Спосіб визначення вологоутримуючої здатності м’яса

Реферат: Спосіб визначення вологоутримуючої здатності м'яса, при якому готують пробу м'яса масою 300 мг з точністю до 1 мг, котру переносять на беззольний фільтрувальний папір. Фільтрувальний папір з пробою розташовують між двома плексигласовими пластинами. На верхню пластину поміщають важок масою 1 кг і здійснюють пресування протягом 10 хвилин. Після цього знімають верхню пластину з важком. Фільтрувальний папір сканують та здійснюють комп'ютерну обробку зображення. Зображення порівнюють зі стандартним зображенням відомої площі і автоматично обчислюють площу загальної та м'ясної плям. Автоматично розраховують ВУЗ м'яса. UA 103354 U (12) UA 103354 U UA 103354 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до ветеринарної медицини, зокрема до ветеринарно-санітарної експертизи та технології продукції тваринництва, і може бути використана для визначення вологоутримуючої здатності м'яса. М'ясо є багатокомпонентним, варіабельним за складом і властивостями продуктом тваринного походження. У зв'язку з цим особливо важливого значення набуває інформація про функціонально-технологічні властивості різних видів основної сировини та її компонентів, вплив допоміжних інгредієнтів і зовнішніх факторів на характер їх зміни. Вологоутримуюча здатність м'яса (ВУЗ) - один із показників його якості. Відомим аналогом є спосіб визначення ВУЗ м'яса за допомогою пресування за Р. Грау та Р. Хаммом відомий давно [1]. Він полягає в розрахунку площі вологої плями, яку залишає на фільтрі зразок м'яса відомої маси під тиском важка, а також в припущенні, що ВУЗ м'яса є пропорційною площі плями. Але недоліком відомого способу є труднощі обчислення площі плями неправильної форми [2]. Найближчим аналогом до корисної моделі є спосіб визначення ВУЗ м'яса методом пресування за Р. Грау та Р. Хаммом у стандартній модіфікації В.П. Воловинської та Б.І. Кельман [3]. Цей спосіб полягає в тому, що готують зразок (наважку) м'яса масою 300 мг, який зважують на аналітичних вагах з точністю до 3-го знака. Наважку поміщають на попередньо зважене коло з поліетиленової плівки і переносять на беззольний паперовий фільтр таким чином, щоб проба лежала на фільтрі. Фільтр з пробою розташовують між двома пластинами з плексигласу. На верхню пластину поміщають важок масою 1 кг. Тривалість пресування - 10 хвилин. Після закінчення зазначеного часу знімають верхню пластину з важком і на фільтрі обводять олівцем контур плями навколо пресованого м'яса (тобто м'ясної плями - МП) і контур загальної плями (ЗП) по межі поширення вологи, як це показано на кресленні. За допомогою планіметра визначають площі МП і ЗП не менше трьох разів та усереднюють ці дані з метою зменшення впливу статистичної похибки. Потім розраховують ВУЗ м'яса згідно з формулою: ВУЗ  де A - 8,4  S  100 , (1) M ВУЗ - вологоутримуюча здатність м'яса у відсотках; 300  B ( - 100 масова частка A - загальна кількість вологи у зразку м яса в мг: A  B 100 30 35 вологи в м'ясі у відсотках, значення якої отримують незалежно за даними хімічного аналізу з високою точністю - до 0,01 %); 8,4 - константа, яка отримана експериментальним шляхом, вона означає кількість вологи, 3 що утримується 1 см фільтра; 2 S - площа вологої плями (ВП) у см . Як помітно з фігури 1, ця площа є різницею між площею загальної і м'ясної плям: ВП = ЗП - МП. M - маса м'яса у зразку (300 мг з точністю до 1 мг). З формули (1) випливає, що основним джерелом помилки визначення ВУЗ є помилка визначення площі S вологої плями за допомогою планіметра, яка складає в абсолютних 2 одиницях приблизно 0,1 см . Приймаючи, що площа ВП для навіски масою 300 мг становить не 2 більше 10 см , отримуємо відносну помилку визначення ВУЗ, яка перевищує 1 %. Це є недоліком відомого способу. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу визначення ВУЗ м'яса шляхом зменшення похибки вимірювання площі вологої плями та автоматизації самого процесу вимірювання площі. У корисній моделі застосовують сканування фільтра з плямами з наступною комп'ютерною обробкою зображення, порівнянням цього зображення зі стандартним відомої з точністю до 1 2 2 мм площі 1 см та визначенні числа пікселів у стандартному зображенні, ЗП та МП. Це суттєво підвищує точність вимірювання площ. При цьому немає потреби в обведенні контурів плям та багатократному повторюванні вимірювань їх площ за допомогою планіметра. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення вологоутримуючої здатності м'яса, при якому готують пробу м'яса масою 300 мг з точністю до 1 мг, котру переносять на беззольний фільтрувальний папір з пробою, який розташовують між двома плексигласовими пластинами, потім на верхню пластину поміщають важок масою 1 кг і здійснюють пресування протягом 10 хвилин, після цього знімають верхню пластину з важком, згідно з корисною моделлю, фільтрувальний папір сканують і здійснюють комп'ютерну обробку зображення, яке порівнюють із стандартним зображенням площі відомого розміру та автоматично обчислюють площу загальної і м'ясної плям. Потім автоматично розраховують ВУЗ м'яса за формулою:   40 45 50 55 1 UA 103354 U ВУЗ  A - 8,4  S  100 , M де ВУЗ - вологоутримуюча здатність м'яса у відсотках; A 300  B ( - масова частка вологи в м'ясі у B 100 відсотках, значення якої отримують окремо хімічним аналізом м'яса); 8,4 - константа, яка 3 2 означає кількість вологи, утриманої 1 см фільтра; S - площа вологої плями у см , яка є загальна кількість вологи у пробі м яса в мг: A  5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 різницею між площами загальної і м'ясної плям; M - маса м'яса у пробі (300 мг). Корисна модель пояснюється кресленням, де 1 – м'ясна пляма (МП), 2 – загальна пляма 2 (ЗП), 3 – стандартне зображення площею 1 см , (усі шкали в одиниця мм). Відібрана проба білого м'яса курчат-бройлерів масою М=300 мг, яка була зважена на аналітичних вагах з точністю до 1 мг. Далі цю пробу перенесли на беззольний фільтрувальний папір. Фільтрувальний папір з пробою помістили між двома плексигласовими пластинами, потім на верхню пластину поклали важок масою 1 кг і здійснили пресування протягом 10 хвилин, після чого зняли верхню пластину з важком. Потім зняли фільтрувальний папір, на якому залишилися ЗП та МП, далі висушували його протягом 1 години. Після цього здійснили сканування сухого фільтрувального паперу та одержали його зображення, яке схематично показано на кресленні. Одночасно було відскановано стандарне зображення квадрата з міліметрового паперу загальною площею 1 см (поз. 3 креслення). Усе зображення було скопійовано в програму "Adob Photoshop CS6 13.1.2" та відкрито за допомогою команди "Extended". Далі на загальному зображенні виділили стандартний квадрат площею 1 2 см та визначили його площу у пікселях за допомогою команд: "Зображення- Аналіз-Записати вимірювання". Для покращення точності виділення квадрата збільшували зображення, використовуючи "Навігатор". Площа одиничного квадрата (1 