DK161110B - Fremgangsmaade til kvalitetskontrol af fiske-, kvaeg-, svine- og fjerkraeprodukter ved fluorescensmaaling - Google Patents

Description

i

DK 161110B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til kvalitetskontrol af fiske-, kvæg-, svine- og fjerkræprodukter ved fluorescensmåling, f.eks. til at styre en proces til behandling eller håndtering af sådanne produkter.

5 Fiskebehandlingsindustrien lægger stor vægt på borttag- ning af fiskeben fra fisk. Borttagningen af fiskeben fra fisk, f.eks. i forbindelse med filettering, udføres maskinelt med efterfølgende manuel behandling for at fjerne eventuelle tilbageværende fiskeben, som kan 10 ses eller føles. Sådanne manuelle detekteringsmetoder er meget langsomme og upålidelige, hvilket betyder, at fiskeprodukter ofte forlader denne kontrol med tilbageværende udetekterede fiskeben. Mange fiskeprodukter, som er blevet udbenet, afleveres i frossen tilstand 15 i store pakker til grossister eller konservesindustri, som også selv vil udføre den ovenfor beskrevne manuelle kontrol på stikprøvebasis for en lille del af emballagen for at bedømme emballagens indhold af tilbageværende fiskeben. Hvis det under denne kontrol viser sig, 20 at indholdet af fiskeben overstiger en forudbestemt værdi, kasseres hele emballagen, hvilket betyder et væsentlig økonomisk tab for leverandøren.

Ved fremstillingen af kødprodukter vil udskæring af dyr og ved fremstilling af blandede kødprodukter, f.eks.

25 pølse, sylte, fars, paté osv., både som ferskvare og som konserveresvare har man i den sidste tid stillet stadig højere krav til deklarationen af varernes indhold. Analyser i denne henseende har hidtil været udført i det væsentlige på basis af produktets kemiske bestand-30 dele, såsom fedt, protein, aske, vand osv., og det har været meget tidsrøvende og vanskeligt, for ikke at sige umuligt, kvantitativt at bestemme sammensætningen af produktet på basis af de animalske vævkomponenter, som har størst betydning for den organoleptiske kvalitet,

2 DK 161110 B

eksempelvis mørhed, eller den næringsfysiologiske kvalitet, såsom smeltelighed. Det er også klart, at de økonomiske værdier i rent kød er betydelig større end i andre animalske komponenter, såsom fedt, sener, brusk, og 5 at der derfor også findes et økonomisk incitament for nøjagtigt at kunne bestemme sammensætningen af kødprodukterne, så råvarerne kan udnyttes bedre i fremstillingsfabrikkerne. Med en nøjagtig fremgangsmåde til detektering af de vigtigste animalske komponenter vil 10 det være muligt i stor målestok at styre automatiske renskæringsapparater til optimal anvendelse af det værdifulde kød i de udskårne dele, som er vanskelige at skære manuelt på en kostbesparende måde.

Svensk fremlæggelsesskrift nr. 439 545 beskriver sty-15 ring af en separationsproces udført på frø eller kerner ved hjælp af fluorescensteknik, idet de forskellige komponenter giver karakteristiske fluorescenser.

Det har nu overraskende vist sig, at teknikken kan anvendes på fisk og kød.

20 Formålet med opfindelsen er derfor at tilvejebringe en hurtig og pålidelig fremgangsmåde til at detektere ben i fiskeprodukter eller brusk, sener, fedt og kød (muskler) i kødprodukter, inklusiv fjerkræprodukter, hvilken detektering fortrinsvis også skal tillade kvan-25 titativ bestemmelse af i det mindste en af førnævnte komponenter.

Ifølge opfindelsen opnås disse formål ved, at produktet, som skal gøres til genstand for kvalitetskontrol, eller en prøve deraf, udsættes for elektromagnetisk stråling 30 i området omkring 325-360 nm, fortrinsvis omkring 340 nm, så eventuelt fluorescerende stråling, som udsendes fra produktet som resultat af denne bestråling, ana- 3 lyseres for at identificere karakteristisk fluorescens fra biologiske komponenter i produktet eller en prøve deraf, idet tilstedeværelsen af sådanne biologiske komponenter bestemmer produktets kvalitet, og at kvali-3 tetskontrollen udføres i afhængighed af analyseresultatet.

