专利名称：鲜肉变质的快速检测方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种鲜肉变质的检测方法及其装置。
背景技术：
随着我国人民的生活水平的不断提高，肉制品在人们的膳食结构中占有相当比例。由于鲜肉富含营养成分和水分，极易腐败变质，关系到食品卫生，它的后果是影响人们的身体健康，因此，市场肉制品检测任务日益繁重，鲜肉新鲜度检测技术的研究变得十分必要。目前，国内检验畜禽肉主要以感官检验(视觉、嗅觉、触觉)为主，实验室检验为辅。而现有实验室方法都比较复杂，因此，只有当感官检验不能判定时，才进行实验室检定。主要测定鲜肉中挥发性碱基氮(TVB-N)的含量，以作为评定肉类新鲜度的客观指标。TVB-N是蛋白质在细菌和分解酶的作用下产生的挥发性碱性物质，本方法的主要原理是根据鲜肉变质时，离子浓度的增长与鲜肉的变质程度呈正相关关系，即离子浓度随着鲜肉的逐步变质而增大。然而，用TVB-N法检测鲜肉时，试剂配制的条件要求较高，费用大；并且，操作技能要求高，测定时间长，仪器也不易清洗。因此，现有的TVB-N检测方法及其装置，不能适应日益增长的需要，更不适宜在现场测试。
沈莲清等[《食品科学》1996年(Vol.17No.3)，电化学法快速检测肉品新鲜度之研究]通过实验表明鲜肉浸出液的电导率与TVB-N，细菌总数及其它综合制定指标有良好的相关性，得出电导可以代替这些指标来判定鲜肉的新鲜度。周冬香等[《上海水产大学学报》，1997年9月(Vol.6No.3)用电化学法快速检测淡水鱼鲜度的方法研究]以鲢鱼作为样品，将电导率与淡水鱼新鲜度的关系进行了研究，得出了对于鲢鱼的电导率与TVB-N有良好的线性相关性，可以将其作为判定鲢鱼的新鲜度的指标。令人遗憾的是，他们与其他人均没有根据鲜肉浸出液的电导率与鲜肉变质程度的正相关关系，进一步提出测量样品鲜肉浸出液的电导率的具体方法与装置。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种能快速检测鲜肉变质的方法；本发明的第二目的是提供一种运用上述方法进行快速检测鲜肉变质的装置。
为达本发明的第一目的，提供这样一种鲜肉变质的快速检测方法。该方法是根据鲜肉浸出液的电导率与鲜肉变质程度的正相关关系，通过测量样品鲜肉浸出液的阻抗来实现的。本发明的方法包括以下步骤；a、把样品鲜肉的浸出液注入进一个把该浸出液限定成圆柱型液柱的测量腔中；b、在测量腔中的浸出液内，采用四电极法进行测量——在该浸出液柱内的两端插入各一个电流电极，在两个电流电极的内侧各接入一个电压电极；c、通过两个电流电极对浸出液输入检测电流 同时测量两个电压电极之间的电压；d、用公式Z=U·I·]]>计算出两个电压电极间的浸出液阻抗Z；e、结合圆柱型浸出液的直径和两个电压电极之间的距离，推算样品鲜肉浸出液电导率；根据该电导率与鲜肉变质程度的正相关性，判断其是否变质及变质的程度。
从上述实现第一发明目的的方案中不难看出，与现有的用TVB-N法检测鲜肉相比较，用本发明提供的方法更加简便。因为，电导率是鲜肉变质时反应较敏感又较易测量的参数。所以，用本发明的方法检测鲜肉，能达到快速检测的目的；从方案中还不难看出，本发明检测方法的步骤中，没有、也不需要配制任何试剂。检测费用将大大地降低。同时，对检测操作技能的要求也不高。
为达本发明的第二目的，提供这样一种运用达到第一目的方法的鲜肉变质的快速检测装置，该装置是一个管道系统。该管道系统包括样品鲜肉浸出液的注入口、位于该注入口之后的其两端各有一个开关控制阀的圆柱型的浸出液阻抗测量腔、位于该测量腔之后的输送泵和位于该输送泵之后的浸出液排出口。在测量腔内按照四电极法排列有四个电极端子，其前后两端的是两个电流电极、两个电流电极的内侧是两个电压电极，这四个电极与运算放大器、正弦波信号发生器、A/D转换装置、稳压电路、运算器、显示器和控制器共同组成浸出液阻抗测量电路。
