο δίσκο ηλεκτρονικού δυναμόμετρου 11 που μπορεί να καταγράψει τη δύναμη αντίδρασης στο χρόνο. Τα δεδομένα αυτά προωθούνται στη συνέχεια σε ηλεκτρονικό υπολογιστή 12 για επεξεργασία. Για τη δυναμική φόρτιση χρησιμοποιείται μικρό βάρος 10 που αναρτάται με νήμα 9 σε δεδομένο σημείο 13 σε σχέση με την θέση του ιχθύος και του δυναμόμετρου. Με την κοπή του νήματος το βάρος μάζας mb πέφτει από συγκεκριμένο μικρό ύψος 13 ίσο με 2 cm πάνω σε συγκεκριμένο σημείο της σάρκας υλοποιώντας μια σχεδόν βηματική δυναμική φόρτιση 4 της σάρκας ιχθύος. Τα δεδομένα της αντίδρασης καταγράφονται μέσω του ηλεκτρονικού δυναμόμετρου 11 και επεξεργάζονται στον Η/Υ 12, χρησιμοποιώντας τις σχέσεις (10) και (15) για τον προσδιορισμό των σταθερών Kf και Bf των στοιχείων 6 και 5, αντίστοιχα του Σχήματος 2, με τη διαδικασία προσαρμογής σε καμπύλη που περιγράφηκε στην αντίστοιχη παράγραφο. Σημειώνεται ότι ως μάζα m στις σχέσεις (10) και (15) χρησιμοποιείται το άθροισμα mf+mb. Indicative example of the application of the method with results: For the application of the method of direct estimation of the mechanical characteristics of the fish flesh we consider the installation shown in Figure 6. The fish flesh 1 of mass mf is placed on the electronic dynamometer disc 11 which can record the reaction force in time. This data is then forwarded to computer 12 for processing. For the dynamic loading, a small weight 10 is used which is suspended by a thread 9 at a given point 13 in relation to the position of the fish and the dynamometer. By cutting the thread, the mass weight mb falls from a specific small height 13 equal to 2 cm onto a specific point of the flesh implementing an almost stepwise dynamic loading 4 of the fish flesh. The reaction data is recorded through the electronic dynamometer 11 and processed in the PC 12, using relations (10) and (15) to determine the constants Kf and Bf of elements 6 and 5, respectively, of Figure 2, by the procedure curve fit described in the corresponding paragraph. It is noted that the sum mf+mb is used as mass m in relations (10) and (15).

Χρησιμοποιήθηκαν 4 σάρκες ιχθύος με τις μάζες που φαίνονται στον Πίνακα 1, δύο αλιευμένες μια ημέρα πριν τη δοκιμή και συντηρημένες σε πάγο και άλλες δύο αλιευμένες αρκετά νωρίτερα, περίπου 6 ημέρες πριν τη δοκιμή και επίσης συντηρημένες σε πάγο. Οι μηχανισμοί αλλοίωσης που έδρασαν αυτό το διάστημα οδηγούν στην εμφάνιση διαφορετικών μηχανικών χαρακτηριστικών σε σχέση με τις σάρκες ιχθύος μιας ημέρας. Πραγματοποιούνται 28 κύκλοι δοκιμών ανά σάρκα ιχθύος και κατόπιν τα δεδομένα {Kf Bf} ανά σάρκα ιχθύος. Τα αποτελέσματα (περιγραφικά στατιστικά για κάθε ελεγχόμενο δείγμα σάρκας ιχθύος) εμφανίζονται στον Πίνακα 2. 4 fish flesh with the masses shown in Table 1 were used, two caught one day before the test and preserved on ice and another two caught well in advance, about 6 days before the test and also preserved on ice. The spoilage mechanisms operating during this time lead to the appearance of different mechanical characteristics compared to day-old fish flesh. 28 test cycles are performed per fish flesh and then {Kf Bf} data per fish flesh. The results (descriptive statistics for each tested fish flesh sample) are shown in Table 2.