Opfindelsen er baseret på den overraskende erkendelse, at bestråling af fiskeprøver med elektromagnetiske stråler inden for UV-området tillader detektering af ben i fiskeprøven, og nærmere bestemt, at bestråling af 10 fiskeprøver ved omkring 340 nm medfører en karakteris tisk og synlig fluorescens, også fra et fiskeben, som er omgivet af fiskekød, og desuden baseret på den overraskende erkendelse, at UV-bestrålingen af kødprodukter med ben, brusk, sener og fedt tillader detektering af 15 disse animalske komponenter i produkterne, og mere præ cist, at bestrålingen af animalske ben, brusk, forbindel-sesvæv og fedt med et lys på omkring 340 nm medfører en karakteristisk og synlige fluorescens fra ben, brusk, sener og fedt, også når benet er omgivet af kød.

20 Ved bestråling af en torskefiletprøve med benindhold med elektromagnetisk stråling ved ca. 340 nm kunne øjet således i prøven klart og tydelig observere distinkte i lyslilla farve fluorescerende streger på en lysbeige baggrund, hvor stregerne ved kontrol klart kunne identi-25 ficeres som fiskeben og baggrunden som fiskekød. De tilsvarende farver blev opnået ved anvendelse af denne bestråling på henholdsvis fiskeben og fiskekød. Det var også muligt på denne måde at detektere fiskeben i fiskekød i en dybde på få millimeter.

30 Ved bestråling af en benindeholdende kødprøve med elektromagnetisk stråling på ca. 340 nm, kunne man således tydeligt se et dybblåt fluorescerende parti på en mørk baggrund. Det fluorescerende parti kunne ved kon-

DK 161110 B

4 trol klart identificeres som ben og baggrunden som kød. Elektromagnetisk bestråling med ca. 340 nm af en bruskeller seneindeholdende kødprøve muliggjorde på tilsvarende måde visuel identificering af brusk, sener og· kød.

5 Ved bestråling af en fedtindeholdende kødprøve med elek tromagnetisk stråling på ca. 340 nm kunne man endvidere tydeligt og klart se et blågult fluorescerende parti på en mørk baggrund. Det fluorescerende parti kunne ved kontrol klart identificeres som fedt og baggrunden 10 som kød.

s

Som antydet i det ovenstående opnås tilsvarende fluorescensemissionskarakteristik ved UV-bestråling med ca.

340 nm af rene ben-, brusk-, sene-, fedt- og kødprøver.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med 15 henvisning til tegningen, hvorpå: fig. 1 er et excitationsspektrum for fiskeben ved en emission på 390 nm, fig. 2 er et emissionsspektrum for fiskeben og fiskekød ved en excitation på 340 nm 20 fig. 3 er et excitationsspektrum for brusk fra svin ved en emission på 390 nm, fig. 4 er et emissionsspektrum for ben fra svin ved en excitation på 340 nm, fig. 5 er et emissionsspektrum for brusk fra kylling 25 ved en excitation på 340 nm, fig. 6 er et emissionsspektrum for sener fra en ko ved en excitation på 340 nm,

DK 161110 B

5 fig. 7 er et emissionsspektrum for fedt fra ko ved en excitation på 340 nm, fig. 8 er emissionsspektrum for kød fra ko ved en excitation på 340 nm, og 5 fig. 9 viser skematisk et system til at udøve fremgangs måden ifølge opfindelsen i et produktions/behandlingsled.

For at undersøge optimal emissions- og excitationsbøl-gelængder for detektering af fiskeben, blev fiskeben og fiskekød undersøgt i et spektrofluorometer. Excita-10 tionsspektret fra fiskeben havde en spids ved omkring 340 nm, idet excitationsgrænserne var omkring 323 nm og omkring 355 nm, fig. 1, og fluorescensemissionsspektret ved 340 nm excitation havde en spids ved omkring 390 nm, fig. 2. Ved bestråling af fiskekød ved 340 nm, 15 blev der næppe opnået nogen synlig fluorescensintensi tet fra kødet. Dette resultat er vist i fig. 2, som bekræfter synlig fluorescens fra fiskeben ved bestråling med 340 nm. Det er således fastslået, at bestråling af fiskedele med elektromagnetisk stråling inden for 20 et bølgelængdeområde 325 - 355 nm entydigt afslører eventuelt forekommende fiskeben ved den herved opnåede karakteristiske fluorescens.