如在前述的检测方法中所说，在检测时，把样品鲜肉浸出液从该装置的注入口注入；当该浸出液在该装置的测量腔中被限定成圆柱型液柱后，对两个电流电极通上检测电流；同时，测量两电压电极间的电压，计算样品鲜肉浸出液的阻抗；再计算出样品鲜肉浸出液的电导率；最后，根据鲜肉浸出液的电导率与鲜肉变质程度的正相关关系，确定样品鲜肉是否变质或判断出其变质程度。
从上述实现第二发明目的的方案中不难看出，与现有的用TVB-N法检测鲜肉的装置相比较，本发明的管道系统相当紧凑，操作简单，能根据需要做成便携式的，非常适用于现场检测的装置。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1-本发明的鲜肉变质的快速检测装置的系统原理2-本发明所采用的四电极法原理3-图1中测量腔的局部放大图具体实施方式
一种鲜肉变质的快速检测方法(参考图1)。它是根据鲜肉浸出液的电导率与鲜肉变质程度的正相关关系，通过测量样品鲜肉浸出液的阻抗来实现的。该方法包括以下步骤a、把样品鲜肉的浸出液注入进一个把该浸出液限定成圆柱型液柱的测量腔2中；b、在测量腔2中的浸出液内，采用四电极法(参考图2)进行测量——在该浸出液柱内的两端插入各一个电流电极(C1、C2)，在两个电流电极(C1、C2)的内侧各接入一个电压电极(P1、P2)；c、通过两个电流电极(C1、C2)对浸出液输入检测电流 同时测量两个电压电极(P1、P2)之间的电压；d、用公式Z=U·I·]]>计算出两个电压电极(P1、P2)间的浸出液阻抗Z；e、结合圆柱型浸出液的直径d和两个电压电极(P1、P2)之间的距离L，推算样品鲜肉浸出液电导率。如本领域技术人员所知，该电导率ρ=Zπd24L.]]>然后，根据该电导率与鲜肉变质程度的正相关性，判断其是否变质及变质的程度。
本检测方法中，为消除接触电阻的影响，采用四电极法。四电极法的原理是(参考图2)，当电流I通过电阻器R(模拟浸出液的液柱)的电流电极(C1、C2)端子时，通过测量电压电极(P1、P2)两端之间电压U，计算出电阻值R＝U/I，这样的电阻器称为四端子电阻器。当电压计V的电阻较高时，流过电压计V的电流非常小时，即使引线有电阻(RP1，RP2)存在，也不会产生大的电压降，故，电压计V的读数能代表电阻器R两端的压降。通过电流电极(C1、C2)端子的闭合回路中，即使有引线电阻(PC1，RC2)存在，流过电阻器R的电流I，也可以由电流计A准确测量。因此电路中的所有引线电阻对测量结果影响不大，故有R＝V/A。
运用上述检测方法，提出一种鲜肉变质的快速检测装置，该装置是一个管道系统(参考图1)。该管道系统包括样品鲜肉浸出液的注入口1、位于该注入口1之后的其两端各有一个开关控制阀(V1、V2)的圆柱型的浸出液阻抗测量腔2、位于该测量腔2之后的输送泵3和位于该输送泵3之后的浸出液排出口4。浸出液排出口4接入废液收集箱内。在测量腔2内按照四电极法排列有四个电极端子，其前后两端的是两个电流电极(C1、C2)、两个电流电极(C1、C2)的内侧是两个电压电极(P1、P2)。这四个电极与运算放大器、正弦波信号发生器、A/D转换装置、稳压电路、运算器、显示器和控制器共同组成浸出液阻抗测量电路(由于显见，图1中测量电路的框图部分未画出稳压电路)。
在本
具体实施例方式
中，其中的正弦波信号发生器、A/D转换装置和运算器均分别与控制器连接，控制器和运算器又与显示器连接。该正弦波信号发生器的信号输出端依次与一个电流电极C1、测量腔2中的鲜肉浸出液、另一个电流电极C2和一个运算放大器A2的一个输入端串连，该一个运算放大器A2的另一个输入端接地；两个电压电极(P1、P2)分别连接在另一个运算放大器A1的两个输入端上这两个运算放大器(A1、A2)的输出端分别与A/D转换装置连接。