Πίνακας 1 : Κωδικοποίηση, χαρακτηριστικά και μάζες δοκιμαζόμενων δειγμάτων σάρκας ιχθύος Table 1: Coding, characteristics and masses of tested fish flesh samples

Πίνακας 2: Περιγραφικά στατιστικά των τεσσάρων δειγμάτων σάρκας ιχθύος Table 2: Descriptive statistics of the four fish flesh samples

Πίνακας 3: Αποτέλεσμα ελέγχου κανονικότητας κατανομών (από στατιστικό πρόγραμμα SPSS) για A/<'>και Bf To Sign <0.05 (ελεγχόμενο τόσο με Kolmogorov-Smimov όσο και με Saphiro-Wilk tests) υποδηλώνει μη κανονικές κατανομές. Table 3: Result of distribution normality check (by SPSS statistical program) for A/<'>and Bf To Sign <0.05 (checked with both Kolmogorov-Smimov and Saphiro-Wilk tests) indicates non-normal distributions.

                                                 Tests of Normality Tests of Normality

        <a>- Lilliefors Significance Correction <a>- Lilliefors Significance Correction

Πίνακας 4: Αποτελέσματα ελέγχου στατιστικής διαφοράς Kruskal-Wallis Table 4: Kruskal-Wallis statistical difference test results

                    Test Statistics<a,b>Test Statistics<a,b>

   

        a- Kruskal Wallis Test a- Kruskal Wallis Test

         b. Grouping Variable: fish b. Grouping Variable: fish

Τα αποτελέσματα (τα σετ μετρήσεων {Kf Bf) για κάθε ιχθύ) ελέγχονται ως προς τις κατανομές τους Λόγω των μη κανονικών κατανομών των δεδομένων (Πίνακας 3), αυτά επεξεργάζονται στατιστικά με τη μη παραμετρική μέθοδο Kruskal-Wallis για την ανίχνευση των διαφορών στα μηχανικά χαρακτηριστικά. Η μέθοδος Kruskal-Wallis έδειξε ότι υπάρχει στατιστικώς σημαντική διαφορά (Asymp. Sig. p<0.05, Πίνακας 4) μόνο στην περίπτωση του Bf, και όχι σε αυτή του Kf. The results (the sets of measurements {Kf Bf) for each fish) are checked for their distributions Due to the non-normal distributions of the data (Table 3), they are statistically processed with the non-parametric Kruskal-Wallis method to detect differences in mechanical characteristics. The Kruskal-Wallis method showed that there is a statistically significant difference (Asymp. Sig. p<0.05, Table 4) only in the case of Bf, and not in that of Kf.

Στη συνέχεια τα αποτελέσματα Post-hoc με την μέθοδο LSD (least significant difference), για ομαδοποίηση των δειγμάτων ως προς τα Bf τους έδειξαν διαφοροποιήσεις μεταξύ των δειγμάτων όπως εμφανίζονται στον Πίνακα 5. Αναλύοντας τα αποτελέσματα βλέπουμε ότι οι μέσοι όροι τόσο του Kf , όσο και του Bf των δειγμάτων της 6<ης>ημέρας (6mb και 6mc) είναι μικρότεροι αυτών των δύο δειγμάτων αναφοράς (1mc και 1md), γεγονός που μπορεί εύκολα να αποδοθεί στη λύση της νεκρικής ακαμψίας που εμφανίζεται περί την 6<η>ημέρα (και συνεπώς την εξ’ ορισμού απώλεια σκληρότητας και ελαστικότητας). Ωστόσο παρατηρείται ότι στατιστικές διαφορές εμφανίζονται μόνο για το Bf Αυτό οφείλεται στις υψηλές τυπικές αποκλίσεις μεταξύ των μετρήσεων για κάθε δείγμα (Πίνακας 2), πιθανότατα λόγω της ανάγκης ύπαρξης μεγαλύτερης ακρίβειας στην επαναληψιμότητα των μετρήσεων από την Πίνακας 5: Πολλαπλές συγκρίσεις (post-hoc) μεταξύ των δειγμάτων σάρκας ιχθύος και εύρεση διαφορών και σημαντικότητας. Then the Post-hoc results with the LSD (least significant difference) method, for grouping the samples according to their Bf showed differences between the samples as shown in Table 5. Analyzing the results we see that the averages of both Kf and and Bf of the 6<th>day samples (6mb and 6mc) are smaller than these two reference samples (1mc and 1md), which can be easily attributed to the solution of the dead stiffness that appears around the 6<th>day ( and therefore by definition loss of hardness and elasticity). However, it is observed that statistical differences appear only for Bf This is due to the high standard deviations between the measurements for each sample (Table 2), probably due to the need for greater precision in the repeatability of the measurements than Table 5: Multiple comparisons (post-hoc) between fish flesh samples and finding differences and significance.