For at undersøge optimale emissions- og excitations-bølgelængder for detektering af ben, brusk, sener og 25 fedt i kødprodukter (her inklusiv fjerkræ), undersøgtes ben, sener, fedt og kød i et spektrofluorometer. Exci-tationsspektret fra ben, brusk, sener og fedt havde en spids ved omkring 340 nm og excitationsgrænserne var omkring 325 nm og omkring 360 nm, hvilket er vist 30 i fig. 3 ved en måling på brusk fra svin. Ved en bestråling af ben fra svin, ko, lam og kylling med ca. 340 nm fremkaldtes fluorescensemissionsspektre med en spids

DK 161110 B

6 ved omkring 390 nm og en mindre spids på ca. 455 nm, hvilket er vist i fig. 4 ved måling på ben fra svin.

Ued en bestråling af brusk fra svin, ko og kylling med ca. 340 nm fremkaldtes emissionsspektre med en spids 5 på ca. 390 nm og en mindre spids på 455 nm, hvilket er vist i fig. 5 ved en måling på brusk fra kylling.

Ued bestråling af sener med ca. 340 nm fremkaldtes et fluorescensemissionsspektrum med en spids på ca. 390 nm og en mindre spids på ca. 455 nm, hvilket er vist 10 i fig. 6 med en måling på sener fra ko. Ued en bestrå ling af fedt fra svin, ko og kylling med ca. 340 nm fremkaldtes fluorescensemissionsspektre med en spids pi ca. 390 nm og en spids ved omkring 475 nm, som vist i fig. 7 ved en måling på fedt fra ko.

15 Ued bestråling af kød fra svin, ko og kylling med ca.

340 nm fremkaldtes ikke nogen fluorescens, hvilket er vist i fig. 8 ved måling på kød fra ko.

Det kan således fastslås, at elektromagnetisk stråling i bølgelængdeområdet 325 - 360 nm entydigt afslører 20 eventuel forekomst af ben, brusk, sener og fedt i kød produkter (inklusiv fjerkræ) ved emission af karakteristisk fluorescens.

Et apparat til udøvelse af fremgangsmåden kan omfatte en afskærmet kasse indeholdende en strålingskilde eller 25 en strålingskilde/filterkombination til emittering af elektromagnetisk stråling i området ca. 325 - 360 nm, fortrinsvis med en spids ved omkring 340 nm. Kassen har endvidere et eller flere emissionfiltre, som transmitterer elektromagnetisk stråling i området ca. 375-30 490 nm, med spidser ved 390 nm, 455 nm og 475 nm, hvil ke to sidstnævnte bølgelængder kan anvendes til at skelne detekteringen af ben, brusk, sener fra detekteringen af fedt. Kassen har endvidere åbninger til indfø-

DK 161110 B

7 ring og udtagning af prøver. Til automatisk instrument-kontrol kan apparatet forsynes med en fotomultiplikator eller forstærkeranordning med intensitetstærskelværdirelæer, som er operativt forbundet med en mikroproces-5 sor. Ved hjælp af denne kan en digital udløsning opnås til styring af en styremekanisme med flere alternative funktionsmuligheder, f.eks. udstødning af uacceptable produkter fra et transportbånd eller angivelse af renheden af et fiske- eller kødprodukt med hensyn til kød 10 eller flæskeindholdet, som direkte kan udskrives på hver emballage som en forbrugeroplysning. Endvidere kan de uønskede animalske komponenter detekteres via et optisk system, som er forsynet med nævnte filter, og det detekterede billede overføres elektronisk via 15 et TV-udstyr til en bi 1ledanalysator. En udskærings- og renskæringsmaskine kan så styres ved hjælp af billedet fra billedanalysatoren, således at en optimal renskæring af fiske- eller kødproduktet kan opnås automatisk. Billedanalysens resultat er også på kendt måde konverti-20 belt til en kvantitativ bestemmelse, i det foreliggen de tilfælde af ben, brusk og sener, taget som et hele, og/eller af fedt for sig og kød (muskler), som bestemmes kvantitativt som en differens mellem kødproduktets total-areal (volumen) i synsfeltet og summen af arealerne 25 (voluminerne) af ben, brusk, sener og fedt. Denne type kvantitativ bestemmelse kan være unøjagtig ved tykke eller grove kødprodukter. Hvis en nøjagtig analyse ønskes, udføres den kvantitative analyse af sådanne produkter derfor fortrinsvis ved hjælp af spektrofluorometri på 30 en hakket og suspenderet prøve af kødproduktet.

