CC BY
27
УДК 537.874.7
Щебентовська О.М., науковий сшвроб^ник, к.вет.н. ([email protected]) © Державный науково-дослгдний контрольный ¡нститут ветеринарных препарат1в
та кормових добавок, м. Львгв
ВИЗНАЧЕННЯ СВ1ЖОСТ1 КУРЯЧОГО М'ЯСА МЕТОДОМ 1МПЕДАНСНО1 СПЕКТРОСКОПП
У статт1 подаеться експериментальна ¡мпедансометр1я св1жого курячого м'яса (фые куряче), м'яса тсля збер1гання у холодильнику та м'яса з ознаками пог1ршення якост1. Встановлено, що в результатI пропускання змтного струму ргзног частоти через шматочки м'яса ргзног св1жост1 змтюеться його ¡мпеданс. Експериментально доведено, що крива дисперсп свжого курячого м 'яса знаходиться в межах вгд 700 до 3800 Ом, м'яса з ознаками стартня (погфшення якост1) в межах вгд 142 до 158 Ом. Паралельно з ¡мпедансометр1ею проведено г1столог1че дослгдження вШбраних взгрцгв курячого фые з метою тдтвердження ефективност1 роботи портативного приладу для визначення електропров1дност1 бюлогтних мембран.
Ключо^^ слова: ¡мпеданс, м'ясо куряче, дисперсы опору, клтинт мембрани.
Вступ. Вже кшька десятилт вченими рiзних кра!н вивчаються питання морфолопчних особливостей м'ясно! сировини, змши м'язово! тканини у процес автолiзу, мехашчних та фiзичних впливiв за тривалого збер^ання. При цьому фахiвцi використовують традицшш методи дослщження - бiохiмiчнi, фiзико-хiмiчнi, структурно-мехашчш, яю не завжди дозволяють ефективно ощнити яюсть сировини та м'ясопродукив. До сьогодшшнього дня ветеринарно-саштарш експерти не володшть надiйними та точними методами, яю б дозволяли виявляти м'ясо, що довго збер^алося на полицях супермакеив, залежане на складах тощо. Як правило, органолептичш методи не завжди оправдовують себе, оскiльки експерту доводиться керуватись виключно сво!ми органами чуття, а залежане м'ясо не завжди видае себе кольором або запахом, особливо тсля спещально! обробки. Фiзико-хiмiчнi методи контролю м'яса е доволi трудомiсткими, дорогими та довготривалими.
Одним iз методiв, що дозволить вiдрiзняти свiже м'ясо вщ такого, яке вже кшька дшв чи навiть мiсяцiв пролежало в холодильнику або з ознаками попршення якоси, е iмпедансна спектроскотя. Цей метод вiдомий вже давно. Його, як правило, використовували в матерiалознавствi, для дослiдження процесiв старшня у корозiйних системах, для дiагностики стану акумуляторiв тощо. Але школи ранiше його не використовували для виявлення свiжого чи зiпсутого м'яса.
Вщомо, що всi бiологiчнi тканини здатш проводити постiйний i змшний струм та характеризуються певним опором. Пщ час проходження змiнного
© Щебентовська О.М., 2011
електричного струму через тканину визначаеться сумарний onip, що називаеться iмпедансом (Z), який складаеться з активно! та емшсно! складово!
У лаборатори iмуноморфологi! ДНДК1 ветпрепара^в та кормових добавок, разом iз фахiвцями кафедри прикладно! фiзики та матерiалознавства НУ «Львiвська пол^ехшка» проводяться експериментальш дослiдження щодо визначення свiжостi м'яса методом iмпедансно! спектроскопа.
Метою нашо¥ роботи було визначити iмпеданс м'яса курячого свiжого, м'яса курячого тсля зберiгання у холодильнику та з ознаками псування.
Матер1али i методи. Дослiдження проводили на 10 взiрцях свiжо! курячо! грудинки (фше), охолоджено! (знаходилась у холодильнику бшьше 6 дiб) та 10 взiрцях курячого фiле з ознаками псування. Bri дослiджуванi взiрцi були вагою 60 г, тд час експерименту знаходились в однакових умовах збер^ання, при постiйнiй температурi та вологост! Показники електропровiдностi визначали послiдовно у шести повторах.