  πειραματική διάταξη. Αναμένεται ότι με βελτίωση πειραματικών συνθηκών οι διαφορές θα γίνουν στατιστικά σημαντικές για όλα τα μεγέθη. Experimental setup. It is expected that with improvement of experimental conditions the differences will become statistically significant for all sizes.

  Παρατηρείται ότι τα Bf των δειγμάτων 1mc και 1md δεν διαφοροποιούνται (ομαδοποιούνται μαζί), γεγονός αναμενόμενο, αφού και τα δύο αποτελούν δείγματα αναφοράς. Ωστόσο βλέπουμε διαφοροποίηση του ενός (6mc) και από τα δύο δείγματα αναφοράς (1mc και 1md), αλλά του άλλου (6mb) μόνο ως προς το ένα δείγμα αναφοράς (lmd). Παρόμοιες ενδείξεις διαφοροποιήσεων μπορεί να είναι αναμενόμενες και λόγω της διαφορετικής συμπεριφοράς του κάθε δείγματος που έχει υποστεί συντήρηση για κάποιο χρονικό διάστημα. Οι ενδοατομικές διαφοροποιήσεις είναι ο κανόνας σε βιολογικά δείγματα, που υπόκεινται σε επίδραση πολλών τιαραγόντων με μεγάλο βαθμό απροσδιοριστίας. It is observed that the Bf of samples 1mc and 1md are not differentiated (grouped together), which is expected since both are reference samples. However, we see differentiation of one (6mc) from both benchmarks (1mc and 1md), but the other (6mb) only with respect to one benchmark (lmd). Similar signs of variation can be expected due to the different behavior of each sample that has been preserved for some time. Interindividual variations are the norm in biological samples, which are subject to the influence of many confounders with a high degree of uncertainty.

Claims (8)

