DD252443A1 - Verfahren und messanordnung zur bestimmung von veraenderungen biologischer gewebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung von Veraenderungen biologischer Gewebe und Zellen, insbesondere zur Bestimmung des Gebrauchswertes von Fleisch sowie daraus hergestellter Erzeugnisse, um unter industriellen Bedingungen eine Sortierung nach dem Verwendungszweck zu ermoeglichen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz das Meszobjekt zwischen ein Elektrodenpaar gebracht, eine von der Kapazitaet der Membranen des Gewebes abhaengige Groesze gemessen; vorzugsweise indem eine Kombination der Meszwerte der passiven elektrischen Groeszen bei zwei definierten Frequenzen gebildet und diese mit Bezugswerten verglichen wird.{Meszverfahren; Veraenderungen; Sortieren; Verwendungszweck; Gewebe, biologisch; Zellen; Gebrauchswert; Fleisch; Fleischerzeugnisse; Membranstrukturen; Membrankapazitaet; Groeszen; passiv elektrisch}

Description

p_

_ (tan5)f, (ctg(p)_f, (tan5)_fl '

bestimmt wird.

3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kombination der Meßwerte bei beiden Frequenzen f, und f₂ der Impedanzanteil der Membranen durch das Verhältnis der relativen Maxima des Imaginärteils der komplexen Leitfähigkeit des Meßobjektes, dargestellt durch

,sirup,

^K I TO I '^fi

W =

bestimmt wird.

4. Meßanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wechselstrombrücken, von denen eine bei der Frequenz f, und die andere bei der Frequenz f₂ arbeitet, die beide im Zweig 1 das Elektrodenpaar M, jeweils in den Zweigen 2 und 3 Potentiometer R_n/m und jeweils im Zweig 4 eine Parallelkombination von Potentiometer R_n/m und Kapazität Cj haben, wobei die Potentiometer R_n/m im Zweig 3 und 4 jeweils innerhalb der Brücke gekoppelte gleichlaufende Doppelpotentiometer sind, und eine Gleichstrombrücke, die bei der (Nieder-) Frequenz f₂ arbeitet, deren Elemente mit den Elementen der Zweige 2 und 3 der Wechselstrombrücken identisch sind und das im Zweig 2 der bei der Frequenz f-i arbeitenden Wechselstrombrücke angeordnete Potentiometer R_2/1 ein mit einer P-Wert-Skala geeichtes Meßpotentiometer ist, über einen Stufenschalter zusammengeschaltet sind, über den ebenfalls die Zusammenschaltung des zwischen den Frequenzen f| und f₂ umschaltbaren Generators G mit den entsprechenden Brücken und der Brücken mit dem zwischen den Frequenzen ί_Ί und f₂ umschaltbaren Schmalbandverstärker V mit nachgeschaltetem Amperemeter A realisiert ist.

5. Meßanordnung nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden M in einer als Temperierkammer ausgebildeten, der Größe des Meßobjektes angepaßten Meßkammer angeordnet sind.

6. Meßanordnung nach Punkt 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden M als Einstichelektrodenpaar mit den dem Meßobjekt angepaßten Abmessungen, insbesondere Abstand der Elektroden zueinander und Länge, ausgebildet sind.

7. Meßanordnung nach Punkt 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstichelektroden an durch das Meßobjekt bestimmten Stellen mit Isolationen versehen sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßanordnung zur Bestimmung von Veränderungen biologischer Gewebe und Zellen, insbesondere ein Verfahren und eine Meßanordnung zur Bestimmung des Gebrauchswertes von Fleisch sowie daraus hergestellter Erzeugnisse, um unter industriellen Bedingungen eine Sortierung nach dem Verwendungszweck zu ermöglichen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß in biologischen Geweben im Verlaufe der Zeit in Abhängigkeit von endogenen und exogenen Faktoren unterschiedliche Veränderungen stattfinden. Derartige Veränderungen vollziehen sich sowohl im lebenden Organismus als auch nach Beendigung der Lebensprozesse.

