Nghiên cứu sự biến đổi của thịt lợn sau giết mổ theo thời gian hỗ trợ đánh giá chất lượng thịt

Nghiên cứu về chất lượng thực phẩm nói chung và chất lượng thịt lợn ở Việt Nam nói riêng là một trong những chủ đề quan trọng và cần thiết đối với vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm ngày nay. Trong nghiên cứu này, chúng em thực hiện phân tích sự biến đổi của thịt lợn theo thời gian bằng phương pháp mô hình trở kháng điện tương đương. Mô sinh học (mô thịt) bao gồm ba thành phần chính gồm chất lỏng ngoại bào (ECF), chất lỏng nội bào (ICF) và màng tế bào (CM). Trong đó, chất lỏng ngoại bào và chất lỏng nội bào có chứa các ion tự do dẫn điện; đồng thời màng tế bào có cấu tạo từ lớp photpholipit kép nên có tính cách điện. Như vậy, khi có một dòng điện xoay chiều với tần số nhất định chạy qua mẫu thịt thì ta sẽ có trở kháng ngoại bào (Re), trở kháng nội bào (Ri) và điện dung màng tế bào (Cm). Các thành phần này được “kết nối” với nhau tạo thành mô hình trở kháng tương đương. Ngoài hai mô hình cơ bản và được sử dụng rỗng rãi trong rất nhiều nghiên cứu, đó là mô hình trở kháng Cole-Cole và mô hình trở kháng Fricke, thì chúng em còn sử dụng các mô hình sửa đổi từ hai mô hình trên để thực hiện quá trình “khớp” dữ liệu trở kháng thực nghiệm vào mô hình. Quá trình được thực hiện với sự trợ giúp của phần mềm EIS Spectrum Analyser, sử dụng thuật toán Levenberg–Marquardt, để tìm ra ba thành phần đặc trưng cho thịt (Re, Ri, Cm), từ đó có được sự biến đổi của các thành phần này theo thời gian. Kết quả thu được chỉ ra rằng, trở kháng ngoại bào (Re) và điện dung màng tế bào (Cm) đều giảm theo thời gian đối với các mẫu thịt lợn thực nghiệm, sau khi giết mổ, khi được gói kín và chịu sự tác động bởi vi sinh vật dưới nhiệt độ môi trường, sự biến đổi của trở kháng nội bào không tuyến tính và không theo xu hướng nhất định

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CỦA THỊT LỢN SAU GIẾT MỔ THEO THỜI GIAN HỖ TRỢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỊT Sinh viên thực Trịnh Anh Dương Nghiêm Xuân Văn Lớp KT ĐT – TT 01 K58 KT ĐT – TT 07 K58 Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN PHAN KIÊN Hà Nội, 06/2018 MSSV 20130759 20134557 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CỦA THỊT LỢN SAU GIẾT MỔ THEO THỜI GIAN HỖ TRỢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỊT Sinh viên thực Trịnh Anh Dương Nghiêm Xuân Văn Lớp KT ĐT – TT 01 K58 KT ĐT – TT 07 K58 Giảng viên hướng dẫn: Cán phản biện: TS NGUYỄN PHAN KIÊN Hà Nội, 06/2018 MSSV 20130759 20134557 Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho giảng viên hướng dẫn) Giảng viên đánh giá: TS Nguyễn Phan Kiên Họ tên Sinh viên: Trịnh Anh Dương MSSV: 20130759 Tên đồ án: Nghiên cứu biến đổi thịt lợn sau giết mổ theo thời gian hỗ trợ đánh giá chất lượng thịt Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) 10a 10b Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 5 5 5 5 nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành TI contest 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Ngày: / /201 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho giảng viên hướng dẫn) Giảng viên đánh giá: TS Nguyễn Phan Kiên Họ tên Sinh viên: Nghiêm Xuân Văn MSSV: 20134557 Tên đồ án: Nghiên cứu biến đổi thịt lợn