Α Ξ Ι Ω Σ Ε Ι ΣA X I O S E I S  1. Μέθοδος βασιζόμενη σε πειραματικές μετρήσεις μη καταστροφικής δοκιμασίας που επιτυγχάνει τον άμεσο υπολογισμό - αξιολόγηση με χρήση αναλυτικών μαθηματικών εκφράσεων των μηχανικών χαρακτηριστικών σάρκας ιχθύων (που περιγράφουν ιδιότητες υφής όπως ελαστικότητα-elasticity, σκληρότητα-hardness) προοριζομένων για κατανάλωση, εφαρμόσιμη καθ’ όλη τη διάρκεια της αποθήκευσής τους, η οποία περιλαμβάνει τις ακόλουθες φάσεις:1. A method based on experimental measurements of non-destructive testing that achieves the direct calculation - assessment using analytical mathematical expressions of the mechanical characteristics of fish flesh (describing textural properties such as elasticity-elasticity, hardness-hardness) intended for consumption, applicable throughout the during their storage, which includes the following phases: α) Πειραματική διαδικασία που περιλαμβάνει μη καταστροφική άσκηση δυναμικής φόρτισης (4) περιοδικού (ενδεικτικά αλλά όχι αποκλειστικά, ημιτονικού- sinusoidal ή παλμικού-pulse) ή κρουστικού (impulse) ή βηματικού (step) τύπου ή συνδυασμού αυτών, σε δεδομένο σημείο της σάρκας ιχθύος (1) τοποθετημένης επί σταθερής (2) ή ενδοτικής (8) βάσης, η οποία αποκαλείται «υπόβαθρο».a) Experimental procedure that includes non-destructive exercise of dynamic loading (4) of periodic (indicative but not exclusive, sine-sinusoidal or pulse-pulse) or impact (impulse) or step (step) type or a combination thereof, on a given point of the fish flesh (1) placed on a fixed (2) or inductive (8) base, which is called a "substrate". β) Πειραματική διαδικασία που περιλαμβάνει συλλογή σε πραγματικό χρόνο και καταγραφή σε ηλεκτρονικό αρχείο ή πίνακα των πειραματικών δεδομένων ως αποτέλεσμα της φόρτισης (4) της σάρκας ιχθύος (1), τα οποία χαρακτηρίζονται ως «δεδομένα ενός κύκλου φόρτισης».b) Experimental procedure involving the real-time collection and recording in an electronic file or table of the experimental data as a result of loading (4) of fish flesh (1), which are characterized as "data of one loading cycle". γ) Επεξεργασία των καταγεγραμμένων πειραματικών δεδομένων όπως προκύπτουν από κάθε κύκλο φόρτισης της σάρκας του ιχθύος για τον υπολογισμό κρίσιμων χαρακτηριστικών απόσβεσης (5) και ελαστικότητας (6) του ιχθύος, με άμεσο τρόπο στη βάση μαθηματικού μοντέλου της διεργασίας και προκυπτουσών από αυτό αναλυτικών μαθηματικών εκφράσεων που συνδέουν τα παραπάνω χαρακτηριστικά με τα πειραματικά δεδομένα.c) Processing of the recorded experimental data as they result from each loading cycle of the fish flesh for the calculation of critical damping (5) and elasticity (6) characteristics of the fish, in a direct way on the basis of a mathematical model of the process and resulting analytical mathematical expressions that link the above features to the experimental data. δ) Σύγκριση των χαρακτηριστικών απόσβεσης (5) και ελαστικότητας (6) που υπολογίσθηκαν με αντίστοιχες τιμές «αναφοράς» (που είναι διαθέσιμες ή έχουν υπολογιστεί σε πρότερο χρόνο) και αντιστοιχούν σε δεδομένο «επίπεδο αναφοράς» μηχανικών χαρακτηριστικών (ελαστικότητα-elasticity, σκληρότητα-hardness) για το συγκεκριμένο είδος ιχθύος, για την επίτευξη αξιολόγησης των μηχανικών χαρακτηριστικών της σάρκας του δοκιμαζόμενου ιχθύος σε σχέση με «τιμές αναφοράς» του συγκεκριμένου τύπου ιχθύος, ή όποιων άλλων ιχθύων αναφοράς.d) Comparison of damping (5) and elasticity (6) characteristics calculated with corresponding "reference" values (which are available or have been calculated at an earlier time) and correspond to a given "reference level" of mechanical characteristics (elasticity-elasticity, hardness- hardness) for the specific type of fish, to achieve an evaluation of the mechanical characteristics of the flesh of the tested fish in relation to "reference values" of the specific type of fish, or any other reference fish. 2.  