CZ2009746A3 - Apparatus to measure bioimpedance in raw meat - Google Patents

Apparatus to measure bioimpedance in raw meat Download PDF

Info

Publication number
CZ2009746A3
CZ2009746A3 CZ20090746A CZ2009746A CZ2009746A3 CZ 2009746 A3 CZ2009746 A3 CZ 2009746A3 CZ 20090746 A CZ20090746 A CZ 20090746A CZ 2009746 A CZ2009746 A CZ 2009746A CZ 2009746 A3 CZ2009746 A3 CZ 2009746A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
electrode
electrodes
housing
raw meat
bioimpedance
Prior art date
Application number
CZ20090746A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ305103B6 (en
Inventor
Kadlec@Robert
Ríha@Jan
Original Assignee
Agrovýzkum Rapotín s.r.o.
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 Agrovýzkum Rapotín s.r.o. filed Critical Agrovýzkum Rapotín s.r.o.
Priority to CZ2009-746A priority Critical patent/CZ305103B6/en
Publication of CZ2009746A3 publication Critical patent/CZ2009746A3/en
Publication of CZ305103B6 publication Critical patent/CZ305103B6/en

Links

Landscapes

  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

Rešení se týká zarízení pro merení bioimpedance v syrovém mase, které je charakterizováno tím, že jeho alespon jedna elektroda (1) s hrotem (7) spojená s pouzdrem (2) je prostorove adaptabilní, je opatrena vnejší pružinou (3), odtahující elektrodu (1) od držáku (6), pricemž pouzdro (2) elektrody (1) je zachyceno maticí (4) a je v nem zdírka (5). Pouzdro (2) pusobí rovnež jako zarážka pro hloubku vpichu elektrody (1) do syrového masa a jsou v nem otvory (8) pro umístení dalších adaptabilních elektrod (1). Toto zarízení lze použít pro merení bioimpedance, ale i jiných velicen, napr. vodivosti u živých i mrtvých zvírat i rostlin.The invention relates to a device for measuring bioimpedance in raw meat, characterized in that its at least one tip electrode (1) (7) connected to the housing (2) is spatially adaptable, is provided with an external spring (3), withdrawing the electrode ( 1) from the holder (6), wherein the housing (2) of the electrode (1) is caught by the nut (4) and has a socket (5) therein. The housing (2) also acts as a stop for the penetration depth of the electrode (1) into the raw meat and has holes (8) for accommodating the other adaptable electrodes (1). This device can be used to measure bioimpedance, but also other variables such as conductivity in both live and dead animals and plants.

Description

Oblast technikyTechnical field

Řešení se týká zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase za použití adaptabilních elektrod, které kopírující tvar masa a odstraňují problém s nerovnoměrně zabodnutými elektrodami.The present invention relates to a device for measuring bioimpedance in raw meat using adaptable electrodes that copy the shape of the meat and eliminate the problem of unevenly stabbed electrodes.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Intramuskulární tuk má důležitou dietetickou i senzorickou roli v lidské výživě. Obsah intramuskulárního tuku ovlivňuje chuť i konzistenci masa. Svalová tkáň s dostatečným obsahem tuku 2 až 3 % hmotn. chutná křehce a šťavnatě, zatímco sval s nízkým obsahem tuku chutná suše a tuze. Naopak přílišný obsah intramuskulárního tuku je spojován se zdravotními riziky pro konzumenty. V zájmu konzumentů i producentů je tedy důležité stanovit obsah intramuskulárního tuku a tím garantovat chuťové i zdravotní vlastnosti masa.Intramuscular fat has an important dietary and sensory role in human nutrition. The content of intramuscular fat affects the taste and consistency of the meat. Muscle tissue with a sufficient fat content of 2 to 3 wt. it tastes tender and juicy, while the low-fat muscle tastes dry and stiff. Conversely, excessive intramuscular fat content is associated with health risks for consumers. It is therefore important in the interest of consumers and producers to determine the intramuscular fat content and thus to guarantee the taste and health characteristics of the meat.