Через шматок м'яса пропускали слабкий змшний струм рiзно! частоти. Шсля цього вимiрювали електропровiднiсть зразка i складали графiк залежностi його iмпедансу вiд частоти струму. Отриманий цифровий матерiал обробляли статистично та графiчно. Гiстологiчнi дослiдження проводили за загальноприйнятими методами.
Результати дослщження. Клiтиннi мембрани свiжих м'язових волокон е своерiдним бар'ером i перешкодою на шляху електронiв, тод^ як у процесi погiршення якост м'яса вiдбуваеться руйнування клiтинних мембран, вщповщно електропровiднiсть м'яса зростае, а iмпеданс - зменшуеться.
Проходження змшного струму залежить вiд двох складниюв - активного опору (R) та реактивного, емшсного опору (Rc). Вплив емшсно! складово! призводить до того, що отр тканин, клiтин залежить вщ частоти змiнного струму. Експериментально було доведено, що опiр тканин (Z) зменшуеться iз збiльшенням частоти. Крива залежност опору вiд частоти називаеться дисперЫею опору. При функщональних змiнах у тканинах, якi вщбувалися у м'язових волокнах у процес старiння, ми вiдзначали, що крива дисперси опору знаходилась у дiапазонi вiд 700 до 3800 Ом у свiжому курячому м'ясi та зменшувалася, вiдповiдно, у м'ясi тсля збер^ання у холодильнику вiд 375 до 325 Ом та вщ 156 до 143 Ом у м'яс з
Рис. 1. Залежшсть опору свiжого курячого фiле ввд частоти електричного
струму
353
Фте куряче пкля збер1гання у холодильнику 6 д16
ЗВ0,0 370,0 360,0 Z, Опл 350,0 340,0 330,0 320,0
О 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 30000 100000
I Гц
Рис. 2. Залежшсть опору курячого филе шсля збер1гання у холодильнику протягом 6 д1б ввд частоти електричного струму
Z, Ом 158.00000 156,00000 154,00000 152.00000 150,00000 148.00000 146,00000 144.00000 142.00000 140.00000
Гц
Рис. 3. Залежшсть опору курячого фше з ознаками псування ввд частоти
електричного струму
Простшу ощнку крутизни дисперси опору запропонував Тараусов, яка визначаеться коефiцieнтом поляризаци (Кп):
KKn=Z104/Z106 ,
де: Z104- опiр при частотi 104 Гц , Z106 - опiр при частой 106 Гц. Вiдповiдно до цього Кп в непошкоджених свiжих тканинах повинен бути бiльше 1. Кп мертво! тканини або то!, що тддалася процесам автолiзу Кп наближаеться або рiвний 1.
Як видно з результат наших дослщжень, Кп свiжого курячого фiле становить:
Кп=2200/750=2,9.
Кп курячого фiле тсля зберiгання у холодильнику = 335/328 = 1,02.
Кп курячого фше з ознаками псування= 145/143=1,01.
При пропусканш змшного струму через шматочки м'яса вiдбуваеться рух клiтин, який називають дiелектрофорезом, при якому поверхневий заряд кл^ин не вiдiграе важливо! ролi; механiзм руху полягае у взаемоди наведеного дипольного моменту iз зовнiшнiм полем. Змiннi в час електропровiднi особливостi бiологiчних тканин дозволяють спостерiгати зсуви фiзiологiчних функцiй, що супроводжують процеси старiння дослiджуваних об'екив. Для щiльних м'язових тканин дисперая електропровiдностi обумовлена лiнiйними розмiрами кл^ин,
Ф|ле куряче - з ознаками псування
omp
V
10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000
особливостями стану мембран, внутршньокл^инними i мiжклiтинними рщинами. У мертвих кл^инах спостер^аеться порушення кл^инних мембран i втрата рiдини. I якщо при збереженiй клiтиннiй мембраш через тканину проходив переважно струм замщення, то пiсля руйнування мембран кл^ин у загальному струмi збшьшуеться частка струму провiдностi. Таким чином, дисперая дiелектрично! проникностi живо! тканини е достатньо високою, тодi як мертво! - !! майже не мае.