Es ist bekannt, daß Veränderungen in biologischen Geweben und Zellen durch sensorische Prüfung, durch Mikroskopie und durch Messung physikalischer, chemischer und physikochemischer Größen beurteilt werden können. Sensorische Prüfungen haben den Nachteil, daß in der Regel keine quantitativen Werte bestimmbar sind. Der Nachteil von Mikroskopierverfahren besteht in dem großen Zeit- und Geräteaufwand. Insbesondere können hierdurch schnell ablaufende Veränderungen nur schwer und nur mit großer Fehlerbreite erfaßt werden. Funktionelle Veränderungen, wie Membranenpermeabilitätsänderungen, sind kaum nachweisbar. Die Messung der physikalischen, chemischen und physikochemischen Größen, wie pH-Wert, Absorptionsspektren oder spezifische Wärme, ist entweder zeit- und kostenaufwendig oder die gemessenen Werte korrelieren nicht in genügendem Maße mit biologisch relevanten Größen. Es wurde bereits versucht, biologische Gewebe durch ihre Impedanz zu charakterisieren. So ist aus der DD-PS 90230 ein Verfahren zur Qualitätsklassifizierung von Rind- und Schweinefleisch bekannt. Bei diesem sollen durch einfache Impedanzmessungen bei zwei beliebig gewählten Frequenzen Aussagen über die Fleischqualität gewonnen werden. Als Nachteil erweist sich, daß i. a. die Impedanz und ihre Änderung bei beliebig gewählten Frequenzen nicht den Veränderungen biologischer Strukturen zuzuordnen ist, also im konkreten Falle keine genügende Korrelation der gemessenen Impedanzwerte und der bekannten Qualitätsmerkmale aufgezeigt werden kann. Der Gebrauchswert des Fleisches wird durch mehrere Merkmale charakterisiert, die allgemein unter dem Begriff „Qualität" zusammengefaßt werden. Die wesentlichen Merkmale für die zweckentsprechende Verwendung des Fleisches sind das Wasserbindevermögen, die Farbhelligkeit und der Säuregrad. Das ökonomisch und für den Gebrauchswert wichtigste Merkmal ist das Wasserbindevermögen.

Zur Beurteilung des Wasserbindevermögens ist ein Verfahren bekannt, bei dem 24 Stunden p. m. eine Probe des zu beurteilenden Fleisches entnommen und gewogen wird. Diese Probe wird in einem abgeschlossenen Behältnis, beispielsweise in einem verschweißten Folienbeutel, 24 Stunden unter definierten Bedingungen aufbewahrt. Danach wird die abgeschiedene Flüssigkeitsmenge vom Fleisch getrennt und deren Masse ermittelt. Durch Vergleich der Massen bei 24 und 48 Stunden p. m. erhält man den sogenannten Dripverlust der Probe, der als wesentliches Kennzeichen für den Gebrauchswert des Fleisches angesehen wird. Das Verfahren hat den Nachteil, daß die Bestimmung des Dripverlustes zeitaufwendig ist, eine große Probenmasse benötigt wird und die Meßwerte erst 48 Stunden p.m. erhalten werden. Zu diesem Zeitpunkt haben die Schlachtkörper bereits den Schlachtbetrieb verlassen. Damit ist eine Beurteilung des Gebrauchswertes aller Schlachtkörper unter industriellen Bedingungen nicht gegeben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine dazugehörige Meßanordnung so zu gestalten, daß die Bestimmung von Veränderungen in biologischen Geweben relativ schnell, biologisch relevant und mit ausreichender Genauigkeit ohne die Entnahme von Probemengen und ohne Beeinträchtigung des Meßobjektes möglich sein soll, wobei sich das Verfahren zweckmäßig in technologische Prozesse einbauen lassen soll.

Wesen der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine dazugehörige Meßanordnung zur Bestimmung von Veränderungen biologischer Gewebe und Zellen, insbesondere ein Verfahren und eine Meßanordnung zur Bestimmung des Gebrauchswertes von Fleisch sowie daraus hergestellter Erzeugnisse, um unter industriellen Bedingungen eine Sortierung nach dem Verwendungszweck zu ermöglichen, zu schaffen, womit mit hoher Genauigkeit und relativ schnell unter Eingliederung in technologische Prozesse ohne die Notwendigkeit der Entnahme von Probemengen und ohne Beeinflussung bzw. Beeinträchtigung des Meßobjektes die zeitabhängig verlaufenden Prozesse in Geweben bzw. Veränderungen der Gewebe, insbesondere die Konzentration und Intaktheit der Membranstrukturen, quantitativ erfaßt werden können. Erfindungsgemäß wird davon ausgegangen, daß der Zustand biologischer Membranen bzw. Membrankomplexe, ausgedrückt durch ihre mittlere elektrische Relaxationszeit, die das Produkt aus Widerstand und Kapazität darstellt, durch die Anzahl der 'relaxierenden Membranstrukturen und durch die Unterschiedlichkeit und die Wechselwirkung dieser Strukturen untereinander, eine

