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肉色测定过程中影响色差仪测量精度的因素分析

[导读]深圳市三恩时可hi有限公司的色差仪能够准确测星出颜色的差异,目前已经广泛用于肉类的研究领域。在使用色差仪测定肉色过程中存在着许多影响测星精度的因素,主要集中在光源、最佳观测时间、视场角度以及操作误差等方面。

在现实生活中,人们对于食品最直接的感受,往往来自于视觉。内类良好的颜色给人以强烈的购买倾向,激发人们食欲。不同品质的内类所反映出的颜色不同,差异显著。以猪肉为例,新鲜的猪内呈浅粉色,而较差的猪内呈灰白色1。评价颜色的差异不仅在生活中应用广泛,在实验研究方面也有非常重要的应用。消费者一般通过内类的颜色差异辨别出肉类新鲜度等质量因素I↓}在实验研究中通过测量肉类颜色的差异及变化可以推导肉类内部成分变化,这对于我国肉类产品加工、贸易、消费优质优价优质高效生产技术与管理体系的建立,保障肉类产业健康发展与提升有着重要的意义。

1色差仪的工作原理

肉类的颜色不能仅通过肉眼做出简单的判断,我们可利用色差仪或肉色板等进行检测[3。用肉色板评分会受到环境光的强度观察者的意识与观察角度等方面的影响,误差过大;色差仪检测成本低,操作简便,且仪器不受人的生理和心理因素影响,评价标准客观稳定[4↓,因此在肉类色差测量中应用广泛。通常所说的色差仪仿照人眼感色原理研制,由照明系统、探测系统和数据系统三部分组成〕照明、探测部分分为1045、“450" 、d0'、d1%等X量一观察方式。其中1045"是模纵人眼观察角度而设计,光源由45'角射入,0^'角进行测量。5d8积分球式色差仪是用一内壁涂白的球漫射照明样品,在8角测量,此结构可以更好的测试固体的反射与液体的透射",数据系统则是通过数值表达被测物体的颜色。根据CIE(国际照明委员会)规定,任何一种给定物体色的特性都可以用三刺激值(X Y,7)色度坐标来表示。色差仪是将原始的CIE三刺激值通过一系列数学关系的转换,表示成易于理解的数值,比如L '、a'b。在肉类检测中应用较多的为CIEL a b表色系统,其中+à值表示红色, -a值表示绿色+值表示黄色,,-→值表示蓝色;+L值表示明亮度,,↓表示阴暗度。通过这三个数值,可以准确的表示出被测物体的颜色。

目前国外对于内类色差研究较多,尤其欧洲与北美洲研究十分深入,我国在肉类实验中运用色差仪非常广泛,实验中所用的仪器主要分为日产美能达系列色差仪、美产HunterLab系列色差仪,以及国产各类色差仪。国外相关实验中运用日产美能达系列仪器占60%左右,美产Hunter Lah系列色差仪占31.6%'。虽然色差仪经常运用到内类实验中,但是对于色差仪如何精确刻量内类颜色的研究相对较少。在我国对于肉类色差实验中色差仪法的使用没有相关的行业标准,光源、视场角度、最佳观拾时间等参数设定不统一,导致测量误差较大,很多实验数据不能有效的关联、这给肉类行业的研究造成很多的不便,也是行业亟需解决的问题。本文针对内类色差实验中影响色差仪测量精度的各种因素进行讨论,分析出色差仪在肉类色差实验中适合的参数及规程。

2.影响因素

2.1光源参数

色差仪中的光源是指由CIE规定的模拟各种环境光线下的人工光源,其相对光谱功率分布近似于C.E标准照明体的相对光谱功率分布。就色差仪本身而言,选择适合捡网的光源)对于结果的准确性至关重要。色差仪内部标准光源通常有A光源、C光源、Dss.光源等!8〕。标准规定,在通常的色度计算优先采用Dss光源与A光源。

Dg光源是CIE1967年建议使用的标准光源。色温为6 5DO4K、接近于太阳光下的照明效果,是标准光源中最常用的人工日光,应用较为普遍9〕,约32.3%的研究采用此光源,采用率远远高于A光源与C光源,特别是在猪肉的实验方面,采用率约72%[10]。

