PL240779B1 - Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym - Google Patents

Description

PL 240 779 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym.

Znane ze stosowania są urządzenie do oceny zawartości tłuszczu śródmięśniowego w tuszy. Podczas oceny wzrokowej stosowane są wzorce barwne, zwłaszcza Tashiro lub skala JCS. Ocena wzrokowa polega na zbadaniu przez eksperta próbki przez oględziny przy świetle naturalnym albo przy świetle sztucznym. Jest ona jednak obarczona subiektywizmem oceniającego, a możliwości stosowania jej w procesie produkcyjnym są ograniczone, ponieważ oko ludzkie szybko się męczy i w miarę upływu czasu jego zdolność do rozróżniania poszczególnych cech obiektu maleje.

W sposobach chemicznych oceny zawartości tłuszczu śródmięśniowego w tuszy najczęściej stosowany jest sposób ekstrakcyjno-wagowy, zwłaszcza metoda Soxhleta, metoda Gottlieba-Rosego lub metoda przyśpieszonej ekstrakcji. Sposób ekstrakcyjno-wagowy polega na wydzielaniu z badanej próbki substancji tłuszczowej za pomocą rozpuszczalnika i oznaczeniu jej masy, a następnie jej udziału w całości próbki. W metodzie Soxhleta, zgodnie z normą PN-ISO 1444:2000 proces prowadzony jest w ekstraktorze, w którym badana próbka zostaje poddana ekstrakcji. Do ekstrakcji tłuszczu stosowany jest zwłaszcza eter naftowy, eter etylowy lub ich mieszaniny. Stosowane obecnie urządzenia do ekstrakcji wymagają specjalistycznej obsługi i wykwalifikowanej kadry w specjalistycznym laboratorium. Urządzenia te wykorzystują niebezpieczne i toksyczne rozpuszczalniki, zaś sam proces ekstrakcji jest czasochłonny przez co przeprowadzenie pojedynczego oznaczenia wynosi kilka godzin.

Z opisu patentowego PL 190358 B1 znany jest sposób oceny półtusz przez optyczne przetwarzanie obrazu ujmowanego przy wejściu towaru, w punktach klasyfikacji lub przy wyjściu towaru w rzeźniach i zakładach przetwórstwa mięsnego. Tego rodzaju półtusze z reguły są zawieszone na hakach i są transportowane za pomocą specjalnego systemu poprzez rzeźnie i zakłady przetwórstwa mięsnego. Ten znany sposób służy do oceniania półtusz wieprzowych, ale zasadniczo nadaje się również do półtusz wołowych, owczych, kozich albo półtusz innych dużych i małych zwierząt rzeźnych. Ten znany sposób charakteryzuje się tym, że ocenie poddaje się wyłącznie dostępne optycznie z zewnątrz, rozszerzone obszary lędźwiowe półtusz. Dla każdego obszaru obrazu, jednakowo przelicza się człony utworzone z oddzielnych sygnałów barwnych piksela, przy czym w pierwszym etapie postępowania ujmuje się i zapamiętuje elektronicznie poszerzony obszar lędźwiowy półtusz wieprzowych. W drugim etapie postępowania po analizie obliczonych członów dla każdego obszaru obrazu poprzez obraz częściowy ustala się obszar oceny. W trzecim etapie postępowania przez analizę wartości ekstremalnych różnic obliczonych członów dla każdego obszaru określa się i zapamiętuje punkty konturu na obszarze oceny. W czwartym etapie postępowania przez wygładzenie krawędzi obszarów obrazu konturowego oblicza się i zapamiętuje kontury liniowe. W piątym etapie postępowania przyporządkowuje się konturom liniowym i zapamiętuje się grzbietowe zewnętrzne granice konturu, granicę słonina/MGM, granicę MGM/tłuszcz i kanał szpiku kostnego, zaś w szóstym etapie postępowania zgodnie z konturami liniowymi przeprowadza się klasyfikowanie półtusz metodą pomiaru dwupunktowego, przy czym w pierwszym punkcie tego pomiaru oblicza się minimalną grubość słoniny, a w drugim punkcie, odpowiadającym punktowi przecięcia granicy słonina/MGM z granicą MGM/tłuszcz, oblicza się grubość mięśni aż do kanału szpiku kostnego.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku PL 341645 A1 znany jest sposób oceniania półtusz rzeźnych przez optyczne przetwarzanie obrazu, który realizowany jest poprzez fotogramometryczne ustalenie dwóch punktów znacznikowych i jednej prostej, do której oblicza się równoległe i prostopadłe, przy czym jako pierwszy punkt znacznikowy wykorzystuje się koniec kości zamkowej od strony ciała, a jako pierwszy kierunek wykorzystuje się środkowy odcinek słoniny grzbietowej.