Rutinní stanovení však doposud nebylo prováděno. Pro tato měření přímo ve zpracovatelských závodech nepřipadá v úvahu přesná, ale časově náročná chemická stanovení. Ideální se proto zdá použití metod na základě bioimpedance, ultrazvuku nebo infračervené spektroskopie, z nichž měření impedance se zdá být pro stanovení tuku nejvhodnější (např. Swantek et al., 1992 P.M. Swantek, J.D. Crenshaw, M.J. Marchello and H.C. Lukaski, Bioelectrical impedance: A nondestructive method to determine fat-free mass of live market swine and pork carcasses, Journal of Animal Science 70 (1992), pp. 169-177.)However, routine determinations have not yet been performed. Precise but time-consuming chemical determinations are not possible for these measurements directly in processing plants. Therefore, it seems ideal to use bioimpedance, ultrasound or infrared spectroscopy methods, of which impedance measurement seems to be most suitable for determining fat (eg Swantek et al., 1992 PM Swantek, JJ Crenshaw, MJ Marchello and HC Lukaski, Bioelectrical impedance: A nondestructive method to determine the fat-free mass of live market swine and pork carcasses, Journal of Animal Science 70 (1992), pp. 169-177.)

Již dříve bylo popsáno stanovení obsahu tuku v mase měřením bioimpedance (např. Slanger and Marchello, 1994 W.D. Slanger and M.J. Marchello, Bioelectrical impedance can predict skeletal muscle and fat-free skeletal muscle of beef cows primal cuts, Journal of Animal Science 72 (1994), pp. 3124-3130). Bioimpedance popisuje pasivní elektrické vlastnosti í Γ biologických systémů a využívá se pro nepřímé stanovení obsahu látek (voda, tuk, aj.) anebo ke stanovení fyziologických jevů jako jsou krevní tok, srdeční výdej, nervová aktivita a další.Determination of fat content in meat by bioimpedance measurement has previously been described (e.g. Slanger and Marchello, 1994 WD Slanger and MJ Marchello, Bioelectrical impedance can predict skeletal muscle and fat-free skeletal muscle of beef cows primal cuts, Journal of Animal Science 72 (1994) , pp. 3124-3130). Bioimpedance describes passive electrical properties of biological systems and is used for indirect determination of the content of substances (water, fat, etc.) or for determination of physiological phenomena such as blood flow, cardiac output, nervous activity and others.

Měření je prováděno obvykle pomocí zabodnutí 4 elektrod do svalu. Dvě elektrody jsou připojeny ke generátoru střídavého proudu s frekvencí 25 až 100000 Hz, obvykle však 50 kHz. Další elektrody jsou připojeny k obvodu měřící napětí a posun fáze vzhledem k fázi generátoru. Impedance sestává z reálné a z imaginární složky, která koresponduje s posunem fáze. Na základě měření je stanovena impedance masa, která koreluje s obsahem tuku a takto lze určit obsah tuku v konkrétním kusu masa.Measurements are usually made by stabbing 4 electrodes into the muscle. Two electrodes are connected to an AC generator with a frequency of 25 to 100000 Hz, usually 50 kHz. Other electrodes are connected to the circuit measuring the voltage and phase shift relative to the generator phase. Impedance consists of a real and an imaginary component that corresponds to a phase shift. The meat impedance is determined on the basis of the measurement, which correlates with the fat content and thus it is possible to determine the fat content in a specific piece of meat.

Patentované přístroje k měření bioimpedance, např. dle W09901754A1 Apparatus and method for measuring the content of intramuscular fat in carcasses or parts thereof; W02006070169 Multi-electrode sensor for measuring maturation statě of a meat/fish, comprises measurement electrodes for measuring electrical impedance of the meat/fish, electronic instrument to measure electrical impedance of the electrodes; EP0187392 Method and an apparatus for determining the degree of freshness of pieces of food; EP 1253423 Method and apparatus for obtaining physical and/or chemical characteristics of a biological medium), sestávájí ze dvou, tří i více párů elektrod jehlového tvaru o délce 25 až 150 mm se zašpičatělými konci o průměru 5 až 20 mm a jsou buď zcela obnažené nebo jsou opatřeny povrchovou izolací, kde je obnažena jen měřící část elektrody v distální části. Elektrody jsou opatřeny zarážkou, která zajišťuje konstantní zabodnutí do tkáně. Elektrody jsou umístěny většinou v jedné přímce, ale jejich prostorové uspořádání může být též různé.Patented instruments for measuring bioimpedance, eg according to WO9901754A1 Apparatus and method for measuring the content of intramuscular fat in carcasses or parts thereof; W02006070169 Multi-electrode sensor for measuring maturation of meat / fish, comprising measurement electrodes for measuring electrical impedance of meat / fish, electronic instrument to measure electrical impedance of electrodes; EP0187392 Method and apparatus for determining the degree of freshness of pieces of food; EP 1253423 consists of two, three or more pairs of 25 to 150 mm needle-shaped electrodes with pointed ends 5 to 20 mm in diameter and are either fully exposed or are provided with surface insulation where only the measuring portion of the electrode in the distal portion is exposed. The electrodes are provided with a stop to ensure constant stabbing into the tissue. The electrodes are usually located in one straight line, but their spatial arrangement may also be different.