adäquate Größe ist, um durch eine Veränderung die Veränderung des Gewebes zu beschreiben. Erfindungsgemäß wird eine Größe, die von der Kapazität der Membranen des Meßobjektes abhängig ist, bestimmt, indem vorzugsweise die passiven elektrischen Größen des Meßobjektes bei den Frequenzen f, und f₂ gemessen werden. Die Frequenz^ liegt in dem durch die Membranen bedingten Dispersionsgebiet (beta-Dispersion), insbesondere im Maximum. Die Frequenz f₂ liegt unterhalb des beta-Dispersionsgebietes, insbesondere in dem durch die lonenkonzentration des extrazellulären Mediums bedingten Maximum des Dispersionsgebietes der Leitfähigkeit (alfa-Dispersion). Die Frequenzen f, und f₂ für ein bestimmtes Gewebe werden bestimmt, indem in bekannter Weise die elektrische Impedanz als Funktion der Frequenz im Bereich von ca. 10Hz bis ca. 100Hz (Ortskurve) gemessen wird. Aus der Darstellung der Meßwerte in der komplexen Leitfähigkeitsebene oder in der komplexen Widerstandsebene ergeben sich Kreisbögen, aus denen die interessierenden Parameter (Relaxationszeit, Umfang des Relaxationsgebietes, Gleichstrom- und Hochfrequenzleitfähigkeit, Verteilungsparameter) in bekannter Weise ermittelt werden können. Hieraus werden für ein bestimmtes Gewebe die Frequenzen f| und f₂ entnommen. Mit Rücksicht auf die bekannte Tatsache, daß die passiven elektrischen Größen temperaturabhängig sind, ist eine bestimmte, aber beliebige Temperatur festzulegen, bei der die Messungen durchgeführt werden. Es erweist sich als günstig, in dem Temperaturbereich zu messen, in dem sich das Meßobjekt in Abhängigkeit von der Temperatur nicht wesentlich verändert. Ebenso ist darauf zu achten, daß die Meßstromdichte so gering ist, daß noch keine Abhängigkeit der Impedanz von der Meßstromstärke nachweisbar ist. In diesem Falle kommt es noch nicht zu elektrisch induzierten Membranveränderungen. Zum Zeitpunkt der Messung wird das gegen Erde isolierte Meßobjekt, das eine definierte Temperatur hat, zwischen ein Meßelektroden paar gebracht. Die Abmessungen der Elektroden, vorzugsweise Platinelektroden, und der Abstand zueinander werden dem Meßobjekt angepaßt. Es ist auch möglich, das Elektrodenpaar in das Meßobjekt einzustechen. Durch auf den Einstichelektroden angebrachte Isolationen ist es vorteilhaft möglich, nur in einer bestimmten Gewebeschicht des Meßobjektes zu messen. Es werden nun die passiven elektrischen Größen des Meßobjektes bzw. an der gewählten charakteristischen Einstichstelle des Meßobjektes bei den Frequenzen f| und f₂ gemessen. Durch Vergleich der Kombination der Meßwerte bei den Frequenzen f| und f2 mit Bezugswerten erhält man Aussagen über das Gewebe. Als Kombinationen der beiden Meßwerte eignen sich vorteilhaft die als P- und W-Wert definierten Größen. Hierbei wird unter P das Verhältnis der Verlustfaktoren bei dem Frequenzen f-i und f₂, dargestellt durch

(ctg<p)f_; _ (tan5)f_z (ctg<p)_fi (tan5)_fi

(φ — Phasenwinkel, δ — Verlustwinkel), bzw. unter W das Verhältnis der relativen Maxima des Imaginärteils der komplexen Leitfähigkeit, dargestellt durch