披露至此，本领域的技术人员再结合本发明的优越性介绍，仅通过常规的电子制作与调试，就能正确地再现本发明；还能根据一些附加的性能要求设计出其技术特征与本发明的装置的必要技术特征相同的各种装置了。故上述具体实施方式
所披露的内容也是以下各例的总述，在以下各例中，与该总述部分相同的内容不赘述。
实施例1(参考图1)本例是在所说总述部分的基础上，对其中的快速检测装置进行改进的举例。
本例中，在浸出液注入口1与距它最近的开关控制阀V1之间设置有一个光电传感器S1，在两个电流电极(C1、C2)与距它们各自最近的开关控制阀(V1、V2)之间各设置有一个光电传感器(S2、S3)；三个光电传感器(S1、S2、S3)均与控制器连接。
由于有了这三个电传感器(S1、S2、S3)，当从注入口1注入样品的浸出液后，控制器便可自动启动测量程序。
实施例2(参考图1)本例是在所说总述部分的基础上，对其中的快速检测装置进行另一改进的举例；或者是在实施例1的基础上，对其进一步改进的举例。
本例中，靠近输送泵3(本例中的输送泵3为蠕动泵)的开关控制阀V2是二位二通阀，靠近浸出液注入口1的开关控制阀V1是三位二通阀。在该三位二通阀处联接有一根清洗总管5，该清洗总管5上联接有蒸馏水输入管6、盐水输入管7和位于最远端的压缩空气输入管8。该蒸馏水输入管6、盐水输入管7与清洗总管5的联接处各有一个三位二通阀(V3、V4)，压缩空气输入管8与清洗总管5的联接处有一个二位二通阀V5。
显然，本例中的改进是在测量用的管路系统的基础上增加一套清洗用的管路系统，有了该清洗系统后，可以避免残留式样影响下一次测量。
实施例3(参考图1)本例是在实施例2的基础上，对其进一步改进的举例。
在本例中，所有的三位二通阀和二位二通阀(V1、V2、V3、V4、V5)均通过一个多路开关与控制器连接。
有了本例改进所增加的、由控制器通过多路开关来控制所有三位二通阀和二位二通阀(V1、V2、V3、V4、V5)开启和关闭的结构后，整个检测装置就能自动而快速地进行测量了。
现在，运用本发明的检测方法、结合实施例3的装置，对鲜肉是否变质或其变质程度的检测步骤作进一步的披露。
在每次测量时(1)用一次性针管将样品鲜肉的浸出液从注入口1注入进该管道系统。
(2)当光电传感器S1有浸出液信号后，由控制器控制的多路开关把开关控制阀V1调到让浸出液可进入测量腔2的位置，同时启动蠕动泵(即输送泵3)把浸出液吸进测量腔2。
(3)当光电传感器S2、S3均有浸出液信号后，由控制器控制的多路开关把开关控制阀V1和开关控制阀V2调到关闭位置，接着开始测量，记录并显示数据。其中，流经两个电流电极(C1、C2)的电流采用正弦交流信号，正弦波信号发生器采用频率可控的程控信号发生器芯片。作一般测定时只需选用一个对样品比较灵敏的固定频率，例如1kHz。当鲜肉变质时，变质样本的电导率将高于正常样本的电导率，传感器两端阻抗变小，根据阻抗的大小和性质(性质包括电容性和电阻性等)，由与控制器相连的运算器计算出变质的等级。
作分类测定时可选多频率模式，随着频率增多，整个测量过程将增长。
(4)根据检测装置中的显示器直接显示的测量数据，得出肉品变质等级。
(5)测量完毕后，由控制器通过多路开关来调节开关控制阀V1，让测试管道与清洗总管5联通；然后，由控制器通过多路开关轮流打开三位二通阀(V3、V4)和二位二通阀V5，让蒸馏水输入管6、盐水输入管7和压缩空气输入管8轮流与清洗总管5联通，用蒸馏水、盐水、过滤后的压缩空气冲洗测试管道。完成一次检测。
权利要求