Takovéto uspořádání měřících elektrod je dobře použitelné v oblastech těla s velkým množství osvalení, kde elektroda je dostatečně zabodnuta, pokud je ale potřeba měřit impedanci na vzorcích masa nepravidelného tvaru, popř. vzorcích s kostí (kotlety, žebra atd.) Pevné fixované elektrody neumožní dostatečné zabodnutí a výsledky bioimpedance tímto faktem mohou být zkreslené, popř. vůbec neměřitelné.Such an arrangement of measuring electrodes is well usable in areas of the body with a large amount of muscles, where the electrode is sufficiently pierced, but if it is necessary to measure impedance on samples of irregularly shaped meats, respectively. Fixed electrodes do not allow for sufficient stabbing and the results of bioimpedance may be biased or biased. not measurable at all.

v ev e

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase, podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že jeho alespoň jedna elektroda s hrotem spojená s pouzdrem je prostorově adaptabilní, je opatřena vnější pružinou, odtahující elektrodu od držáku, přičemž pouzdro elektrody je zachyceno maticí a je v něm zdířka.The above mentioned disadvantages are overcome by the raw meat bioimpedance measuring device according to the invention, characterized in that its at least one spike electrode connected to the housing is spatially adaptable, is provided with an external spring pulling the electrode away from the holder, the electrode housing being captured by a nut and it has a socket.

Zařízení podle vynálezu je charakterizována tím, že pouzdro elektrody je nevodivé a elektroda jehlová.The device according to the invention is characterized in that the electrode housing is non-conductive and the needle electrode.

Zařízení podle vynálezu je dále charakterizována tím, že v držáku jsou otvory pro umístění dalších těchto elektrod.The device according to the invention is further characterized in that there are holes in the holder for receiving further of these electrodes.

Původci vynálezu bylo navrženo takové řešení, které využívá adaptabilní elektrody, kopírující tvar masa, které odstraňují problémy s nerovnoměrně zabodnutými elektrodami. Zařízení podle vynálezu se skládá z vlastního těla elektrody, které je pomocí pružiny vytlačováno z držáku a tím umožňuje při přitlačení k měřeného masu flexibilně se adaptovat na jeho povrch a tím umožnit optimální zabodnutí elektrody a rovnoměrné měření.The inventor has proposed a solution that utilizes adaptable electrodes that follow the shape of the meat, which eliminates problems with unevenly stabbed electrodes. The device according to the invention consists of the electrode body itself, which is pushed out of the holder by means of a spring and thus allows, when pressed against the measured meat, to adapt flexibly to its surface, thereby allowing optimal electrode stabbing and uniform measurement.

Výhoda navrženého řešení spočívá zvláště v možnosti měřit impedanci na vzorcích masa nepravidelného tvaru, popř. vzorcích s kostí (kotlety, žebra atd.). Navržené zařízení podle vynálezu může být využito v rutinní analýze intramuskulárního tuku přímo na porážkových místech jako součást technologické linky anebo může být použito při manuálním měření. Celé měřící zařízení se vyrábí běžným zámečnickým způsobem, jeho obsluha je snadná a poskytuje přesné výsledky měření.The advantage of the proposed solution lies in particular in the possibility of measuring impedance on samples of irregularly shaped meat or in the form of meat. bone patterns (cutlets, ribs, etc.). The proposed device according to the invention can be used in routine analysis of intramuscular fat directly at the slaughtering sites as part of the process line or can be used in manual measurements. The entire measuring device is manufactured in the usual locksmithing manner, its operation is easy and provides accurate measurement results.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na přiloženém obr. 1 je schematický řez zařízením podle vynálezu s 1 elektrodou v držáku.Fig. 1 is a schematic cross-section of a device according to the invention with 1 electrode in the holder.