, sin φ ,

(I ίΊΙ-Betrag der Impedanz), verstanden. Die Größen P, W und evtl. weitere Kombinationen, die das betreffende Dispersionsgebiet hinreichend charakterisieren, sind nicht voneinander unabhängig. Somit ist die Bestimmung eines dieser Werte ausreichend. Die Bezugswerte leiten sich beispielsweise aus den Weiten ab, die das betreffende Vergleichsmeßobjekt hat. Um die bei den Frequenzen f, undf₂ gewonnenen Meßwerte möglichstfrei von durch das Meßverfahren bedingten Fehlergrößen, insbesondere Einflußgrößen in Abhängigkeit von der Gestaltung des Elektrodenpaares, zu halten und damit die Vergleichbarkeit der Meßgrößen sowohl untereinander als auch mit den Bezugswerten zu sichern, ist es günstig, das Vergleichsmeßobjekt durch ein Ersatzschaltbild nachzubilden und mit diesem die Meßanordnung mit Hilfe einer Ersatzschaltung aus passiven Elementen, die das passive elektrische Verhalten des Vergleichsobjektes zeigt, zu eichen. Mit Hilfe elektronischer Mittel lassen sich Schaltungen aufbauen, durch die derartige Kombinationen direkt meßbar sind. Diese Kombinationen werden mit den entsprechenden Bezugswerten, die z. B. am Normalgewebe gemessen wurden, verglichen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Meßanordnung vorgeschlagen, die aus drei ineinandergeschalteten Brücken (zwei Wechselstrom- und eine Gleichstrombrücke) besteht. Eine Wechselstrombrücke arbeitet bei der Frequenzfi und die andere bei der Frequenz f₂. Im gemeinsamen Zweig 1 der beiden Wechselstrom brücken ist das Elektrodenpaar. In den Zweigen 2 und 3 befinden sich Potentiometer und in den Zweigen 4 jeweils eine Parallelkombination von Potentiometer und Kapazität. Die Potentiometer in den Zweigen 3 und 4 sind jeweils innerhalb einer Brücke durch gekoppelte gleichlaufende Doppelpotentiometer realisiert. Die dritte Brücke ist eine Gleichstrombrücke, die zweckmäßigerweise mit der (Nieder-) Frequenz f₂ gespeist wird und deren Elemente mit den Elementen der Zweige 2 und 3 der Wechselstrombrücken identisch sind. Das im Zweig 2 der bei der Frequenz f| arbeitenden Wechselstrombrücke angeordnete Potentiometer ist ein mit einer P-Wert-Skala geeichtes Meßpotentiometer. Über einen Stufenschalter werden die einzelnen Brücken mit dem zwischen den Frequenzen fi und f₂ umschaltbaren Generator und dem zwischen den Frequenzen f, und f₂ umschaltbaren Schmalbandverstärker mit nachgeschaltetem Amperemeter zusammengeschaltet. In Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nacheinander die beiden Wechselstrombrücken und die Gleichstrombrücke abgeglichen und der P-Wert an der Skala des geeichten Meßpotentiometers abgelesen.

Die Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung läßt erkennen, daß die Bestimmung von Veränderungen biologischer Gewebe und Zellen möglich ist, ohne das Meßobjekt zu verändern. Die Messung der passiven elektrischen Größen erlaubt eine Genauigkeit, mit der auch kleine Veränderungen sicher nachgewiesen werden können. Eine besondere Bedeutung kommt dem erfindungsgemäßen Verfahren und der dazugehörigen Meßanordnung insofern zu, daß mit einem Verfahren und mit einer Meßanordnung den unterschiedlichsten Erfordernissen und Anwendungsgebieten Rechnung getragen werden kann, die sich bei der Bestimmung von Veränderungen biologischer Gewebe und Zellen ergeben. So ist es insbesondere möglich, den Gebrauchswert von Fleisch sowie daraus hegestellter Erzeugnisse zum Zwecke des Sortierens entsprechend dem Verwendungszweck zu bestimmen. Die erfindungsgemäße Lösung läßt sich analog auf pflanzliche Gewebe übertragen.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert. Im Ausführungsbeispiel 1 wird die Erfindung in allgemeiner Form, im Ausführungsbeispiel 2 bezogen auf die Bestimmung des Gebrauchswertes von Fleisch dargestellt. Die Figur zeigt eine Meßanordnung zur Bestimmung des P-Wertes bzw. des dazu proportionalen W-Wertes.