sau giết mổ theo thời gian hỗ trợ đánh giá chất lượng thịt Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) 10a 10b Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 5 5 5 5 nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chun ngành TI contest 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô (giảng viên hướng dẫn nhận xét thái độ tinh thần làm việc sinh viên) Ngày: / /201 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho cán phản biện) Giảng viên đánh giá: Họ tên Sinh viên: Trịnh Anh Dương MSSV: 20130759 Tên đồ án: Nghiên cứu biến đổi thịt lợn sau giết mổ theo thời gian hỗ trợ đánh giá chất lượng thịt Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) 10a Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế 5 5 5 5 Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở 10b lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chuyên ngành TI contest 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô Ngày: / /201 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) Đánh giá đồ án tốt nghiệp (Dùng cho cán phản biện) Giảng viên đánh giá: Họ tên Sinh viên: Nghiêm Xuân Văn MSSV: 20134557 Tên đồ án: Nghiên cứu biến đổi thịt lợn sau giết mổ theo thời gian hỗ trợ đánh giá chất lượng thịt Chọn mức điểm phù hợp cho sinh viên trình bày theo tiêu chí đây: Rất (1); Kém (2); Đạt (3); Giỏi (4); Xuất sắc (5) 10a 10b Có kết hợp lý thuyết thực hành (20) Nêu rõ tính cấp thiết quan trọng đề tài, vấn đề giả thuyết (bao gồm mục đích tính phù hợp) phạm vi ứng dụng đồ án Cập nhật kết nghiên cứu gần (trong nước/quốc tế) Nêu rõ chi tiết phương pháp nghiên cứu/giải vấn đề Có kết mơ phỏng/thưc nghiệm trình bày rõ ràng kết đạt Có khả phân tích đánh giá kết (15) Kế hoạch làm việc rõ ràng bao gồm mục tiêu phương pháp thực dựa kết nghiên cứu lý thuyết cách có hệ thống Kết trình bày cách logic dễ hiểu, tất kết phân tích đánh giá thỏa đáng Trong phần kết luận, tác giả rõ khác biệt (nếu có) kết đạt mục tiêu ban đầu đề đồng thời cung cấp lập luận để đề xuất hướng giải thực tương lai Kỹ viết (10) Đồ án trình bày mẫu quy định với cấu trúc chương logic đẹp mắt (bảng biểu, hình ảnh rõ ràng, có tiêu đề, đánh số thứ tự giải thích hay đề cập đến đồ án, có lề, dấu cách sau dấu chấm, dấu phẩy v.v), có mở đầu chương kết luận chương, có liệt kê tài liệu tham khảo có trích dẫn quy định Kỹ viết xuất sắc (cấu trúc câu chuẩn, văn phong khoa học, lập luận logic có sở, từ vựng sử dụng phù hợp v.v.) Thành tựu nghiên cứu khoa học (5) (chọn trường hợp) Có báo khoa học đăng chấp nhận đăng/đạt giải SVNC khoa học giải cấp Viện trở lên/các giải thưởng khoa học (quốc tế/trong nước) từ giải trở lên/ Có đăng ký phát minh sáng chế Được báo cáo hội đồng cấp Viện hội nghị sinh viên 5 5 5 5 nghiên cứu khoa học không đạt giải từ giải trở lên/Đạt giải khuyến khích kỳ thi quốc gia quốc tế khác chun ngành TI contest 10c Khơng có thành tích nghiên cứu khoa học Điểm tổng /50 Điểm tổng quy đổi thang 10 Nhận xét thêm Thầy/Cô Ngày: / /201 Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) (a) Phổ trở kháng (b) Đồ thị phần dư phần thực phần ảo Hình 7: Phổ trở kháng đồ thị phần dư phần thực, phần ảo (a) Sự thay đổi biên độ theo tần số (b) Đồ thị phần dư biên độ trở kháng Hình 8: Biên độ trở kháng theo tần số đồ thị phần dư tương ứng (a) Sự