Μέθοδος σύμφωνα με την αξίωση 1, χαρακτηριζόμενη από το ότι ο όρος «σάρκα ιχθύος» δύναται να περιγράφει ολόκληρο ιχθύ ή τμήμα αυτού που εμπεριέχει μυϊκό ιστό, ενδεικτικά (αλλά όχι αποκλειστικά) κομμάτι, ροδέλα, φιλέτο.2.  Method according to claim 1, characterized by the fact that the term "fish flesh" may describe a whole fish or a part thereof containing muscle tissue, indicatively (but not exclusively) a piece, a slice, a fillet. 3.  Μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1 και 2, χαρακτηριζόμενη από το ότι η εφαρμοζόμενη επί της σάρκας ιχθύος φόρτιση (4) είναι δυναμική και περιοδικού ή κρουστικού ή βηματικού τύπου ή συνδυασμού αυτών και γίνεται με τρόπο είτε άμεσο (με απ’ ευθείας φόρτιση της σάρκας ιχθύος) είτε έμμεσο (μεσω εξαρτήματος ερχόμενου σε επαφή με τη σάρκα ιχθύος).3.  Method according to claims 1 and 2, characterized in that the loading (4) applied to the fish flesh is dynamic and of periodic or impact or step type or a combination thereof and is done in a way either direct (by direct loading of fish flesh) or indirectly (through a component that comes into contact with fish flesh). 4.  Μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2 και 3, χαρακτηριζόμενη από το ότι η φόρτιση της σάρκας ιχθύος γίνεται με τρόπο τέτοιο ώστε να διασφαλίζεται η επαναληψιμότητα της δοκιμασίας με ικανοποιητική ακρίβεια, έτσι ώστε να είναι δυνατή η πραγματοποίηση περισσοτέρων από έναν κύκλων ισότιμων-συγκρίσιμων φορτίσεων στον ίδιο ή άλλο ιχθύ.4.  A method according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the loading of the fish flesh is carried out in such a way as to ensure the repeatability of the test with satisfactory accuracy, so that it is possible to carry out more than one cycle of equal- of comparable loadings in the same or another fish. 5.  Μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2, 3 και 4, χαρακτηριζόμενη από το ότι τα ανά κύκλο δυναμικής φόρτισης αναφερόμενα πειραματικά δεδομένα αφορούν σε τιμές απόκρισης του υπόβαθρου κατόπιν φόρτισης της σάρκας ιχθύος οι οποίες έχουν μορφή είτε δυνάμεων αντίδρασης (15), (16) του υπόβαθρου όταν αυτό είναι σταθερό (2), είτε δύναμης από το έδαφος (19) επί του υποβάθρου, μετατόπισης ή ταχύτητας ή επιτάχυνσης σημείου του υπόβαθρου ή συνδεόμενου με αυτό εξαρτήματος, αποκλειστικά όταν αυτό είναι ενδοτικό (8).5. Method according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the experimental data reported per cycle of dynamic loading relate to background response values following loading of the fish flesh which have the form of either reaction forces (15), ( 16) of the background when it is fixed (2), or force from the ground (19) on the background, displacement or velocity or acceleration of a point of the background or a component connected to it, exclusively when it is inductive (8). 6.  Μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2, 3, 4, και 5, χαρακτηριζόμενη από το ότι τα ανά κύκλο δυναμικής φόρτισης δεδομένα απόκρισης, με μορφή οριζόμενη στην αξίωση 5, καταγράφονται είτε ως τιμές απόκρισης στο χρόνο, είτε ως τιμές απόκρισης σε συνάρτηση με τις τιμές φόρτισης ώστε να είναι διαθέσιμα σε μορφή ηλεκτρονικού αρχείου ή πίνακα μετρήσεων ή χαραγμένου διαγράμματος.6.  A method according to claims 1, 2, 3, 4, and 5, characterized in that the per dynamic loading cycle response data, in a form defined in claim 5, is recorded either as time response values, or as response values at function with the charge values so that they are available in the form of an electronic file or a table of measurements or an engraved diagram. 