1.一种鲜肉变质的快速检测方法，它是根据鲜肉浸出液的电导率与鲜肉变质程度的正相关关系，通过测量样品鲜肉浸出液的阻抗来实现的，其特征在于，该方法包括以下步骤a、把样品鲜肉的浸出液注入进一个把该浸出液限定成圆柱型液柱的测量腔(2)中；b、在测量腔(2)中的浸出液内，采用四电极法进行测量；在该浸出液柱内的两端插入各一个电流电极(C1、C2)，在两个电流电极(C1、C2)的内侧各接入一个电压电极(P1、P2)；c、通过两个电流电极(C1、C2)对浸出液输入检测电流 同时测量两个电压电极(P1、P2)之间的电压 d、用公式Z=U·I·]]>计算出两个电压电极(P1、P2)间的浸出液阻抗Z；e、结合圆柱型浸出液的直径(d)和两个电压电极(P1、P2)之间的距离(L)，推算样品鲜肉浸出液电导率；根据该电导率与鲜肉变质程度的正相关性，判断其是否变质及变质的程度。
2.一种运用权利要求1所述方法的鲜肉变质的快速检测装置，其特征在于，该装置是一个管道系统；该管道系统包括样品鲜肉浸出液的注入口(1)、位于该注入口(1)之后的其两端各有一个开关控制阀(V1、V2)的圆柱型的浸出液阻抗测量腔(2)、位于该测量腔(2)之后的输送泵(3)和位于该输送泵(3)之后的浸出液排出口(4)；在测量腔(2)内按照四电极法排列有四个电极端子，其前后两端的是两个电流电极(C1、C2)、两个电流电极(C1、C2)的内侧是两个电压电极(P1、P2)，这四个电极与运算放大器、正弦波信号发生器、A/D转换装置、稳压电路、运算器、显示器和控制器共同组成浸出液阻抗测量电路。
3.根据权利要求2所述的鲜肉变质的快速检测装置，其特征在于在所述浸出液注入口(1)与距它最近的开关控制阀(V1)之间设置有一个光电传感器(S1)，在所述电流电极(C1、C2)与距它们各自最近的开关控制阀(V1、V2)之间各设置有一个光电传感器(S2、S3)；三个光电传感器(S1、S2、S3)均与所述控制器连接。
4.根据权利要求2或3所述的鲜肉变质的快速检测装置，其特征在于，靠近所述输送泵(3)的开关控制阀(V2)是二位二通阀；靠近所述浸出液注入口(1)的开关控制阀(V1)是三位二通阀，在该三位二通阀处联接有一根清洗总管(5)，该清洗总管(5)上联接有蒸馏水输入管(6)、盐水输入管(7)和位于最远端的压缩空气输入管(8)；该蒸馏水输入管(6)、盐水输入管(7)与清洗总管(5)的联接处各有一个三位二通阀(V3、V4)，压缩空气输入管(8)与清洗总管(5)的联接处有一个二位二通阀(V5)。
5.根据权利要求4所述的鲜肉变质的快速检测装置，其特征在于，所有的三位二通阀和二位二通阀(V1、V2、V3、V4、V5)均通过一个多路开关与所述控制器连接。
全文摘要
鲜肉变质的快速检测方法及其装置。该方法是根据鲜肉浸出液的电导率与鲜肉变质程度的正相关关系，通过把样品鲜肉浸出液限定成圆柱型液柱、采用四电极法及其相关的检测电路来实现的。其装置为一管道系统。该系统包括样品鲜肉浸出液的注入口、把该浸出液限定成圆柱型的浸出液阻抗测量腔、输送泵、和浸出液排出口。在测量腔内按照四电极法排列有四个电极端子，这四个电极与运算放大器、正弦波信号发生器、A/D转换装置、稳压电路、运算器、显示器和控制器共同组成浸出液阻抗测量电路。本发明检测鲜肉是否变质及变质程度的时间十分短暂、也不需要配制任何试剂。本发明的系统相当紧凑，操作简单，能根据需要做成便携式的，非常适用于现场检测。
文档编号G01N27/07GK1789993SQ200510057438
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月14日 优先权日2005年12月14日
发明者郑洁, 李百战, 串钢, 杨朝杰 申请人:重庆大学