thay đổi pha theo tần số (b) Đồ thị phần dư pha trở kháng Hình 9: Đồ thị pha theo tần số đồ thị phần dư tương ứng 62 Bảng 3: Các thông số mơ hình Thống kê mơ hình Phần thực Tổng Phần ảo phần dư Biên độ Pha Sai số r2 chuẩn hóa Value 6,43% 2,03% -2,41% 2,23% 0.00035582 Bảng 4: Các tham số mơ hình Tham số Giá trị tính Sai số tương tốn đối (%) Re 1287.7 1.2295 Ri 83.164 2.0576 P2 91.24E-06 5.1942 n2 0.48364 1.3316 P1 0.329E-06 1.7670 n1 0.71648 0.17738 Từ hai kết thực “fit” liệu thực nghiệm vào hai mơ hình, thấy sai số hai mơ hình khơng đáng kể, xét đến phép xấp xỉ mơ hình Cole-Cole từ (*) phần 1.3.2 Như vậy, hai mơ hình sửa đổi Fricke mơ hình sửa đổi Cole-Cole tương đương thực “fit” liệu trở kháng thịt lợn dải tần số 50Hz – 1MHz Thực q trình tương tự cho 23 thời điểm cịn lại mẫu liệu khác thu giá trị tham số theo thời gian, ứng với mẫu khác 4.4 Sự biến đổi thịt lợn theo thời gian Từ kết “fit” liệu vào mơ hình tương đương, chúng em có biến đổi tham số mơ theo thời gian, biến đổi thành phần đặc trưng thịt theo thời gian 63 Với giá trị trở kháng ngoại bào trở kháng nội bào hồn tồn xác định trực tiếp từ mơ hình giá trị điện dung màng tế bào phải xác định gián tiếp qua CPE Bởi CPE khơng mang ý nghĩa vật lý cụ thể, tức tham số P hay n khơng có ý nghĩa vật lý, CPE khơng phải điện trở tụ điện lý tưởng Như vậy, CPE không liên quan đến trình biến đổi thịt theo thời gian sau giết mổ mà chuyển thành giá trị điện dung “thực” theo cơng thức [37]: = ( Trong đó, ) (4.9) tần số góc mà phần ảo trở kháng đạt cực đại Đối với mơ hình Cole-Cole sửa đổi, hình 4.2 (b), phương trình (4.9) trở thành [38]: = (4.10) Cịn mơ hình Fricke sửa đổi, hình 4.2 (a), cơng thức chuyển đổi từ CPE sang giá trị điện dung [39]: = ( + ) (4.11) 4.4.1 Kết Sau thực trình chuyển đổi trên, chúng em lựa chọn mơ hình Fricke sửa đổi thực “fit” liệu mẫu thịt lợn khác để tìm biến đổi ba thành phần: trở kháng ngoại bào (Re), trở kháng nội bào (Ri) điện dung màng tế bào (Cm) theo thời gian Để nhìn nhận rõ ràng, chúng em lựa chọn mẫu thịt định đại diện cho toàn liệu, giúp hình vẽ có nhìn trực quan Các kết thể hình 4.10, 4.11 4.12 64 Hình 10: Trở kháng ngoại bào theo thời gian Do chênh lệch thời điểm bắt đầu đo thực nghiệm chất mẫu thịt lợn, dẫn đến chênh lệch giá trị trở kháng thời điểm ban đầu hình dạng đồ thị khác Ví dụ, mẫu mẫu có trở kháng ngoại bào thời điểm ban đầu thấp mẫu 1, Tuy nhiên, nhìn chung trở kháng ngoại bào giảm theo thời gian Hình 11: Trở kháng nội bào theo thời gian 65 Hình 12: Điện dung màng tế bào theo thời gian Từ hai hình trên, thấy trở kháng nội bào thay đổi ko tuyến tính không theo xu hướng tăng hay giảm định Cịn điện dung màng tế bào có xu hướng giảm rõ rệt sau 24 Để đánh giá cụ thể hơn, chúng em đưa độ lệch ∆ độ lệch giá trị thời điểm ban đầu thời điểm cuối có cơng thức: ∆= Trong đó: − giá trị thời điểm cuối giá trị thời điểm đầu Ta có bảng giá trị độ lệch mẫu, có ∆ ,∆ ∆ ứng với độ lệch trở kháng ngoại bào, độ lệch trở kháng nội bào độ lệch điện dung màng tế bào sau: Bảng 5: Giá Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu trị độ lệch mẫu ∆ (Ω) -452.10 -605.05 -675.30 -920.27 -593.50 ∆ (Ω) 0.082 5.096 6.813 -2.735 12.663 ∆ (nF) -10.9 -14.9 -14.2 -10.4 -3.11 66 Từ bảng trên, thấy trở kháng ngoại bào điện dung màng tế bào có