7.  Μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2, 3, 4, 5 και 6, χαρακτηριζόμενη από το ότι τα καταγεγραμμένα κατά την αξίωση 6 δεδομένα ανά κύκλο δυναμικής φόρτισης χρησιμοποιούνται είτε στη μη επεξεργασμένη (raw) μορφή τους, είτε αφού έχουν υποστεί επεξεργασία (ενδεικτικά αλλά όχι αποκλειστικά με μεθόδους ανάλυσης σήματος -- signal processing/filtering, περιγραφικής στατιστικής — descriptive statistics ή άλλων) για τον υπολογισμό των χαρακτηριστικών βισκοελαστικής απόσβεσης (5) και ελαστικότητας (6) σάρκας ιχθύος με χρήση αντιπροσωπευτικού μοντέλου της διεργασίας (με ενδεικτικό παράδειγμα το μοντέλο Kelvin-Voigt) και προκύπτουσας από αυτό αναλυτικής μαθηματικής έκφρασης που συνδέει τα παραπάνω χαρακτηριστικά με την καταγραφέντα δεδομένα.7. Method according to claims 1, 2, 3, 4, 5 and 6, characterized in that the data recorded according to claim 6 per dynamic load cycle are used either in their raw form or after they have been processed (indicatively but not exclusively with methods of signal analysis -- signal processing/filtering, descriptive statistics — descriptive statistics or others) to calculate the viscoelastic damping (5) and elasticity (6) characteristics of fish flesh using a representative model of the process (with indicative example the Kelvin-Voigt model) and resulting analytical mathematical expression that connects the above characteristics with the recorded data. 8.  Μέθοδος σύμφωνα με τις αξιώσεις 1, 2, 3, 4, 5, 6 και 7, χαρακτηριζόμενη από το ότι τα χαρακτηριστικά βισκοελαστικής απόσβεσης (5) και ελαστικότητας (6) όλων των κύκλων δυναμικής φόρτισης που υπολογίστηκαν κατά την αξίωση 7 και αντιστοιχούν στη δοκιμαζόμενη σάρκα ιχθύος συγκρίνονται με τιμές «αναφοράς» για το είδος του ιχθύος είτε με χρήση στατιστικών μεθόδων λήψης αποφάσεων, είτε με απλούς εμπειρικούς κανόνες, ενδεικτικά αλλά όχι αποκλειστικά με σύγκριση της «χειρότερης» (με την έννοια της λιγότερο ευνοϊκής από όλους τους κύκλους φόρτισης) τιμής των χαρακτηριστικών βισκοελαστικής απόσβεσης (5) και ελαστικότητας (6) του δοκιμαζόμενου ιχθύος με τις αντίστοιχες τιμές «αναφοράς», ώστε να επιτυγχάνεται αξιολόγηση του επιπέδου των μηχανικών χαρακτηριστικών της σάρκας του δοκιμαζόμενου ιχθύος σε σχέση με το «επίπεδο αναφοράς» του συγκεκριμένου τύπου ιχθύος, ή όποιων άλλων ιχθύων αναφοράς.Method according to claims 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7, characterized in that the viscoelastic damping (5) and elasticity (6) characteristics of all dynamic loading cycles calculated according to claim 7 and corresponding to in the tested fish flesh are compared to "reference" values for the fish species either using statistical decision-making methods or simple rules of thumb, indicatively but not exclusively by comparing the "worst" (in the sense of the least favorable of all cycles loading) value of the viscoelastic damping (5) and elasticity (6) characteristics of the test fish with the corresponding "reference" values, in order to achieve an evaluation of the level of the mechanical characteristics of the flesh of the test fish in relation to the "reference level" of the specific fish type, or any other reference fish.
GR20160100231A 2016-05-13 2016-05-13 A non-destructive method for the direct evaluation of the fish flesh mechanical features GR1009084B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20160100231A GR1009084B (en) 2016-05-13 2016-05-13 A non-destructive method for the direct evaluation of the fish flesh mechanical features