W opisie patentowym PL 200867 B1 został ujawniony sposób oceny tłuszczu w półtuszach rzeźnych, zwłaszcza w półtuszach wieprzowych, który prowadzony jest w sposób bezkontaktowy w warunkach przemysłowych i polega na optycznym przetwarzaniu obrazu półtuszy przez komputer oraz wyznaczeniu znaczników punktowych. W tym znanym sposobie najpierw dokonuje się pomiaru wagi półtuszy, a następnie dokonana zostaje ocena makroskopowa oraz pomiar grubości warstwy tłuszczu w pięciu punktach pomiarowych na linii przepołowienia od strony wewnętrznej w linii sutek i grzbietu odniesionych do stałych anatomicznych punktów kostnych oraz na pomiarze powierzchni zewnętrznej płata tłuszczu.

PL 240 779 B1

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku US 3877818 A znany jest sposób pomiaru zawartości tłuszczu w mięsie, w którym próbka wystawiana jest na działanie światła podczerwonego, które jest przekazywane lub odbijane od mięsa na przechylające się zwierciadło, które powoduje, że odpowiednio transmitowane lub odbite światło z mięsa przechodzi przez filtr interferencyjny przy różnych kątach padania, a zmieniając ten kąt padania, następuje zmiana długości fali promieniowania przechodzącego przez filtr w wąskim paśmie, w widmie podczerwieni. Filtr jest wybierany ze względu na jego czułości w paśmie absorpcji tłuszczu mięsnego. Detektor odbiera światło przekazywane przez filtr i generuje sygnał elektryczny, który jest przetwarzany w celu odczytania zawartości tłuszczu w próbce.

W opisie zgłoszeniowym wynalazku US2004081275 A1 został ujawniony sposób oraz urządzenie do ciągłego określania zawartości tłuszczu w mięsie. W tym znanym urządzeniu stosowana jest taśma przenośnika, na której kawałki mięsa przeznaczone do badania przesuwane są poza źródło promieniowania służące jak środek analizy tłuszczu. Tłumienie wiązki promieniowania rentgenowskiego emitowanego ze źródła promieniowania jest mierzone przez detektor w celu określenia zawartości tłuszczu. Urządzenie ważące w sposób ciągły określa wagę ilości mięsa umieszczonego na taśmie przenośnika w czasie pomiaru, co umożliwia również obliczenie bezwzględnej zawartości tłuszczu. W ujawnionym w opisie zgłoszeniowym sposobie badane mięso przenoszone jest z przenośnika taśmowego do mieszalnika, zaś skumulowana zawartość tłuszczu w mieszalniku jest obliczana w porównaniu z wartością zadaną, a przenośnik taśmowy jest obciążony chudym lub tłustym mięsem w zależności od wyniku tego obliczenia.

Z opisu zgłoszeniowego wynalazku JPH06242102A znane jest urządzenie oraz sposób badania tkanek ciała. To znane urządzenie zawiera podłoże pomiarowe, na którym umieszczana jest badana próbka, źródło światła, urządzenie do wykrywania odbitego światła, urządzenie wejściowe obrazu odbitego światła oraz urządzenie do przetwarzania tego obrazu odbitego światła. W tym znanym urządzeniu nie została zastosowana żadna osłona badanej próbki. Taka osłona nie została również zastosowana w urządzeniu do określania jakości mięsa, znanym z opisu zgłoszeniowego wynalazku US4226540A. To znane urządzenie powinno być stosowane w zaciemnionym pomieszczeniu.

Celem wynalazku było opracowanie nowego urządzenia do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym, które będzie łatwe w obsłudze, wyeliminuje konieczność stosowania niebezpiecznych rozpuszczalników i umożliwi uzyskiwania wyników w krótkim czasie.

Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym, zawierające podłoże pomiarowe, co najmniej jedno źródło światła oraz rejestrator obrazu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera stanowisko na próbkę mięsa oraz klosz separacyjno-tłumiący z porowatą powierzchnią wewnętrzną koloru czarnego, który jest w postaci walca z otwartą podstawą górną i dolną, zaś średnica jego otworu górnego jest mniejsza od średnicy jego otworu dolnego, a ponadto w otworze dolnym klosza separacyjno-tłumiącego umieszczone jest porowate podłoże pomiarowe koloru czarnego, na którym osadzone jest stanowisko z materiału porowatego koloru czarnego na próbkę mięsa, a w górnej części klosza separacyjno-tłumiącego są co najmniej dwa źródła światła pomiędzy którymi umieszczony jest, połączony z komputerem, rejestrator obrazu lub połączony z komputerem miernik luminacji.