thay đổi rõ hay nói cách khác biến đổi thịt nhạy cảm trở kháng ngoại bào (Re) điện dung màng tế bào (Cm) Dựa vào báo nghiên cứu trước [8][39][40][41], biến đổi thành phần theo thời gian giải thích sau: Sau giết mổ màng tế bào bị phân hủy oxy hóa làm cho màng trở nên xốp (nghĩa màng xuất lỗ thủng) Điều làm tính tồn vẹn tế bào, làm giảm khả tích điện khả cách điện màng, dẫn đến giá trị điện dung màng giảm theo thời gian sau giết mổ Đồng thời với oxy hóa màng “nối liền” chất lỏng nội bào chất lỏng ngoại bào, điều làm tăng lượng chất lỏng ngoại bào chênh lệch nồng độ ion môi trường nội bào ngoại bào, dẫn tới tăng độ dẫn điện chất lỏng ngoại bào chúng ion tự do, có nghĩa trở kháng ngoại bào giảm theo thời gian sau giết mổ Sự gia tăng lượng chất lỏng ngoại bào đồng thời lượng chất lỏng nội bào, điều dẫn đến trở kháng nội bào tăng lên sau giết mổ Tuy nhiên nghiên cứu này, trở kháng nội bào có biến đổi phức tạp khoảng thời gian đo tác động vi sinh vật điều kiện nhiệt độ môi trường Sự khác biệt nghiên cứu cụ thể bảng sau: Bảng 6: Các nghiên Nghiên cứu J L Damez cộng [8] Xue Bai cộng [39] Mahdi Guermazi cộng [41] cứu biến đổi thịt theo thời gian Đối tượng Thịt bò Friesian Holstein, khoảng năm tuổi Thịt lợn mua từ siêu thị Thịt bò Điều kiện bảo quản Thời gian thực nghiệm Các mẫu thịt đóng gói chân khơng lưu trữ nhiệt độ 4oC Tối đa 14 ngày Đóng gói chân khơng giữ nhiệt độ 5oC Chia làm trường hợp: - Khơng đóng gói, bảo quản tủ lạnh 5oC - Đóng gói chân khơng, bảo quản tủ lạnh 5oC Tối đa Từ bảng trên, nghiên cứu chúng em có khác biệt điều kiện bảo quản rõ ràng, mẫu thịt lợn đóng gói điều kiện nhiệt độ môi trường 67 với thời gian ngày Điều làm cho phát triển vi sinh vật tăng nhanh dẫn tới trở kháng ngoại bào điện dung màng tế bào giảm nhanh 24 “hợp lý” 4.4.2 Các yếu tố tác động Các kết thu không chịu tác động yếu tố nhiệt độ bảo quản hay tiếp xúc với khơng khí mà chịu tác động nhiều yếu tố khác Các yếu tố tác động tổng thể thể hình 4.13: Hình 13: Các yếu tố tác động tới biến đổi thịt theo thời gian Rõ ràng, biến đổi thịt theo thời gian phụ thuộc vào dạng phổ trở kháng 24 thời điểm Dạng phổ trở kháng chịu tác động yếu tố là: mơi trường, mẫu thịt lợn thực nghiệm, hệ thống đo thủ tục đo Môi trường yếu tố gây thay đổi trở kháng mẫu thịt Ngay sau giết mổ, vi sinh vật xuất xâm nhập vào thịt vị trí cắt Ban đầu lượng vi sinh vật xâm nhập xuất bề mặt cắt, q trình phát triển vi sinh vật sau phụ thuộc vào chế độ bảo quản làm lạnh hay bọc chân không Đối với mẫu thịt mà chúng em sử dụng, vi sinh vật hiếu khí (vì mẫu bọc kín) phát triển tự nhiệt độ mơi trường thơng thường Tuy mẫu gói kín có nước, dẫn tới trở kháng thay đổi 68 Lựa chọn mẫu thịt cơng việc quan trọng q trình đánh giá Chất lượng mẫu thịt phụ thuộc vào chế dộ dinh dưỡng chẳng hạn nuôi lợn sử dụng thức ăn công nghiệp (cám) hay nơng nghiệp (thóc lúa, ngơ bắp ), chế độ ăn đảm bảo an toàn vệ sinh hay vệ sinh… Điều ảnh hưởng tới thành phần cấu tạo bắp thịt, nồng độ khoáng chất đặc trưng cho mẫu thịt khác Chế độ nghỉ ngơi ảnh hưởng không nhỏ Trước hạ thịt, lợn thường tắm rửa sẽ, ngủ nghỉ đầy đủ để không gây stress cho vật Nếu bị stress, thịt có biểu rỉ dịch, mềm tái màu, đặc tính chức protein giảm, chất lượng kỹ thuật thịt giảm thịt ngun liệu khơng thích hợp cho chế biến Xét