近红外光谱技术在牛肉嫩度检测中的应用

2017-02-01李司琪吉林省食品检验所

食品安全导刊 2017年36期

□ 李司琪吉林省食品检验所

牛肉是人们生活中重要的食物，牛肉的嫩度非常重要，适当的嫩度使人们食用时，能够感到牛肉口感鲜嫩，这属于牛肉的质地属性。人们购买牛肉时，肉的鲜嫩程度是关注的重点之一，同时也是比较常用的评价指标。对于牛肉鲜嫩程度评价划分为主观、客观两种。主观是根据培训之后的专业评审人员进行评审，当然会受到主观因素影响，所以这种评价方式存在很大的误差。客观评价是利用仪器对肉进行测量，测量其中的剪切力，具有一定的破坏性，同时取肉检测的步骤比较复杂，会消耗很长的时间。因此，应结合已经使用的检测手段，积极探索更适合检查鲜嫩程度的方法。

1 应用近红外光谱技术检测牛肉嫩度的历程

牛肉嫩度的检测，历经不断探索以及研究，开始应用近红外光谱法。这种方法的应用检测效果十分理想，同时也越来越受到各个国家的重视。根据Hildrum等人研究，认为牛肉在近红外反射光谱的作用下，成熟性会出现一定的变化。同时，牛肉鲜嫩度也会随着牛肉的成熟时间发生变化，从中发现近红外反射光谱与牛肉的嫩度具有微妙的联系[1]。用近红外反射光谱测量牛肉背长肌嫩度，发现长肌嫩度与牛肉纹理、风味等具有相关性。根据研究发展，本文对近红外光谱法检测技术进行了实验研究。

2 实验材料、方法

2.1 材料

实验研究的牛肉主要是取牛的12-13根肋骨之间牛肉背长肌，厚度约为3 cm。样本收集数量为64个。取出的样本都用保鲜膜装好，将其放置到2 ℃地方，放置时间为7 d。保证其可以充分嫩化成熟。

2.2 牛肉近红外吸收光谱扫描

此次研究中，所使用的近红外光谱分析仪主要是Nexus670型傅里叶近红外光谱仪，由Nicolet生产。光谱测量仪器范围为11 000-3 800 cm-1，检测器选择InGaAs。光谱扫描期间，对近红外光线照射进行控制，必须保证与肌纤维垂直的状态，处于横截面上，并且分辨率为8 cm-1，扫描次数为64次。保证对其中的每个样本都进行光谱扫描，同时扫描位置为3个不同位置。扫描之后，能够得到三个光谱曲线，将光谱线规划成一条平均曲线模式，扫描期间需要注意，一定要防止光束照到脂肪区域。

2.3 牛肉剪切力测定

牛肉剪切力测定，常用的方式是将肌肉放置于塑料包装袋中，放入水中加热，水温控制在75～80 ℃，加热到中心温度70 ℃左右最佳。取出肌肉，并且用保鲜袋将其安放好，放到4 ℃的空间中冷却，时间为24 h。根据肌纤维平行方向，将牛肉进行样品剪切，样本数量为3～4个，样品形状属于长条形，同时截面尺寸为10 mm×10 mm。样品长度为25 mm。用沃-布剪切仪沿样品垂直肌纤维方向，进行剪切，并且求其中的最大剪切力值。

2.4 牛肉嫩度主观评价

选择专业训练之后，拥有很多鉴定经验的评审人员对样本的鲜嫩程度进行分级，主要划分为三种级别，I、Ⅱ、Ⅲ分别代表嫩牛肉、中等嫩牛肉、老牛肉。主成分分析（PCA）、偏最小二乘法（PLS）、拓扑（Topological）分析等。本次实验主要采取多元线性回归方法。其计算统计分析表达方式如下。

F=b0+b1+fλ0+b2fλ1+......+bNfλN

公式中，F主要表示牛肉样本最大剪切力值，b0代表的是回归方程中的常数项具体系数，b1,b2,...,bN代表的是回归系数。其中fλNfλ1等表示各个波数点吸收的光谱值。利用逐步回归方式对其进行分析。根据入选自变量的手段，将逐步回归方式划分为三种形式：向前逐步回归、向后逐步回归、有进有出逐步回归[2]。

利用多元回归模式，针对45种肉样品，以鲜嫩度预测等级为主体，保证波束在4 000～10 000 cm-1，采取有进有出逐步回归方式，积极建立校正模型，并且根据计算公式，得出如下具体计算模式。

F=1.072+697.414X5120-682.331X5230-516.657X7630+822.860X7682-813.913X8130-118.401X7450+617.105X8400

根据X8130、X7450等吸光度值，方程系数为0.806。该模式对19个牛肉样品预测中，进行了等级评定，测定结果准确性得到提高。