CN110501333A - 一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法 - Google Patents

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王天真
田丽媛
邹小波
梁黎明
郭志明
李君奎
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications

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Abstract

本发明公开了一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，属于肉制品质量检测技术领域。该方法具体包括如下步骤：准备不同储藏天数的牛腱子肉样本，取样制作组织微观结构石蜡切片；用带有拍照功能的光学显微镜观测石蜡切片并拍摄微观结构图像；对微观结构图像进行图像处理，提取细胞间隙和细胞的面积比数据；将储藏天数与所提取的面积比进行线性拟合，得到它们的关系方程。最终得到牛肉的储藏天数和微观图像的细胞间隙与细胞的面积比拟合方程为：y＝0.0059x+0.5793，相关系数R2＝0.8703，可以实现冰鲜牛肉储藏天数的快速预测。本发明的牛肉储藏天数预测方法克服了感官评价的主观性和理化分析的繁琐性。

Description

一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法
技术领域
本发明属于肉制品质量检测技术领域，具体涉及一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法。
背景技术
牛肉是一种营养价值较高的肉品，具有高蛋白、低脂肪、低胆固醇等特点。冷鲜保藏是一种可以较好地保存牛肉的口感和营养的保藏方式。冷鲜牛肉从加工到销售始终处于冷链控制下，酶的活性和大多数微生物的生长繁殖被抑制，并且冷鲜牛肉经历了较为充分的成熟过程，肉的嫩度增加，肉质得到改善，滋味鲜美。然而冷鲜牛肉货架期远小于冷冻牛肉，容易发生腐败变质。随着储藏时间的增加，牛肉的口感下降、营养成分减少、腐败菌数量增加，食用价值降低。存在不法商贩为了谋取利益，将次新鲜牛肉冒充新鲜牛肉售卖，这不仅损害了消费者的利益还破坏了牛肉市场秩序。因而有必要对冰鲜牛肉的储藏时间进行预测。
目前对肉制品储藏时间的鉴别主要有感官检验、理化检验、微生物学检验等方法。这些方法均存在局限性。感官评价法主观性强，存在效率低、误差大的缺点。在理化检验中，通常采用国标方法对肉品中的挥发性盐基氮(TVB-N)的含量进行测定来确定肉的新鲜程度，但实验繁琐，消耗大量化学试剂且对样品破坏性大。微生物学检验法通过测定肉品表面的微生物数量来判断肉的品质，操作耗时、费力、不适用于大批量的快速检测。因此有必要寻找一种简便易操作、成本低的牛肉储藏天数预测方法。
由于数字图像能够随时存储和显示、分析过程快速简便，且能够避免人为的主观误差，因而图像处理技术在食品中有良好的应用前景。冰鲜牛肉随着储藏天数的增加，细胞骨架蛋白内结缔组织发生降解，肌原纤维和肌节分离，且肌纤维结构收缩，细胞内水分被挤出，细胞间隙逐渐增大。故可以通过细胞间隙与细胞大小比值预测牛肉储藏天数。
基于以上分析，本发明提出制作牛肉石蜡切片结合图像处理预测冰鲜牛肉储藏天数的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，如：感官评价法主观性强，效率低；理化检测繁琐耗时，破坏样本；微生物学检验法同样费时费力等，本发明提出制作牛肉石蜡切片结合图像处理预测冰鲜牛肉储藏天数的方法。
具体地，本发明通过以下技术方案实现：一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，按照下述步骤进行：
(1)准备牛肉样本并编号，具体为不同储藏天数的牛腱子肉样本；
(2)对步骤(1)中的牛腱子肉样本进行取样制作石蜡切片；
(3)用带有拍照功能的光学显微镜观察步骤(2)中制得的样本石蜡切片，并拍摄微观结构图像；
(4)对步骤(3)中得到的微观结构图像进行图像处理，计算细胞间隙与细胞的面积比；
(5)将储藏天数与步骤(4)中计算出的面积比进行线性拟合，得到它们的关系方程。
其中上述步骤(1)牛肉样本的准备方式具体为：收集真空包装冰鲜牛腱子肉，编号后进行不同天数的4℃冷藏处理；
其中上述步骤(2)制作石蜡切片步骤包括：取材固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片染色等；
其中上述步骤(3)拍摄微观结构具体为：使用DM6000B显微镜进行观察，设置放大倍数为20*20，拍摄组织图像；
其中上述步骤(4)图像处理步骤包括：高斯滤波、二值化阈值分割、边缘提取、细胞间隙与细胞的面积提取；
其中上述步骤(5)线性拟合过程具体为：设储藏天数为x，面积比为y，用Excel软件进行线性拟合，拟合方程为：y＝0.0059x+0.5793。
与现有技术相比较，本发明的有益效果：采样量少，同一块牛肉只需取几毫米长肉样即可制成石蜡切片进行观察分析。组织石蜡切片制作成本低。图像处理和线性拟合过程容易实现。整个预测过程简单、易操作。
附图说明
图1牛肉样本细胞微观结构图；
图2牛肉样本微观结构提取出的细胞间隙图；
图3牛肉样本微观结构提取出的细胞图；
图4牛肉样本储藏天数与细胞微观结构细胞和细胞间隙面积比拟合图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
(1)准备牛肉样本并编号，具体为不同储藏天数的牛腱子肉样本：
收集原产国为澳大利亚的真空包装冰鲜牛腱子肉，每袋重约800g。编号后分别进行冷藏1d、15d、30d、45d、60d处理，每类5袋，共计25袋样品。
(2)对步骤(1)中的牛腱子肉样本进行取样制作石蜡切片：
每袋样品进行5次取样，取样尺寸为3mm*3mm*6mm，其中3mm*3mm为切面。取样后迅速将样品放入4℃的4％多聚甲醛溶液中固定24h，而后酒精脱水，二甲苯透明，石蜡包埋，切片约5μm厚，HE常规染色，最后封片。
(3)用带有拍照功能的光学显微镜观察步骤(2)中制得的样本石蜡切片，并拍摄微观结构：
用DM6000B显微镜观察步骤(2)中制得的样本石蜡切片，放大倍数为20*20。对切片中心区域附近进行拍摄，保证所得图像不包含边缘部分。
(4)对步骤(3)中得到的微观结构图像进行图像处理，计算细胞间隙与细胞的面积比：
以冷藏1d牛肉样本的其中一幅图像为例，其他冷藏时间样本处理方式与其相同。将原始图像图1进行高斯滤波减少噪音。而后转换为RGB三通道图像，对Green通道图像进行二值化阈值分割和边缘提取，得到细胞间隙和细胞分开的两幅图像。对所得图像先腐蚀后膨胀，清除图像边缘周围非边缘的细小的点，得到图2和图3。分别提取图2和图3的面积，并计算它们的比值。计算同一储藏天数的样本的面积比平均值。
(5)将储藏天数与步骤(4)中计算出的面积比进行线性拟合，得到它们的关系方程：
不同储藏天数的牛肉样本组织微观图像的细胞间隙与细胞的面积比平均值如表1所示。设储藏天数为x，面积比为y，用Excel软件进行线性拟合。拟合图如图4所示。拟合方程为：y＝0.0059x+0.5793，相关系数R2＝0.8703。模型预测效果较好，可以用于实际检测，预测牛肉储藏天数。
表1不同储藏天数的牛肉样本细胞间隙与细胞的面积比平均值