Слiд вщзначити, що при збереженостi цiлiсностi лшщних мембран клiтин свiжо! м'язово! тканини ефективна дiелектрична проникнiсть е достатньо високою. При старшш або псуванш м'язово! тканини змiнюеться проникнiсть мембран, яю виконують своерiдну бар'ерну функцш, зникае вибiркова проникнiсть мембран кл^ин. При проходженнi електричного струму юни проникають через мембрани клiтин. Поляризащя на клiтинному рiвнi зменшуеться, електрична емшсть взiрця тканини також зменшуеться, крива змши Ъ(1) у дiапазонi частот згладжуеться. Тому, для аналiзу стану клiтинних мембран, можна використовувати рiзницю Д/=Ъ (1тт) - Ъ (1тах). Якщо рiзниця ^ мала, то це е свщченням того, що мембрани клiтин порушеш.
свiжого курячого фiле = 3700-750=2950 Гц = 2,9 кГц. ьЪ курячого фiле пiсля збер^ання у холодильнику = 375-328=47 Гц. ьЪ курячого фiле з ознаками псування = 156-143=13 Гц.
Отже, поляризацшна електрична емнiсть м'яса з ознаками старшня рiзко зменшуеться в результат порушення цiлiсностi клiтинних мембран, що й призводить до зменшення iмпедансу.
Ще однiею важливою складовою iмпедансометрi! е показник кута ш, який визначае вiдношення реактивно! й активно! складово! iмпедансу (рис. 4-6). Згщно даними лiтератури значення кута ш, отриманого при частотi 1кГц для шкiри
людини складае -550, м'язiв кроля-- 650. За результатами наших дослщжень
встановлено, що кут ш для свiжого курячого м'яса при частой 1 кГц дорiвнюе -330,
тодi як кут ш курячого фiле, яке збер^алось у холодильнику впродовж 6 дiб
00 доршнюе - 3,5 , у м яса з ознаками попршення якоси складае -2,5 .
М'ясо куряче св1же (грудинка) - 2 год. гпсля забою
ГГЦ
Рис. 4. Фазовий зсув кута ш для свгжого курячого м'яса
Фше куряче теля збер1гання у холодильнику б д1б
Рис. 5. Фазовий зсув кута ш для курячого м'яса шсля збер1гання у
холодильнику
° -2,0000 -з,оооо
-4,0000 -5,0000 -6,0000 -7,0000 -8,0000 -д.оооо -10,0000
ф|ле куряче - з ознаками псування
о Л*
Ь ГЦ
Рис. 6. Фазовий зсув кута ш для курячого м'яса з ознаками поНршення якост
Результати iмпедансно! спектроскопа узгоджуються з даними, отриманими тсля проведення мшроструктурних дослiджень.
При гiстологiчному дослiдженнi свiжого курячого м'яса встановлено, що на поздовжньому зрiзi волокна, пiд сарколемою, чiтко проглядалися численнi, видовжено-овально! форми темно-синього кольору ядра, яю розмщувалися переважно периферично (рис. 7). Дослщжуваш нами м'язи курячого фiле належать до групи бших м'язових волокон, яю е дещо товстiшими за червош, мiстять менше мiоглобiну, м^охондрш, невелику кiлькiсть саркоплазми та лшщних включень, а мiофiбрили щiльнiшi. На поперечних зрiзах м'язовi волокна пол^онально! форми, !х ядра розмiщуються тд сарколемою.
У курячому м'ясi, яке збер^алось у холодильнику впродовж 6 дiб, на вiдмiну вiд свiжого, вiдбуваеться вiдшарування та локальна деструкщя сарколеми. Волокна набухають i накладаються однi на одних (рис. 8). Сполучна тканина руйнуеться, перетворюеться в аморфну масу.