在营养学中,大多数哺乳动物的肉如猪肉、牛肉、兔肉、鹿肉等都属于"红肉”的范畴,当测量红肉样的色差时,建议采用A光源

A光源指人工模拟分布温度为2856K透明玻壳充气钨丝灯

所发出的光。使用A光源测量红色波长占比例较高的样品所得到的数值与视觉评分的分数有更好的相关性。

根据浙江大学动物科学院的实验研究,标准光源A、Dg对于测量结果的影响各不相同,总体来说光源A最好,D g光源最差,在大量检测数据中, D-光源所测得的a值变异系数过高;对测量的准确性有一定的影响[11]。

2.2视场角度

色差仪中所采用的视场角度分为2'跟10°。视场角度的形成与人眼结构有关(见图2),对于任何的刺激,人眼中的锥体细胞都会产生反应。从生理学的角度讲,人眼视网膜中存在感光的推体细胞与杆体细胞,这些细胞将接受到的色光信号传到神经节细胞,,后由视神经传递到大脑中,产生色感。锥体细胞与视神经是一对一连接的,便于在光亮的条件下接受外界刻微,所以锥体细胞能感知物体的颜色。1931年CIE制定2视观测角实验是基于当时人们认为锥体细胞集中在视网膜的中心凹内,约7o0万推体细胞密集在2视场内,后来研究认为中心凹外也存在锥体细胞,于是1964年重新进行相关的实验后制定出了10°视场角度。

有文献分析在A光源下2°与10°差异不显著[7l。1964年制定了10°后,CIE标准建议采用10°视场角度。

2.3最佳观测时间

肉样切开后断面暴露在空气中时间的长短会影响内样的颜色。对于肉类样品色差值的测量,最佳观测时间是不能忽视的一个问题。暴露在空气中的内样颜色何时稳定决定着测量数值是否精确。肌肉中的肌红蛋白是肉色变化的重要因素(*〕,肌红蛋白是由单一的多聚肽或球蛋白辅以血色素组成,血色素中有一个六个雷位键结合的铁离子,连接着此配位键的分子的种类和跌离子的氧化还原状态决定了肉的颜色。

当内样暴露在空气中后,样品的颜色即发生变化。M.S.Brewer等人做过此类实验,将猪内肉样新切断面暴露在空气中,于0、5、10、20、30min时用色差仪测量猪内样。结果证明,样品的a '、 b'值在0~10min内上升,20 ~30min内保持稳定。而L值无明显变化[4!。由此可见,肉样暴露在空气中时间的长度虽然对1值无影响,但是对a'值和b`值影响较大。


不同种类肉样的最佳测量时间不同,研究表明,90%的牛肉的背最长肌和臀中肌切开后暴露在空气中60min后,色差值与氧合肌红蛋白的百分数会同时增加,而实验中猪肉样品切开后20~30min后颜色稳定(见表1)。由此可见,不同的肉样,颜色稳定的时间各不相同,建议找出适合测量样品的最佳观测时间后再进行实验。

2.4其他影响因素

除了上述因素外,肉样的温度和规范操作对色差的测量精度也有一定的影响。

肉样的测量温度应低于40℃。以猪内为例,在温度20℃、30℃C和40C时,抽提液的吸光率值相近,光潜的波形没有明显改变,当温度是5O0℃和60C时,内样肌红蛋白受热变性,吸比光潜的波形明显改变,吸光值明显下降15〕,所以肉样色差测量不可高于肌红蛋白变性的温度。并且色差仪的使用说明中明确规定,测定时的环境温度为0…~40℃。所以,在D-~40℃条件下可检测且样品温度变化不能太快。

错误操作对于实验的精度也能产生很大的影响。在色差实验中,正确使用仪器、操作规范、保养得当,能减少很多实验误差,保证实验的顺利进行。首先,使用色差仪前应预热仪器,光源光谱稳定,才能进行测量。并且要保证电源输出电压的稳定性,这样能保证光源发光稳定。其次,校正板应保持清洁、小心存放,不可长时间光照,避免因暗黄或裂纹而对仪器校正产生影v1!7l。再次,保证样品有足够的测量面积,最少不得少于仪器镜头面积。测量时镜头位于肌肉的新切横断面,镜头紧压内面保证不漏光!"1,且同一样品多次测量,减少误差。


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