牛肉顯微結構特性及大理石花紋特征與嫩度品質的關聯研究.pdf

1、完善牛肉分級制度與方法，是建立和健全牛肉分級和質量檢測標準、拉開牛肉的質量差價、引導市場消費、行威優(yōu)質優(yōu)價的牛肉市場的重要措施。影響消費者評定牛肉質量的因素主要包括嫩度、色澤、風味和多汁性，其中嫩度是最為重要的一個因素。目前，世界各國對牛肉嫩度評價的方法主要分為人工判定法和機械判定法。人工判定法易產生視覺疲勞，受主觀因素的影響，誤檢率高，效率低。機械判定法盡管正確率高，但對牛肉具有一定的破壞性，且操作繁瑣，耗時長。因此開發(fā)出一種高效率、

2、高正確率的牛肉在線檢測技術對于完善牛肉分級體系具有重要的意義。
　　通過對國內外牛肉分級方法現狀的深入分析，本文從影響牛肉嫩度的宏觀特性大理石花紋特征與微觀特性肌纖維特征這兩個角度出發(fā)，尋找和嫩度相關性較高的指標，建立嫩度預測的模型，為牛肉分級提供理論依據。本文主要的研究工作及結果如下:
　　1、本文搭建了由采集燈箱和輸送帶構成的圖像在線采集實驗平臺，此實驗平臺通過計算機、光電傳感器、相機、光源控制圖片的采集，通過觸摸屏、變

3、頻器、電機、輸送帶實現牛肉的輸送。經過實驗驗證此實驗平臺能夠實現在線采集圖片、并且采集到的圖片背景單一、清晰、利于后續(xù)圖像處理。
　　2、運用Matlab圖像處理方法對采集到的80個實驗樣本的牛肉圖像進行圖像預處理、背景的去除、二值化、腐蝕膨脹、眼肌區(qū)域提取、邊緣檢測等操作，最終提取出大理石花紋面積和周長特征值，并進行樣本剪切力的測定。分別分析不同牛齡的牛肉剪切力值、大理石花紋面積、大理石花紋周長的變化，結果表明隨著牛齡的增加，剪

4、切力值顯著增加，大理石花紋面積增加但不顯著，大理石花紋周長增加但不顯著。分別分析大理花紋面積和周長與剪切力之間的相關性，結果顯示，大理石花紋面積與剪切力之間顯著負相關且相關性系數為0.540，大理石花紋周長與剪切力之間顯著負相關且相關性系數為0.366。大理石花紋面積與剪切力的相關性高于大理石花紋周長與剪切力的相關性。
　　3、通過冷凍切片實驗，使用顯微鏡采集牛肉肌纖維圖片。利用image-pro plus專業(yè)圖像處理軟件，對顯微

5、圖片進行選色、修飾、計數和測量等操作，最終輸出牛肉肌纖維的直徑、周長和密度值并進行樣本剪切力的測定。分別分析不同牛齡的牛肉肌纖維直徑、周長、密度的變化，結果表明隨著牛齡的增加，肌纖維直徑顯著增加，肌纖維周長顯著增加，肌纖維密度減小但不顯著。分別分析肌纖維直徑、周長、密度與剪切力之間的相關性，結果顯示，肌纖維直徑與剪切力之間顯著正相關且相關性系數為0.798，肌纖維周長與剪切力之間顯著正相關且相關性系數為0.788，肌纖維密度與剪切力之間

6、顯著負相關且相關性系數為0.778，三者當中肌纖維直徑與剪切力的相關性最高。
　　4、根據相關性分析，分別從牛肉的宏觀特性和微觀特性中選取與牛肉剪切力值相關性最高的特征指標，建立牛肉嫩度預測模型為Y=17.445-1.525f1+2.231f2，其中Y為剪切力值，f1為大理石花紋面積，f2為肌纖維直徑。該模型的判定系數R2為0.731，屬于高度相關。選取20組牛肉樣本數據進行模型驗證，將牛肉剪切力的模型預測值與儀器實際測量值進行比