CZ20429U1 - Zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase - Google Patents

Description

Zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase

Oblast techniky

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.

Dosavadní stav techniky

Intramuskulámí tuk má důležitou dietetickou i senzorickou roli v lidské výživě. Obsah intramuskulámího 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 intramuskulámího tuku je spojován se zdravotními riziky pro konio zumenty. V zájmu konzumentů i producentů je tedy důležité stanovit obsah intramuskulámího tuku a tím garantovat chuťové i zdravotní vlastnosti masa.

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 nej vhodnější (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 až 177.)

Již drive bylo popsáno stanovení obsahu tuku v mase měřením bioimpedance (např. Slanger and 20 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 až 3130). Bioimpedance popisuje pasivní elektrické vlastnosti 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.

Měření je prováděno obvykle pomocí zabodnutí 4 elektrod do svalu. Dvě elektrody jsou připojeny ke generátoru střídavého proudu s frekvencí 25 až 100 000 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.

Patentované přístroje k měření bioimpedance, (např. dle W0 9901754 Al Apparatus and method for measuring the content of intramuscular fat in carcasses or parts thereof; WO 2006070169 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; EP 0187392 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), sestávají ze dvou, tri 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 měřicí 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.

Takovéto uspořádání měřicích elektrod je dobře použitelné v oblastech těla s velkým množství osvalení, kde elektroda je dostatečně zabodnuta, pokud je ale potřeba měřit impedanci na vzor45 cích masa nepravidelného tvaru, popř. vzorcích s kostí (kotlety, žebra atd.) pevně fixované elektrody neumožní dostatečné zabodnutí a výsledky bioimpedance tímto faktem mohou být zkreslené, popř. vůbec neměřitelné.

-1CZ 20429 Ui

Podstata technického řešeni

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, 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.

Zařízení podle technického řešení je charakterizováno tím, že pouzdro elektrody je nevodivé a elektroda jehlová.

Zařízení podle technického řešení je dále charakterizováno tím, že v držáku jsou otvory pro umístění dalších těchto elektrod.

io Původci technického řešení bylo navrženo takové řešení, které využívá adaptabilní elektrody, kopírující tvar masa, které odstraňují problémy s nerovnoměrně zabodnutými elektrodami. Zařízení podle technického řešení se skládá z vlastního těla elektrody, které je pomocí pružiny vytlačováno z držáku a tím umožňuje pri přitlačení k měřenému masu flexibilně se adaptovat na jeho povrch a tím umožnit optimální zabodnutí elektrody a rovnoměrné měření.

Výhoda navrženého řešení spočívá zvláště v možnosti měřit impedanci na vzorcích masa nepravidelného tvaru, popř. vzorcích s kostí (kotlety, žebra atd.). Navržené zařízení podle technického řešení může být využito v rutinní analýze intramuskulárního tuku přímo na porážkových místech jako součást technologické linky anebo může být použito pri manuálním měření. Celé měřicí zařízení se vyrábí běžným zámečnickým způsobem, jeho obsluha je snadná a poskytuje přesné výsledky měření. Toto zařízení lze použít pro měření bioimpedance, ale i jiných veličin, např. vodivosti u živých i mrtvých zvířat i rostlin.

Přehled obrázku na výkrese

Na přiloženém obr. 1 je schematický řez zařízením podle technického řešení s 1 elektrodou v držáku,

Příklady provedení

Následující příklady provedení zařízení podle technického řešení pouze dokládají, ale neomezují.

Přikladl

Zařízení sestává z vlastního těla elektrody I 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 měřicímu systému. V držáku 6 může být umístěno podle potřeby několik elektrod 1, který může být připevněn na měřicí část výrobní linky anebo může být použit při manuálním měření. Na držáku 6 jsou naznačeny otvory 8 pro umístění dalších elektrod L

Zařízení podle technického řešení bylo úspěšně ověřeno pri praktickém měření v Agrovýzkumu Rapotín, s.r.o., CZ. Pro měření bylo vybráno ětyřpólové zapojení, kdy 4 jehlové elektrody 1 (průměr 1 mm a délka 30 mm) byly namontovány na držáku 6 a spojeny s měřicím přístrojem. Jako referenční rezistor byl použit 100 ohmový 1% odpor. Pro měření byly použity dva přesné multi-metry.

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 10 kHz). Výsledky byly porovnány s laboratorními stanoveními obsahu tuku. Dosažené výsledky ukazují, že lze navržené zařízení využít v rutinní analýze intramuskulárního tuku přímo na porážkových místech jako součást technologické linky.

-2CZ 20429 Ul

Průmyslová využitelnost

Nove zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase lze využít pň rutinní analýze intramuskulámího tuku přímo na porážkových místech jako součást technologické linky nebo i pň ručním laboratorním měření.

Claims (3)

1. 5 NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení pro měření bioimpedance v syrovém mase, vyznačující se tím, že jeho alespoň jedna elektroda (1) s hrotem (7), spojená s pouzdrem (
2. 2) a prostorově adaptabilní, je opatřená vnější pružinou (3) odtahující elektrodu (1) od držáku (6), pňčemž pouzdro (2) elektrody (1) je zachyceno maticí (4) a je opatřené zdířkou (5).

   io 2. Zaňzení podle nároku 1, vyznačující se tím, že pouzdro (2) elektrody (1) je nevodivé, a že elektroda (1) je jehlová.
3. 3. Zaňzení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že v držáku (6) jsou otvory (8) pro umístění dalších adaptabilních elektrod.