ảnh hưởng vị trí thịt có vị trí thịt khác thể hình 4.14 Hình 14: Các vị trí thịt lợn Mỗi miếng thịt vị trí khác thịt mơng, thịt thăn hay ba chỉ… lại có đặc trưng khác trở kháng chúng khác Chẳng hạn thịt thăn nhiều nạc, lớp mỡ mỏng; thịt mơng hai lớp thịt mỡ phân biệt hồn tồn cịn thịt ba vừa nạc vừa mỡ xen kẽ lẫn nhau; hay thịt chân giị có nhiều sợi gân… Loại thịt tác động nhiều tới dạng phổ trở kháng thịt, chẳng hạn hai mẫu thực nghiệm có vị trí lợn (ví dụ: thịt thăn) thuộc hai loại khác trở kháng chúng khác Dưới ba loại thịt mà hay gặp: + Thịt bình thường: Thịt có trị số pH = 5,6 – 6,2 thu thú nghỉ ngơi trước giết mổ không bị stress suốt q trình hạ thịt Thịt có 69 pH bình thường sử dụng để chế biến loại sản phẩm tồn trữ bền vững nhiệt độ phòng Dưới nhiệt độ tủ lạnh thịt loại hư hỏng sau ngày tồn trữ Lúc vi khuẩn tăng đến mức độ mà thịt khơng cịn dùng để bán tươi chế biến + Thịt PSE (Pale, Soft, Exsudative): Rỉ dịch, mềm tái màu Thịt loại thường xuất quày thịt mà thú bị stress trước hạ thịt Trị số pH giảm nhanh đạt trị số khoảng 5,2 thấp Thịt loại nhạt màu mềm nhão Do pH hạ thấp nhanh loại thịt giảm khả liên kết với nước vi khuẩn phát triển thấp Thịt PSE thích hợp cho việc sản xuất sản phẩm tồn trữ bền vững nhiệt độ phịng Nhưng thịt loại khơng thích hợp cho thị trường thịt tươi, nước nhanh khỏi thịt, thịt trở nên dai Chúng khơng thích hợp để sản xuất loại thịt đùi chế biến sản phẩm dạng nhũ tương (xay nhuyễn) chúng giảm khả liên kết với nước + Thịt DFD (dark, firm, dry): Sậm màu, cứng khô Thịt loại xuất quày thịt mà thú bị stress trước hạ thịt Trị số pH cao từ 6,4 trở lên Hình thái thịt loại sậm màu, cứng có khả liên kết tốt với nước Nhưng chúng chứa nhiều nước tự nên giúp vi khuẩn phát triển nhanh Thịt thích hợp cho việc sản xuất thịt đùi chế biến sản phẩm dạng nhũ tương khả liên kết nước chúng, khơng thích hợp cho sản phẩm tồn trữ bền vững nhiệt độ phịng Ngồi yếu tố trên, hệ thống đo thủ tục đo yếu tố trực tiếp tác động lên kết thu Trong trình đo khó tránh khỏi xuất nhiễu, chẳng hạn rung động, tiếng ồn, tần số điện lưới 50Hz… hay sai số gây que đo (probe) oscilloscope, tiếp xúc que đo với hệ thống mạch điện Yếu tố tác động lớn mà chúng em muốn tập trung vào yếu tố điện cực Điện cực ảnh hưởng lớn tới kết đo, đặc biệt phổ trở kháng Có thể nhìn thấy khác biệt dạng phổ trở kháng tần số thấp ứng với loại điện cực khác hình 2.15 Điều chất, hình dạng loại điện cực khác Hơn giao tiếp “điện cực – mô thịt” có cấu tạo mỏng hay dày cịn 70 tùy thuộc vào điện trường hay tần số dòng điện Các điện tích xuất mặt giao tiếp này, phân bố không theo quy luật phụ thuộc vào lực điện mạnh hay yếu Mặt khác, vị trí đặt điện cực quan trọng tính dị hướng (không đẳng hướng) thịt nên trở kháng đặt điện cực song song với hướng sợi khác với trở kháng đặt điện cực vng góc với hướng sợi [8][39] Như vậy, thủ tục đo tiềm ẩn tác động tới kết đo Cũng lần đo, chúng em sử dụng điện cực để tránh oxy hóa điện cực cho dòng xoay chiều tần số cao qua Điều vơ hình chung làm nên sai lệch điện cực điện cực cũ thực thủ tục làm điện cực Hơn nữa, chất liệu điện cực chưa hoàn toàn giống 71 KẾT LUẬN Nghiên cứu bước đầu đạt thành công đưa hai mô hình trở kháng sửa đổi, từ hai mơ hình Cole-Cole Fricke, phù hợp với dạng phổ trở kháng thịt lợn dải tần số 