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GR20160100231A GR1009084B (en) 2016-05-13 2016-05-13 A non-destructive method for the direct evaluation of the fish flesh mechanical features

Publications (1)

Publication Number Publication Date
GR1009084B true GR1009084B (en) 2017-08-11

Family

ID=60162942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
GR20160100231A GR1009084B (en) 2016-05-13 2016-05-13 A non-destructive method for the direct evaluation of the fish flesh mechanical features

Country Status (1)

Country Link
GR (1) GR1009084B (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU741152A1 (en) * 1976-01-22 1980-06-15 За витель Method and device for evaluating raw fish quality
US4226540A (en) * 1977-06-25 1980-10-07 Pfister Gmbh Method for the contactless determination of features of meat quality
SU1666949A1 (en) * 1989-03-24 1991-07-30 Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт мясной промышленности Method for checking meat freshness
EP0499765A1 (en) * 1991-02-19 1992-08-26 Slagteriernes Forskningsinstitut A method and apparatus for determining and/or evaluating quality characteristics of a body of meat material
WO1997018468A1 (en) * 1995-11-16 1997-05-22 Life Resources Systems Pty. Ltd. Apparatus and methods for measuring meat quality
WO1998029742A1 (en) * 1996-12-31 1998-07-09 Ontario Cattlemen's Association Software controlled meat probe for use in determining meat tenderness
CN201811896U (en) * 2010-10-11 2011-04-27 山东省农业科学院中心实验室 Meat quality elastic strength detector
CN104569327A (en) * 2014-12-12 2015-04-29 中国农业大学 Nondestructive testing system for viscoelasticity of livestock and poultry meat

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU741152A1 (en) * 1976-01-22 1980-06-15 За витель Method and device for evaluating raw fish quality
US4226540A (en) * 1977-06-25 1980-10-07 Pfister Gmbh Method for the contactless determination of features of meat quality
SU1666949A1 (en) * 1989-03-24 1991-07-30 Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт мясной промышленности Method for checking meat freshness
EP0499765A1 (en) * 1991-02-19 1992-08-26 Slagteriernes Forskningsinstitut A method and apparatus for determining and/or evaluating quality characteristics of a body of meat material
WO1997018468A1 (en) * 1995-11-16 1997-05-22 Life Resources Systems Pty. Ltd. Apparatus and methods for measuring meat quality
WO1998029742A1 (en) * 1996-12-31 1998-07-09 Ontario Cattlemen's Association Software controlled meat probe for use in determining meat tenderness
CN201811896U (en) * 2010-10-11 2011-04-27 山东省农业科学院中心实验室 Meat quality elastic strength detector
CN104569327A (en) * 2014-12-12 2015-04-29 中国农业大学 Nondestructive testing system for viscoelasticity of livestock and poultry meat

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Peleg The instrumental texture profile analysis revisited
Weakley et al. The validity and reliability of commercially available resistance training monitoring devices: A systematic review
Valero et al. Relationship between nondestructive firmness measurements and commercially important ripening fruit stages for peaches, nectarines and plums
JP5854516B2 (en) Measuring method and measuring apparatus for texture index
CN108225907B (en) Detection method for representing brittleness of minced fillet gel
Guo et al. A relaxation model based on the application of fractional calculus for describing the viscoelastic behavior of potato tubers
JP2003287524A (en) Apparatus and method for measurement of physical properties of food
AU2012238914B2 (en) Process and apparatus for the measurement of the hardness and for the selection of agricultural products
Hou et al. Prediction of firmness and pH for “golden delicious” apple based on elasticity index from modal analysis
Zhang et al. Improved prediction of litchi impact characteristics with an energy dissipation model
Edan et al. Color and firmness classification of fresh market tomatoes
Jarimopas et al. Firmness properties of mangoes
Nourain et al. Firmness evaluation of melon using its vibration characteristic and finite element analysis
Zhang et al. The impulse response method for pear quality evaluation using a laser Doppler vibrometer
Lien et al. Assessing guava maturity by statistical analyses of dropped fruit impact responses
Chavoshi et al. Determination of dynamic deformation behavior of Golden Delicious apple using finite element method and its validation by scanning electron microscopy
Lu et al. Finite element analysis and experimental evaluation of bioyield probes for measuring apple fruit firmness
Younce et al. A dynamic sensor for cherry firmness
CN104062223B (en) Citrus chewiness assay method
Bashford et al. Rheological properties related to bread freshness
GR1009084B (en) A non-destructive method for the direct evaluation of the fish flesh mechanical features
Lashgari et al. Discrimination of Golab apple storage time using acoustic impulse response and LDA and QDA discriminant analysis techniques
Bajema et al. FACTORS INFLUENCING DYNAMIC MECHANICAL PROPERTIES OF RED ‘DELICIOUS’APPLE TISSUE
Yeşiloğlu Cevher et al. Prediction of bruise in peach with impact energy
Gouriou et al. Analysis of the variability of food texture properties: Application to the fracturability of dry pet food

Legal Events

Date Code Title Description
PG Patent granted

Effective date: 20171023