Fig. 9 viser skematisk et system til automatisk fiske-filtetkontrol i en produktionslinie efter en ikke vist filetteringsmaskine. Systemet omfatter en U-formet lyskasse 1 og en detektor 2, hvilken lyskasse er anbragt 35 over et transportbånd 3, hvorpå fileter 4 føres frem

DK 161110B

8 fra filetteringsmaskinen til kvalitetskontrol. Lyskassen 1 indeholder en lyskilde 5 til 340 nm stråling, som er således positioneret i kassen, at dens stråler rammer fileterne 4, som successivt fremføres på trans-5 portbåndet 3. I serieforbindelse med fotodetektoren 2, som er forbundet til en åbning i kassens top, findes optik 6 og filtre 7 til gennemgang af 390 nm lys, som, ved excitationsudstrålingen ved 340 nm, er blevet emit-teret af en filet, som indeholder ben. Detektoren 2 10 er følsom over for 390 nm lys, og dens udgangssignal er proportionalt med intensiteten af detekteret 390 . nm lys, hvilken intensitet igen er proportional med j mængden af ben i fileten. En signalprocessor modtager udgangssignalet fra detektoren 2, og udgangssignalet 15 fra processoren anvendes til at aktivere en stempel- cylinderenhed 9, som er anbragt i nærheden af transportbåndet 3 efter lyskassen 1 og udkaster fra transportbåndet enhver filet med ben eller uacceptabelt mange. ben i overensstemmelse med en tærskelværdi, som ind-20 stilles i signalprocessoren.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til kvalitetskontrol af fiske-, kvæg-, svine- og fjerkræprodukter, f.eks. til at styre en proces til behandling eller håndtering af sådanne produkter, kendetegnet ved, at produktet, som 5 er genstand for kvalitetskontrol, eller en prøve deraf, udsættes for elektromagnetisk stråling i området ca. 325 - 36D nm, fortrinsvis omkring 340 nm, at en hvilken som helst fluorescerende stråling, som emitteres af produktet som resultat af denne bestråling, analyse- 10 res til identificering af karakteristisk fluorescens fra biologiske komponenter i produktet eller en prøve deraf, idet tilstedeværelsen af sådanne biologiske komponenter bestemmer produktets kvalitet, og at nævnte kvalitetskontrol udføres i afhængighed af analyseresul-15 tatet.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til kvalitativ kontrol af fiskeprodukter, kendetegnet ved, at emissionen i et bølgelængdeområde på ca. 365 - 450 nm analyseres for identifikation af karakteristisk fluorescens 20 fra fiskeben.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at emissionen ved 390 nm analyseres.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 til kvalitetskontrol af kødprodukter fra kvæg, svin og fjerkræ, kende-25 tegnet ved, at emissionen i bølgelængdeområdet på ca. 375 - 490 nm analyseres til identifikation af karakteristisk fluorescens fra ben, brusk, sener og/eller f edt.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet DK 161110 B ίο ved, at emissionen ved 390 nm og/eller 455 nm analyseres til identifikation af karakteristisk fluorescens fra ben, brusk og/eller sener.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet 5 ved, at emissionen ved 390 nm og/eller 475 nm analyseres til identifikation af karakteristisk fluorescens fra fedt.

7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 4-6, kendetegnet ved, at analysen omfatter en 10 kvantitetsbestemmelse af ben, brusk, bindevæv under ét og/eller af fedt og - via disse kvantitetsbestemmelser - af kød, og at kvantitetsbestemmelsen udføres ved hjælp af fluorescensbilledanalyse eller spektro-fluorometri eller ved hjælp af en fotodetektor på he-15 le eller hakkede produkter.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, hvor produkterne, som er genstand for kvalitetskontrol, føres på et transportbånd forbi et kvalitetsbestemmelsesinstrument, kendetegnet ved, at analyseresultatet anvendes 20 til at styre en mekanisme til at fjerne kvalitativt uacceptable produkter fra transportbåndet.