Korzystnie stanowisko na próbkę mięsa na podłożu pomiarowym jest osadzone w centralnej części jego powierzchni górnej, przy czym stanowisko na próbkę mięsa ma kształt krótkiego walca, a ponadto stanowisko na próbkę jest trwale połączone z podłożem pomiarowym.

Dalsze korzyści uzyskiwane są, jeśli źródło światła jest lampą LED, przy czym źródło światła ma temperaturę barwową 5600 K, zaś rejestratorem obrazu jest matrycowy aparat fotograficzny o wysokiej rozdzielczości obrazu, przy czym aparat fotograficzny ma obiektyw do wykonywania zdjęć z bliskiej odległości i małej powierzchni.

Następne korzyści uzyskuje się, jeżeli rejestrator obrazu z komputerem połączony jest pierwszym przewodem łączącym albo połączony jest bezprzewodowo, zaś miernik luminancji z komputerem połączony jest drugim przewodem łączącym albo połączony jest bezprzewodowo.

Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym według wynalazku umożliwia wykonywanie analizy struktury powierzchni próbki mięsa z zawartością tłuszczu dzięki rozkładowi luminancji. Uzyskiwane wyniki są dokładne, a samo urządzenie ma prostą budowę i jest łatwe w obsłudze oraz umożliwia uzyskiwanie wyników badania w krótkim czasie bez konieczności stosowania toksycznych odczynników chemicznych.

PL 240 779 B1

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym w widoku schematycznym.

Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym według wynalazku w pierwszym przykładzie wykonania zawiera klosz separacyjno-tłumiący 1, który ma postać walca z otwartą podstawą górną i dolną, przy czym średnica otworu górnego 2 jest mniejsza od średnicy otworu dolnego. Średnica otworu dolnego klosza separacyjno-tłumiącego 1 jest dopasowana do konturu podłoża pomiarowego 3, które umieszczone jest w otworze dolnym klosza separacyjno-tłumiącego 1. Poziom dopasowania podłoża pomiarowego 3 do otworu dolnego klosza separacyjno-tłumiącego 1 zapewnia brak możliwości wnikania do klosza separacyjno-tłumiącego 1 światła. Tworząca klosz separacyjno-tłumiący 1 ma kształt łamanej, zaś jego powierzchnia wewnętrzna jest barwy czarnej i posiada dużą porowatość oraz charakteryzuje się możliwie niskim współczynnikiem odbicia światła. Podłoże pomiarowe 3 ma płaską górną powierzchnię o konturze kołowym, jest koloru czarnego i wykonane jest z materiału pozwalającego na pochłanianie światła padającego na nie oraz na eliminowanie zjawiska odbicia od niego światła. W centralnym punkcie powierzchni górnej podłoża pomiarowego 3 umieszczone jest stanowisko 4 na próbkę mięsa, które ma kształt krótkiego walca i jest w kolorze czarnym oraz posiada strukturę porowatą. W górnej strefie klosza separacyjno-tłumiącego 1 rozmieszczone są cztery źródła światła 5 stanowiące lampy LED emitujące światło białe, które skierowane są pionowo w dół. Poziom rozproszenia światła przez poszczególne źródła światła 5 realizuje sumarycznie możliwie jednorodne oświetlenie podłoża pomiarowego 3. Wszystkie źródła światła 5 emitują ten sam strumień świetlny. W centralnej części klosza separacyjno-tłumiącego 1, bezpośrednio nad badaną próbką mięsa, pomiędzy źródłami światła 5 umieszczony jest rejestrator 6 obrazu, który skierowany jest pionowo w dół. Rejestrator 6 obrazu, który jest matrycowym aparatem fotograficznym z możliwością rejestracji obrazu o dużej rozdzielczości i zapisie w bezstratnym formacie RAW przemieszczany jest wzdłuż pionowej osi symetrii klosza separacyjno-tłumiącego 1. Obiektyw rejestratora 6 obrazu jest dopasowany do możliwości wykonywania zdjęć z bliskiej odległości oraz zdjęć małej powierzchni. Z rejestratorem 6 obrazu, poprzez pierwszy przewód łączący 7, połączony jest komputer 8, który wyposażony w oprogramowanie pozwalające na przekształcanie wykonanych zdjęć próbek mięsa w pseudokolorystyczne obrazy rozkładu luminancji oraz przeprowadzające obliczenia, które pozwalają na określenie zawartości tłuszczu w mięsie.

Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza w wieprzowym lub wołowym według wynalazku w drugim przykładzie wykonania, takie jak w przykładzie pierwszym z tym, że tworząca klosz separacyjno-tłumiący 1 ma kształt łuku, zaś w centralnej części klosza separacyjno-tłumiącego 1, bezpośrednio nad badaną próbką mięsa, pomiędzy źródłami światła 5 umieszczony jest matrycowy miernik rozkładu luminancji, który skierowany jest pionowo w dół, zaś stanowisko 4 na próbkę mięsa jest trwale połączone z podłożem pomiarowym 3, a źródło światła 5 ma temperaturę barwową 5600 K, a ponadto rejestrator 6 obrazu jest połączony z komputerem 8 bezprzewodowo.

Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym według wynalazku w trzecim przykładzie wykonania, takie jak w przykładzie pierwszym, z tym, że zamiast rejestratora 6 obrazu jest miernik luminancji.

Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym według wynalazku z czwartym przykładzie wykonania, takie jak w przykładzie pierwszym, z tym, że obok rejestratora 6 obrazu z komputerem 8 połączony jest, drugim przewodem łączącym, miernik luminancji.

Sposób pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, urządzeniem do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym według wynalazku prowadzi się tak, że badaną próbkę mięsa umieszcza się na stanowisku 4 w kloszu separacyjno-tłumiącym 1. Następnie próbkę mięsa oświetla się strumieniem świetlnym emitowanym przez źródła światła 5. Strumień świetlny ma takie samo natężenie na całej badanej powierzchni. Rejestratorem 6 obrazu rejestruje się obraz próbki z jego rozkładem na piksele i przesyła się go pierwszym przewodem łączącym 7 do komputera 8, w którym prowadzi się analizę kolejnych pikseli obrazu i na podstawie ich luminancji dzieli się je na dwie grupy. Grupa pierwsza utworzona jest przez piksele obrazu tkanki mięśniowej, zaś grupa druga utworzona jest piksele obrazu tkanki tłuszczowej. Następnie z wykorzystaniem programu kompu-

Claims (12)

1. PL 240 779 B1 terowego zainstalowanego na komputerze 8 sumuje się piksele w obu grupach i określa się ich stosunek, na podstawie którego określa się stosunek tkanki mięśniowej do tkanki tłuszczowej w badanej próbce mięsa.

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do pomiaru zawartości tłuszczu śródmięśniowego w mięsie, zwłaszcza wieprzowym lub wołowym, zawierające podłoże pomiarowe, co najmniej jedno źródło światła oraz rejestrator obrazu, znamienne tym, że zawiera stanowisko (4) na próbkę mięsa oraz klosz separacyjno-tłumiący (1) z porowatą powierzchnią wewnętrzną koloru czarnego, który jest w postaci walca z otwartą podstawą górną i dolną, zaś średnica jego otworu górnego (2) jest mniejsza od średnicy jego otworu dolnego, a ponadto w otworze dolnym klosza separacyjno-tłumiącego (1) umieszczone jest porowate podłoże pomiarowe (3) koloru czarnego, na którym osadzone jest stanowisko (4) z materiału porowatego koloru czarnego na próbkę mięsa, a w górnej części klosza separacyjno-tłumiącego (1) są co najmniej dwa źródła światła (5) pomiędzy którymi umieszczony jest, połączony z komputerem (8), rejestrator (6) obrazu lub połączony z komputerem (8) miernik luminacji.
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że stanowisko (4) na próbkę mięsa na podłożu pomiarowym (3) jest osadzone w centralnej części jego powierzchni górnej.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że stanowisko (4) na próbkę mięsa ma kształt krótkiego walca.
4. 4. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienne tym, że stanowisko (4) na próbkę jest trwale połączone z podłożem pomiarowym (3).
5. 5. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienne tym, że źródło światła (5) jest lampą LED.
6. 6. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienne tym, że źródło światła (5) ma temperaturę barwową 5600 K.
7. 7. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 6, znamienne tym, że rejestratorem (6) obrazu jest matrycowy aparat fotograficzny o wysokiej rozdzielczości obrazu.
8. 8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że aparat fotograficzny ma obiektyw do wykonywania zdjęć z bliskiej odległości i małej powierzchni.
9. 9. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 8, znamienne tym, że rejestrator (6) obrazu z komputerem (8) połączony jest pierwszym przewodem łączącym (7).
10. 10. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 8, znamienne tym, że rejestrator (6) obrazu z komputerem (8) połączony jest bezprzewodowo.
11. 11. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 10, znamienne tym, że miernik luminancji z komputerem (8) połączony jest drugim przewodem łączącym.
12. 12. Urządzenie według jednego z zastrz. od 1 do 10, znamienne tym, że miernik luminancji z komputerem (8) połączony jest bezprzewodowo.