Následující příklady provedení zařízení podle vynálezu pouze dokládají, ale neomezují.The following examples illustrate, but do not limit, the device according to the invention.

• fe * * *Fe * * *

Příklady provedeníExamples

Příklad 1Example 1

Zařízení sestává z vlastního těla elektrody 1 s hrotem 7, z nevodivého pouzdra elektrody 2 působící i jako zarážka, která brání hlubšímu zabodnutí elektrody 1 do zkoumaného syrového masa. Dále z vnější pružiny 3 umožňující flexibilitu elektrody 1, matice 4 vymezující pohyb elektrody 1 a zdířky 5 pro připojení k vnějšímu měřícímu systému. V držáku 6 může být umístěno podle potřeby několik elektrod 1, který může být připevněn na měřící část výrobní linky anebo může být použit při manuálním měření. Na držáku 6 jsou naznačeny otvory 8 pro umístění dalších elektrod LThe device consists of the body of the electrode 1 with the tip 7, the non-conductive electrode casing 2 acting also as a stop, which prevents deeper stabbing of the electrode 1 into the examined raw meat. Furthermore, an outer spring 3 permitting the flexibility of the electrode 1, a nut 4 defining the movement of the electrode 1 and a socket 5 for connection to an external measuring system. Several electrodes 1 may be placed in the holder 6 as required, which may be attached to the measuring part of the production line or used for manual measurement. On the holder 6, holes 8 are indicated for accommodating further electrodes L

Zařízení podle vynálezu bylo úspěšně ověřeno při praktickém měření v Agrovýzkumu Rapotín, s.r.o., CZ. Pro měření bylo vybráno čtyřpolové zapojení, kdy 4 jehlové elektrody 1 (průměr 1 mm a délka 30 mm) byly namontovány na držáku 6 a spojeny s měřícím přístrojem. Jako referenční rezistor byl použit 100 ohmový 1% odpor. Pro měření byly použity dva přesné multi-metry.The device according to the invention has been successfully verified during practical measurements in Agrovýzkum Rapotín, s.r.o., CZ. A four-pole connection was selected for the measurement, with 4 needle electrodes 1 (diameter 1 mm and length 30 mm) mounted on the holder 6 and connected to the measuring device. A 100 ohm 1% resistor was used as the reference resistor. Two accurate multi-meters were used for measurements.

Bylo provedeno měření 24 vzorků hovězího masa (po čtyřech měřeních), vyhodnoceny parametry měření (opakovatelnost, reprodukovatelnost měření apod.). Dále bylo provedeno měření s využitím pokročilých snímacích a vyhodnocovacích systémů (měření na šesti místech vzorku; frekvence sběru dat 10kHz). Výsledky byly porovnány s laboratorními stanoveními obsahu tuku. Dosažené výsledky ukazují, že lze navržené zařízeni využít v rutinní analýze intramuskulárního tuku přímo na porážkových místech jako součást technologické linky.24 beef samples were measured (after four measurements), measurement parameters were evaluated (repeatability, reproducibility of measurements, etc.). Furthermore, measurements were performed using advanced sensing and evaluation systems (measurements at six sample locations; data collection frequency 10kHz). The results were compared with laboratory determination of fat content. The achieved results show that the proposed device can be used in routine analysis of intramuscular fat directly at the slaughtering sites as part of the process line.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Nové zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase lze využít při rutinní analýze intramuskulárního tuku přímo na porážkových místech jako součást technologické linky nebo i při ručním laboratorním měření.The new device for measuring bioimpedance in raw meat can be used for routine analysis of intramuscular fat directly at slaughtering sites as part of the technological line or even for manual laboratory measurements.