50Hz – 1MHz mà chúng em thu Thơng qua đó, biến đổi thịt lợn thông qua thành phần đặc trưng trở kháng ngoại bào, trở kháng nội bào điện dung màng tế bào làm rõ Trở kháng ngoại bào điện dung màng tế bào giảm mạnh theo thời gian sau giết mổ với điều kiện mẫu thịt bọc kín tác động nhiệt độ mơi trường bình thường Cịn trở kháng nội bào thay đổi không nhiều biến đổi phức tạp không theo xu hướng định chịu tác động vi sinh vật Bên cạnh kết đạt tồn nhược điểm, hệ thống đo tự động sử dụng oscilloscope tốn kém, thời gian đo mẫu thịt dải tần số 50Hz – 1MHz dài Để khắc phục điều chúng em đưa phương pháp đo biên độ pha trở kháng thịt có nghiên cứu công bố [42] Mạch đo mô Proteus đạt kết với sai số thấp Quá trình thực cịn tồn giới hạn điều kiện bảo quản thịt chân không hay điện cực mạ vàng… chưa thể thực Đồng thời nguồn thịt lợn hạn chế dẫn tới liệu thịt cịn chưa đồng chưa có nhiều mẫu thịt lợn “bẩn” Điện cực cần mạ vàng tránh làm lại điện cực lần thực nghiệm thiết kế tối ưu để khắc phục tính dị hướng thịt Dữ liệu thực nghiệm cần phải chuẩn hóa cụ thể để thấy giống nhau, khác dạng phổ trở kháng mẫu, từ có nhìn rõ ràng Dựa kết tại, phát triển thêm để giải vấn đề xác định phổ trở kháng thịt cần đo vài ba tần số cố định để giảm bớt thời gian đo đạc hay vấn đề phân loại thịt thịt nhiễm hóa chất “con số đặc trưng” xác định thành phần Re, Ri, Cm 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://giadinh.net.vn/song-khoe/tac-hai-dang-so-cua-thit-lon-ban-nhieu-nguoi-van-an-hangngay-20150805160819785.htm, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [2] https://tuoitre.vn/thit-uop-sam-pet-doc-hai-ra-sao-303104.htm, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [3] http://vtv.vn/trong-nuoc/hoa-chat-cong-nghiep-phu-phep-thit-oi-thiu-thanh-thit-tuoi-bay-bantran-lan-20160607092812871.htm, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [4] https://nld.com.vn/kinh-te/thit-heo-vua-ngon-va-sach-20151109215338042.htm, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [5] M Guermazi, “In-Vitro Biological Tissue State Monitoring based on Impedance Spectroscopy”, Scientific Reports on Measurement and Sensor Technology, Volume 3, 2017, University publisher of Chemnitz University of Technology, Chemnitz, Available online : http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-206710 The data format : PDF [6] C Trainito, “Study of cell membrane permeabilization induced by pulsed electric feld – electrical modeling and characterization on biochip”, Other, Université Paris-Saclay, 2015, English, , [7] M Ibrahim, “Mesure de bioimpédance électrique par capteurs interdigités”, Université de Lorraine, 2012n [8] J L Damez, S Clerjon, S Abouelkaram and J Lepetit, “Dielectric behavior of beef meat in the 1–1500 kHz range: Simulation with the Fricke/Cole–Cole model” Meat Science, vol 77 (4): 512–519, 2007 [9] H Fricke, “A mathematical treatment of the electric conductivity and capacity of disperse systems II The capacity of a suspension of conducting spheroids by a nonconducting membrane for a current of low frequency”, Physical Review, vol 26 (5), pp 678 - 681, 1925 [10] H Fricke and S Morse, “The electric capacity of tumors of the breast”, The Journal of Cancer Research, 1926 10(3): p 340-376 [11] K.S Cole, R.H Cole, "Dispersion and Absorption in Dielectrics - I Alternating Current Characteristics" Journal of Chemical Physics, vol 9, pp 341–352, 1941 [12] K.S Cole, R.H Cole, "Dispersion and Absorption in Dielectrics - II Direct Current Characteristics" Journal of Chemical Physics, vol 10, pp 98–105, 1942 [13] S Grimnes, O Martinsen, “Bioimpedance and Bioelectricity Basics”, Academic Press, 2000 [14] Y Yang, Z.