Claims (6)

1.一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)准备牛肉样本并编号，具体为不同储藏天数的牛腱子肉样本；
(2)对步骤(1)中的牛腱子肉样本进行取样制作石蜡切片；
(3)用带有拍照功能的光学显微镜观察步骤(2)中制得的样本石蜡切片，并拍摄微观结构图像；
(4)对步骤(3)中得到的微观结构图像进行图像处理，计算细胞间隙与细胞的面积比；
(5)将储藏天数与步骤(4)中计算出的面积比进行线性拟合，得到它们的关系方程。
2.根据权利要求1所述的一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，其特征在于其中步骤(1)牛肉样本的准备方式具体为：收集真空包装冰鲜牛腱子肉，编号后进行不同天数的4℃冷藏处理。
3.根据权利要求1所述的一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，其特征在于其中步骤(2)制作石蜡切片步骤包括：取材固定、脱水透明、浸蜡包埋、切片染色。
4.根据权利要求1所述的一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，其特征在于其中步骤(3)拍摄微观结构具体为：使用DM6000B显微镜进行观察，设置放大倍数为20*20，拍摄组织图像。
5.根据权利要求1所述的一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，其特征在于其中步骤(4)图像处理步骤包括：高斯滤波、二值化阈值分割、边缘提取、细胞间隙与细胞的面积提取。
6.根据权利要求1所述的一种冰鲜牛肉储藏天数的预测方法，其特征在于其中步骤(5)线性拟合过程具体为：设储藏天数为x，面积比为y，用Excel软件进行线性拟合，拟合方程为：y＝0.0059x+0.5793。
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