Claims (3)

NAROKYNAROKY 1. Zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase, vyznačující se tím, že jeho alespoň jedna elektroda (1) s hrotem (7) spojená s pouzdrem (2) je prostorově adaptabilní, je opatřena vnější pružinou (3), odtahující elektrodu (1) od držáku (6), přičemž pouzdro (2) elektrody (1) je zachyceno maticí (4) a je v něm zdířka (5).A device for measuring bioimpedance in raw meat, characterized in that its at least one electrode (1) with a spike (7) connected to the housing (2) is spatially adaptable, is provided with an external spring (3) withdrawing the electrode (1) from the holder (6), wherein the electrode housing (2) is engaged by the nut (4) and has a socket (5) therein. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že pouzdro (2) elektrody (1) je nevodivé a elektroda (1) je jehlová.Device according to claim 1, characterized in that the housing (2) of the electrode (1) is non-conductive and the electrode (1) is a needle. 3. Zařízeni podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že v držáku (6) jsou otvory (8) pro umístění dalších adaptabilních elektrod.Device according to claims 1 and 2, characterized in that there are holes (8) in the holder (6) for accommodating further adaptable electrodes.
CZ2009-746A 2009-11-11 2009-11-11 Device to measure bioimpedance in raw meat CZ305103B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2009-746A CZ305103B6 (en) 2009-11-11 2009-11-11 Device to measure bioimpedance in raw meat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2009-746A CZ305103B6 (en) 2009-11-11 2009-11-11 Device to measure bioimpedance in raw meat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2009746A3 true CZ2009746A3 (en) 2011-05-18
CZ305103B6 CZ305103B6 (en) 2015-05-06

Family

ID=43989609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2009-746A CZ305103B6 (en) 2009-11-11 2009-11-11 Device to measure bioimpedance in raw meat

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ305103B6 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2142219B1 (en) * 1997-03-06 2000-11-16 Nte Sa PROCEDURE TO DETERMINE THE COMPOSITION AND QUALITY OF MEAT NATURAL SUBSTANCES.
DK172777B1 (en) * 1997-07-01 1999-07-12 Slagteriernes Forskningsinst Apparatus and method for measuring the content of intramuscular fat in carcasses or carcass parts, or total contents
FR2880124B1 (en) * 2004-12-23 2007-04-06 Agronomique Inst Nat Rech MULTIELECTRODES SENSOR FOR MEASURING ELECTRIC ANISOTROPY OF BIOLOGICAL MATERIAL AND USE OF THE SENSOR
CZ20429U1 (en) * 2009-11-11 2010-01-11 Agrovýzkum Rapotín s.r.o. Apparatus to measure bioimpedance in raw meat

Also Published As

Publication number Publication date
CZ305103B6 (en) 2015-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wheeler et al. Cooking and palatability traits of beef longissimus steaks cooked with a belt grill or an open hearth electric broiler
Mørkøre et al. Relating sensory and instrumental texture analyses of Atlantic salmon
Mukhopadhyay et al. A novel planar-type biosensor for noninvasive meat inspection
WO2007108906A3 (en) Method and system for determining freshness and palatability and assessing organ vitality
Urbin et al. Observations on a method of determining the water binding properties of meat
US6265882B1 (en) Apparatus and method for measuring the content of intramuscular fat in carcasses or parts thereof
Morey et al. Methods for measuring meat texture
Price et al. Application of ultrasonic reflection techniques in evaluating fatness and leanness in pigs
Sun et al. Estimating freshness of carp based on EIS morphological characteristic
Berg et al. Evaluation of electronic technology to assess lamb carcass composition
Gupta et al. Recent trends in carcass evaluation techniques-a review
CZ20429U1 (en) Apparatus to measure bioimpedance in raw meat
CZ2009746A3 (en) Apparatus to measure bioimpedance in raw meat
Dell’Osa et al. Electrical impedance to easily discover undeclared freeze-thaw cycles in slaughtered bovine meat
Honikel Moisture and water-holding capacity
Altmann et al. Prediction of carcass composition by impedance spectroscopy in lambs of similar weight
Smith et al. Mechanical measurements of meat tenderness using the Nip Tenderometer
Diaz-Almanza et al. Analysis of the simultaneous measurement of acoustic phase velocity and stress-strain relationship in beef: An approach to Young's modulus
Solomon et al. Measuring meat texture
CA2115999C (en) Grading and evaluation of poultry with ultrasound
Koch et al. Use of electronic meat measuring equipment to measure cutout yield of beef carcasses
Bohuslávek Estimation of EUROP-Conformation and Fatness of Beef Carcasses by Bioelectrical Impedance Analysis.
CZ22000U1 (en) Kit for sterile measuring bioimpedance in raw meat
Joyal et al. Evaluation of electronic meat-measuring equipment in predicting carcass composition in the live pig
Halim et al. Ultrasound velocity to measure beef, chicken and fish fillet fat content

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20191111