Ausführungsbeispiel 1

Um Einflußgrößen auf die Meßwerte, insbesondere bedingt durch die Geometrie des Elektrodenpaares, weitestgehend zu eliminieren und so den Auswertevorgang zu vereinfachen, wird die Meßanordnung geeicht. Hierzu wird für eine Vergleichsmeßprobe eine Ersatzschaltung aus passiven Elementen hergestellt. Als Meßwertaufnehmer dient entweder eine Meßkammer mit zwei Meßelektroden, deren Fläche und Abstand sich nach der Größe des Meßobjektes richten, bzw. ein Einstichelektrodenpaar, bestehend aus beispielsweise zwei Platinelektroden, die einen bestimmten, aber beliebigen Abstand zueinander haben. Es ist darauf zu achten, daß die Meßstromstärke den Wert für die zerstörungsfreie und beeinflussungsfreie Messung nicht überschreitet, der für den jeweiligen Gewebetyp in bekannter Weise bestimmt wird. Das Meßobjekt wird nun in die beispielsweise als Temperierkammer ausgebildete Meßkammer gebracht, bzw. an einer charakteristischen Stelle wird das Elektrodenpaar in das Meßobjekt eingestochen. Interessiert insbesondere eine bestimmte Gewebeschicht des Meßobjektes, so ist es günstig, ein Einstichelektrodenpaar zu benutzen, dessen Elektrodennadeln so isoliert sind, daß die nichtisolierten Stellen nach dem Einstechen in der interessierenden Gewebeschicht liegen. Es wird nun eine von der Kapazität der Membranen des Gewebes abhängige Größe gemessen, indem die passiven elektrischen Größen des Meßobjektes bei den Frequenzen f-i und f₂ bei der vorgegebenen Meßtemperatur bestimmt werden. Hierbei liegt die Frequenz f| in dem durch die Membranen bedingten Dispersionsgebiet und die Frequenz f₂ in dem durch die lonenkonzentration des extrazellulären Mediums bedingten Dispersionsgebiet, und zwar im Maximum des Imaginärteils der Leitfähigkeit. Die Lage der Dispersionsgebiete wird durch Aufnahme der Ortskurve in bekannter Weise einmalig für den jeweiligen Gewebetyp bei der gewählten Temperatur bestimmt. Gemessen werden entweder die Verlustfaktoren, aus denen der P-Wert

ρ _

(ctg(p)f, (tanö)f, die relativen Maxima des Imaginärteils der komplexen Leitfähigkeit, aus denen der W-Wert

sin φ

... IAl ^lfiW=

sinφ ,,

gebildet wird. Durch die Gegenüberstellung mit Bezugswerten, diez. B. dieser Gewebetyp bei intakten oder völlig zerstörten Membranen hat, kommt man zu der Größe der Veränderung des Meßobjektes beispielsweise gegenüber dem Normalzustand bzw. zürn Anteil der intakten Membranstrukturen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Bestimmung des P-Wertes bzw. des dazu proportionalen W-Wertes die in der Figur dargestellte Meßanordnung. Die Meßanordnung besteht aus einem Generator G, der zwischen den Frequenzen f| und f₂ umschaltbar ist, zwei Wechselstrombrücken und einer Gleichstrombrücke, einem Schmalbandverstärker V, der zwischen den Frequenzen f, und f₂ umschaltbar ist, und einem Amperemeter A. Die notwendigen Zusammenschaltungen der einzelnen Schaltungselemente werden durch einen Stufenschalter realisiert. Die bei der Frequenz fi arbeitende Wechselstrombrücke hat im Zweig 1 das Elektrodenpaar M, im Zweig 2 das Potentiometer R_2/1, im Zweig 3 das Potentiometer R₃/i und im Zweig 4 die Parallelkombination von Potentiometer R₃/i und Kapazität C₁. Die bei der Frequenz f₂ arbeitende Wechselstrombrücke hat im Zweig 1 ebenfalls das Elektrodenpaar M, im Zweig 2 das Potentiometer R₂/₂, im Zweig 3 das Potentiometer R₃/₂ und im Zweig 4 die Parallelkombination von Potentiometer R_3/2 und Kapazität C₂. Die Potentiometer R_3/i bzw. R_3/2 in den Zweigen 3 und 4sind als gekoppelte gleichlaufende Doppelpotentiometer ausgeführt. Die Gleichstrombrücke kann vom Generator mit der Niederfrequenz f₂ gespeist werden und besteht im Zweig 1 aus dem Vergleichswiderstand R, im Zweig 2 aus dem geeichten Meßpotentiometer R_2/1, im Zweig 3 aus dem Potentiometer R_3/1 und im Zweig 4 aus dem Potentiometer R_3/2. Der Vergleichswiderstand R sollte etwa die gleiche Größenordnung wie der zu erwartende Widerstandswert des Potentiometers R₂Z₁ haben, damit die Empfindlichkeit der Brücke maximal ist. Das Meßpotentiometer R_2/i wird als Wendelpotentiometer ausgeführt und ist mit einer P-Wert-Skala gekoppelt. Wenn das Meßobjekt als Parallelschaltung von Widerstand und Kapazität aufgefaßt wird, dann ist