При гiстологiчному дослщженш взiрцiв курячого фiле з ознаками псування, вщзначали сильне набубнявiння м'язових волокон, зникнення поперечно! i поздовжньо! посмугованостi, лiзис бiльшостi ядер (рис. 9). Мiж окремими фрагментами м'язiв виявляли колонi! мiкроорганiзмiв (рис. 10).
УУ/
И
ш / / /
Рис. 7. Поздовжнш зр1з свгжнх курячих м'язiв. Компактне розмщення м'язових волокон. Гематоксилiн та еозин. Ок. 10, об. 20
Рис. 8. Поздовжнш зрiз м'язiв курячого фше шсля збер^ання у холодильнику. Втрата поздовжньо!' посмугованост1, ущшьнення м'язових волокон, а в окремих дшянках руйнування саркоплазматично!' мембрани. Гематоксилiн та еозин. Ок. 10, об. 10
Рис. 9. Поперечний зрiз м'язiв курячого фше з ознаками псування. Сильне набухання м'язових волокон. Ядра гомогенш, окремп не проглядаються. Гематоксилiн та еозин. Ок. 10, об. 40
Рис. 10. Поперечний зрiз м'язiв курячого фiле з ознаками поНршення якость Колонн мпкроорганпмпв мпж мязовими волокнами. Гематоксилiн та еозин. Ок. 10, об. 40
Висновки. 1. У результатi проведених дослiджень встановлено, що iмпеданс е багатокомпонентним показником, за допомогою якого можна ан^зувати i прогнозувати функцiональний стан бюлопчно! тканини.
2. Крива дисперси опору курячого м'яса та поляризацшна електрична емнiсть м'яса, яке зберiгалось у холодильнику та м'яса з ознаками старшня рiзко зменшуеться, у порiвняннi зi свiжим курячим м'ясом. Коефщент поляризаци
свiжого курячого м'яса знаходився на piBHi 2,9, тод^ як м'яса тсля збер^ання у холодильнику та з ознаками попршення якоси, вщповщно, 1,02 i 1,01.
3. Проведет мшроскотчт дослiдження курячого м'яса узгоджуються з даними iмпедансноl спектроскопа. Гiстологiчно свiже куряче м'ясо мае ч^ко виражену поперечну та поздовжню посмугованiсть, з численними ядрами. М'ясо куряче тсля збер^ання та з ознаками псування характеризуеться сильним набубнявшням м'язових волокон, лiзисом ядер та появою колонiй мiкроорганiзмiв.
Л1тература.
1. Альбеков С. С. Изучение функциональной составляющей мозговой ткани разночастотной импедансометрией в эксперименте / С. С. Альбеков // Материалы I съезда физиологов Казахстана. - Алма-Ата, 1988. - С. 22.
2. Белик Д. В. Контрактивная биоэлектрокинетика. Аспекты лечебного применения физиовоздействий / Д. В. Белик, К. Д. Белик. Научное издание. -Новосибирск: Сибирское книжное издательство, 2005. - 304 с.
3. Белик Д. В. Импедансная электрохирургия / Д. В. Белик. - Новосибирск: Наука, 2000. - 274 с.
4. Торнуев Ю. В. Способ оценки состояния биоткани и устройство для его осуществления / Ю. В. Торнуев // А.с. № 1832438. - МКИ А61 В 5/05. - 1991.
Summary Shchebentovska O.M.
State Scientific Control Institute of veterinary preparations and fodder additives THE DETERMINATION OF CHICKEN MEAT FRESHNESS BY IMPEDANCE
SPECTROSCOPY
The article deals with experimental impedansometry of fresh chicken meat (chicken fillet), meat after storage in the refrigerator and the meat with features of spoiling. The changes of impedance under the effect of different frequency alternating electric current passage through the pieces of meat of different freshness were established. It was experimentally proved that the dispersion curve of _ fresh chicken meat is in the range from 700 to 3800 Om, the meat with features of spoiling - from 142 to 158 Om. The histological study of tested chicken fillet pieces to confirm the effectiveness of the portable device for determining the electric conductivity of biological membranes was carried out besides that.
Рецензент - д.т.н., проф. Щж Б.Р.