см) відповідала 14400 пікселям. Потім виділили ділянку зображення, яка містила МП (поз. 1 креслення), та виміряли її площу у пікселях за допомогою команд: "Зображення-Аналіз-Записати вимірювання". Площа МП 2 відповідала 30133 пікселям або 30133:14400=2,092 см . Далі виділили ділянку зображення, яка містила ЗП (поз. 2 креслення), та визначили її площу в пікселях за допомогою команд: "Зображення-Аналіз-Записати вимірювання". Площа ЗП відповідала 149356 пікселям або 2 2 149356:14400=10,372 см . Таким чином, одержали результати вимірювань: ЗП=10,372 см , 2 2 МП=2,092 см . Площа вологої плями становила: S= ЗП-МП=10,201-2,058=8,280 см . Окремо за допомогою хімічного аналізу була визначена загальна масова частка вологи в м'ясі у відсотках, яка складала: А = 76,56 %. Підставлючі ці дані у рівняння (1), одержали значення ВУЗ=53,376 % (з точністю до 0,001 %. Приклад конкретного виконання Запропонований спосіб визначення вологоутримуючої здатності м'яса здійснюється наступним чином. На експертизу надійшли 5 зразків білого м'яса курчат-бройлерів та 5 зразків червоного м'яса. З усіх зразків були відібрані проби масою Μ=300 мг, які були зважені на аналітичних вагах з точністю до 1 мг. Далі ці проби переносили на беззольний фільтровальний папір. Фільтровальний папір з пробами розташовували між двома плексигласовими пластинами, потім на верхню пластину поміщали важок масою 1 кг і здійснювали пресування протягом 10 хвилин, після чого знімали верхню пластину з важком. Потім знімали фільтрувальний папір, на якому залишалися ЗП та МП, та висушували його протягом 1 години. Спочатку площі ЗП та МП вимірювали за допомогою планіметра згідно з відомим способом [3] по три рази на кожній пробі з наступним усередненням. Результати наведено в 3-му та 4-му стовпчиках таблиці. Площу ВП визначали, як різницю S=ЗП-МП. Результати наведено в 5-у стовпчику таблиці 1. Окремо методом хімічного аналізу вимірювали загальну масову частку вологи в наданих зразках у відсотках з точністю до 0,01 %. Результати наведено у 2-у стовпчику таблиці. Потім за формулою (1) визначали ВУЗ м'яса. Результати обчислень наведено в 6-му стовпчику таблиці. Далі для підвищення точності та достовірності визначення ВУЗ було застосовано спосіб, що пропонується. Для цього здійснювали сканування сухого фільтрувального паперу для кожного зразка та одержували його зображення, яке схематично показано на кресленні. Одночасно було відскановано стандартне зображення квадрата з міліметрового паперу загальною площею 1 см (поз. 3 креслення). Усі зображення були скопійовані в програму "Adob Photoshop CS6 13.1.2" та відкриті за допомогою команди "Extended". Далі на загальному зображенні виділяли 2 стандартний квадрат площею 1 см та вимірювали його площу у пікселях за допомогою команд: "Зображення-Аналіз-Записати вимірювання". Для покращення точності виділення квадрата 2 збільшували зображення, використовуючи "Навігатор". Площа одиничного квадрата (1 см ) 2 UA 103354 U 5 відповідала 14400 пікселям. Потім виділяли ділянку зображення, яка містила МП (поз. 1 креслення), та вимірювали її площу у пікселях за допомогою команд: "Зображення-Аналіз2 Записати вимірювання". Цю площу перераховували у см , поділивши на 14400 пікселів. Результати наведені у 7-у стовпчику таблиці. Далі виділяли ділянку зображення, яка містила ЗП (поз. 2 креслення), та вимірювали її площу у пікселях за допомогою команд: "ЗображенняАналіз-Записати вимірювання". Цю площу теж перераховували у см, поділивши на 14400 пікселів. Результати наведені у 8-у стовпчику таблиці. Площа ВП становила: S = ЗП - МП. Результати наведені у 9-у стовпчику таблиці. Потім за формулою (1) визначали ВУЗ м'яса. Результати обчислень наведені у 10-у стовпчику таблиці. 