tan 5 =

Die Kombination P ist definiert als

_p (tan5)_f2 (RC)_fi . 2rtf, f,

(tan5)_f, (RC)* ™'^ΐΧ 2rtf₂ f₂ '

Es ist R₃ = R4, C = const, und nach dem Nullabgleich R = R₂ und C = R₃C₃R~₂ ¹, dann

P = x

χ und C1/C2 sind konstant, somit

R3/2 Dieses Verhältnis wird nach Abgleich durch R₂/i angezeigt.

Die Meßprobe wird zwischen die Elektroden M gebracht und über den Stufenschalter (Stellung 1) die Wechselstrom brücke mit dem auf der Frequenzf2 arbeitenden Generator G verbunden. Das Brückensignal wird durch den auf der Frequenz f2 arbeitenden Schmalbandverstärker V verstärkt und mit dem Amperemeter A zur Anzeige gebracht. Mit den Potentiometern R2/2 und R3/2 wird auf Null abgeglichen. Danach wird über den Stufenschalter (Stellung 2) die andere Wechselstrom brücke mit dem jetzt auf der Frequenz fi arbeitenden Generator G verbunden, wobei das Brückensignal durch den jetzt auf der Frequenz f, arbeitenden Schmalbandverstärker V verstärkt und am Amperemeter A angezeigt wird. Mittels der Potentiometer R₂/i und R_3/i wird die Brücke abgeglichen. In Stellung 3 des Stufenschalters arbeiten der Generator G und der Schmalbandverstärker V auf der Frequenz f₂, wobei nun die vom Generator G gespeiste Gleichstrombrücke mit dem geeichten Meßpotentiometer R₂/i abgeglichen wird. Mit dem Meßpotentiometer R2/1 ist eine P-Wert-Skala verbunden, an der der P-Wert des Meßobjektes direkt abgelesen werden kann.

Ausführungsbeispiel 2

Der Gebrauchswert biologischer Gewebe und Erzeugnisse läßt sich durch die Intaktheit der biologischen Membranen beschreiben, die sich wiederum durch passive elektrische Größen charakterisieren lassen. Beispielsweise zeichnet sich Fleisch mit geringem Gebrauchswert durch teilweise zerstörte Membranen aus. Es ist einmal durch ein herabgesetztes Wasserbindevermögen, zum anderen durch eine entsprechende Veränderung der für die Membranen typischen elektrischen Parameterkombinationen charakterisiert. Diese Parameterkombinationen, die durch die Membranen (beta-Dispersionsgebiet) bzw. durch die lonenkonzentration des extrazellulären Mediums (alfa-Dispersionsgebiet) bedingt sind, sind ein Maß für die Intaktheit der Membranen.

Nach Festlegung des Meßzeitpunktes zur Bestimmung des Gebrauchswertes beispielsweise von Schlachtkörperhälften wird die Meßanordnung zur Bestimmung der passiven elektrischen Größen an dem dieser Zeit entsprechenden Ort im technologischen Ablauf angeordnet. Bei der Wahl des Meßzeitpunktes ist zu berücksichtigen, daß die Schlachtkörperhälften immer annähernd die gleiche Temperatur haben und die notwendige Meßzeit im Produktionsablauf zur Verfügung steht. Als besonders günstig hat sich die Zeit bei ca. 20 Stunden p.m. — bevor die Schlachtkörperhälften das Kühlhaus verlassen — erwiesen. Hier steht auch die notwendige Meßzeit vor der Wägung und Registrierung der auszuliefernden Schlachtkörperhälften zur Verfügung. Um Einflußgrößen auf die Meßwerte, insbesondere bedingt durch die Geometrie des Einstichelektrodenpaares, weitestgehend zu eliminieren und so den Auswertevorgang zu vereinfachen, wird die Meßapparatur geeicht. Hierzu wird für eine Meßprobe mit völlig intakten bzw. völlig zerstörten Membranen jeweils eine Ersatzschaltung hergestellt. Als Meßaufnehmer dient ein Einstichelektrodenpaar, bestehend aus zwei Edelstahlnadeln, die in einem bestimmten, aber beliebigen Abstand zueinander isoliert angeordnet sind. Dabei ist darauf zu achten, daß eine Meßstromdichte von 10 Arn"² nicht überschritten wird, um eine zerstörungsfreie und beeinflussungsfreie Messung zu garantieren. Vor der Messung wird das Meßobjekt gegen Erde isoliert, indem beispielsweise die Rollenschienen mit einem isolierenden Belag überzogen sind. Erreicht eine Schlachtkörperhälfte den Meßplatz, so wird das Einstichelektrodenpaar etwa senkrecht zur Körperlängsachse, beispielsweise am Musculus longissimus dorsi in Höhe der 13. Rippe, vollständig in das Gewebe eingestochen. Die an den oberen Enden isolierten Edelstahlnadeln sichern, daß nur die interessierende Muskelschicht in das Meßergebnis eingeht. Durch die Ausbildung der Einstichelektroden — Messen in einer Ebene, die beispielsweise quer zur Faserrichtung geht und ein Faserpaket erfaßt — kommt es zu einer Mittelwertbildung, durch die lokale Abweichungen ausgeglichen werden. Es werden nun die passiven elektrischen Größen des Meßobjektes an der gewählten charakteristischen Einstichstelle bei zwei Frequenzen f, und f₂ gemessen. Hierbei liegt die Frequenzf, in dem durch die Membranen bedingten Dispersionsgebiet und die Frequenzf₂ in dem durch die lonenkonzentration des extrazellulären Mediums bedingten Dispersionsgebiet, und zwar im Maximum des Imaginärteils des Leitwertes. Die Lage der Dispersionsgebiete wird durch Aufnahme der Ortskurve in bekannter Weise einmalig für den jeweiligen Gewebetyp bestimmt. Gemessen werden entweder die Verlustfaktoren, aus denen der P-Wert, oder die relativen Maxima des Imaginärteils der komplexen Leitfähigkeit, aus denen der W-Wert gebildet wird. Die erhaltenen Werte werden mit den Bezugswerten für diesen Gewebetyp verglichen und danach der Gebrauchswert bestimmt.

Wählt man beispielsweise f| bei 1OkHz undf₂ bei 100Hz und benutzt ein Einstichelektrodenpaar mit einer Nadellänge und einem Nadelabstand von jeweils 30 mm, so zeigt Fleisch sehr guter Qualität 20 Stunden postmortem P-Wertevon etwa 4, Fleisch sehr schlechter Qualität P-Wertevon etwa 0,001

Zur Ermittlung der Werte kann die im Ausführungsbeispiel 1 beschriebene Meßanordnung benutzt werden.

Claims (2)

1. Verfahren und Meßanordnung zur Bestimmung von Veränderungen biologischer Gewebe und Zellen, insbesondere Verfahren und Meßanordnung zur Bestimmung des Gebrauchswertes von Fleisch sowie daraus hergestellter Erzeugnisse, um unter industriellen Bedingungen eine Sortierung nach dem Verwendungszweck zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßobjekt mit definierter Temperatur und gegen Erde isoliert zwischen ein Elektrodenpaar gebracht oder ein Einstichelektrodenpaar an einer bestimmten, aber beliebigen Stelle in das Meßobjekt bzw. die interessierende Gewebeschicht eingestochen, bei einer Meßstromstärke, die eine zerstörungsfreie und beeinflussungsfreie Messung gewährleistet, eine von der Kapazität der Membranen des Gewebes abhängige Größe gemessen, vorzugsweise indem eine Kombination der Meßwerte der passiven elektrischen Größen bei den Frequenzen f-i und f₂ gebildet, wobei die Frequenzf-i im beta-Dispersionsgebiet und die Frequenzf₂ unterhalb dieses, insbesondere im Maximum des Imaginärteils des alfa-Dispersionsgebietes der Leitfähigkeit, liegt, und diese mit Bezugswerten verglichen wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kombination der Meßwerte bei beiden Frequenzen ^ und f₂ der Impedanzanteil der Membranen durch das Verhältnis der Verlustfaktoren des Meßobjektes, dargestellt durch