10 Таблиця Визначення ВУЗ курячого м'яса Згідно з найближчим аналогом № Волога В, 2 2 2 зразка % ЗП, см МП, см ВП, см ВУЗ, % 1 2 3 4 5 6 Біле м'ясо 1 76,00 9,4 3,0 6,4 58,08 2 77,11 13,3 2,3 11,0 46,31 3 76,95 13,5 3,0 10,5 47,55 4 75,83 12,1 2,4 9,7 48,67 5 75,50 11,2 2,6 8,6 51,42 Червоне м'ясо 1 2 3 4 5 6 1 76,89 12,0 2,3 9,7 49,73 2 79,03 14,2 2,0 12,2 44,87 3 78,03 11,4 3,5 8,4 55,91 4 78,45 12,3 2,3 10,0 50,45 5 78,56 13,2 2,2 11,0 47,76 15 20 25 Згідно з корисною моделлю 2 2 ЗП, см МП, см ВП, см ВУЗ, % 7 8 9 10 9,306 13,143 13,378 11,975 10,756 3,127 2,157 2,764 2,272 2,348 6,179 10,986 10,614 9,603 8,408 58,699 46,349 47,231 48,662 51,957 7 11,657 13,714 11,041 11,649 13,023 8 2,203 1,819 3,151 2,192 2,104 9 9,454 11,613 7,890 9,457 10,919 10 50,419 45,724 55,938 51,970 47,987 Порівнявши між собою результати застосування найближчого аналога та корисної моделі, можна зробити висновки, що останній дозволяє проводити визначення ВУЗ м'яса з точністю до 0,001 % у порівнянні з 0,01 % згідно найближчого аналога. Технічний ефект досягається за рахунок підвищення точності вимірювання площ плям з 0,1 см до 0,001 см. Абсолютна похибка найближчого аналога відносно корисної моделі знаходиться у межах 1,5 %. Таким чином, корисна модель: 1. Визначати ВУЗ з точністю до 0,001 % за рахунок підвищення точності вимірювання 2 площин плям до 0,001 см . 2. Проводити визначення ВУЗ в автоматичному режимі, виключивши застосування механічних вимірювань площ плям. Джерело інформації: 1. Grau R. Über den Einfluß von Calcium-lonen auf die Wasserbindung des zerkleinerten Säugetiermuskels /R. Grau, R. Hamm, A. Baumann //Naturwissenschaften. - 1953. - V. 40, Issue 20. P. 535-536. 2. Connell J.J. Modification of Grau and Hamm's method for the determination of water-binding /J.J. Connell //Naturwissenschaften. - 1955. - V. 42, Issue 15. - p. 443. 3. Воловинская В.Η. Разработка метода определения влагопоглощаемости мяса /В.Н. Воловинская, Б.Я. Кельман //Труды ВНИИМП. - 1962. - вып. П. - с. 128-138. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Спосіб визначення вологоутримуючої здатності м'яса, при якому готують пробу м'яса масою 300 мг з точністю до 1 мг, котру переносять на беззольний фільтрувальний папір, фільтрувальний папір з пробою розташовують між двома плексигласовими пластинами, потім на верхню пластину поміщають важок масою 1 кг і здійснюють пресування протягом 10 хвилин, після цього знімають верхню пластину з важком, який відрізняється тим, що фільтрувальний папір сканують та здійснюють комп'ютерну обробку зображення, яке порівнюють зі стандартним зображенням відомої площі і автоматично обчислюють площу загальної та м'ясної плям, потім автоматично розраховують ВУЗ м'яса за формулою: 3 UA 103354 U ВУЗ  A - 8,4  S  100 , M де ВУЗ - вологоутримуюча здатність м'яса у відсотках; A 300  B ( B - масова частка вологи в м'ясі у 100 відсотках, значення якої отримують окремо хімічним аналізом); 8,4 - константа, яка означає 3 кількість вологи, утриманої 1 см фільтра; S - площа вологої плями у см, яка є різницею між загальна кількість вологи у пробі м'яса в мг: A  5 площами загальної і м'ясної плям; M - маса м'яса у пробі (300 мг). Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4