-Y Wang, Q Ding, L Huang, C Wang, and D.-Z Zhu, “Moisture content prediction of porcine meat by bioelectrical impedance spectroscopy,” Mathematical and Computer Modelling, vol 58, no 3-4, pp 813–819, 2013 73 [15] A.S Elwakil, B Maundy, “Extracting the Cole-Cole impedance model parameters without direct impedance measurement”, Electronics Letters, Volume: 46, Issue: 20, Page(s): 1367 – 1368, September 30 2010 [16] C Vastarouchas, G Tsirimokou, C Psychalinos, “Extraction of Cole-Cole model parameters through low-frequency measurements”, International Journal of Electronics and Communications, Volume 84, Pages 355-359, February 2018 [17] Dang Thanh Trung, Nguyen Phan Kien, Tran Duc Hung, Do Chi Hieu and Tran Anh Vu, “Electrical impedance measurement for assessment of the Pork aging: a Preliminary study”, Third International Conference of Biomedical Engineering, October 2016 [18] http://www.analog.com/en/products/clock-and-timing/direct-digitalsynthesis/ad9850.html#product-overview, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [19] GS TS Nguyễn Đức Thuận, TS Vũ Duy Hải, TS Nguyễn Phan Kiên, “Mạch xử lý tín hiệu y sinh,” Nhà Xuất Bản Bách Khoa Hà Nội, 2016 [20] https://www.mathworks.com/help/instrument/visa-overview.html, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [21] https://www.mathworks.com/help/instrument/working-with-the-usb-interface.html, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [22] http://www.ytuongnhanh.vn/chi-tiet/bai-1-chuan-giao-tiep-noi-tiep-rs232-53.html, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [23] http://www.ytuongnhanh.vn/chi-tiet/chuan-giao-tiep-1-wire-156.html, truy nhập cuối ngày 01/06/2018 [24] J Ross Macdonald and J A Garber, “Analysis of Impedance and Admittance Data for Solids and Liquids”, Journal of The Electrochemical Society, volume 124, issue 7, paper: 1022-1030, July 1977 [25] Fu, Yeqing, “Theoretical and Experimental Study of Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) Using Impedance Spectra”, Publisher: Massachusetts Institute of Technology, 2014 [26] E Barsoukov and J Ross Macdonald, “Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications”, Wiley-Interscience, March 2005 [27] D W Marquardt, “An Algorithm for Least Square Estimation of Non-Linear Parameters”, Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 11(2): 431-441, June 1963 [28] K Levenberg, “A Method for the Solution of Certain Non-Linear Problems in Least Squares”, Quarterly of Applied Mathematics, Vol 2, No 2, pp 164-168, July 1944 [29] A Bjõrck, “Numerical Methods for Least Squares Problems”, SIAM: Society for Industrial and Applied Mathematics, 1996 [30] A Lasia, “Electrochemical Impedance Spectroscopy and its Applications”, In book: Modern Aspects of Electrochemistry, vol 32 p 143-248, Publisher: Springer US, Editors: B E Conway, J Bockris, and R.E White, pp.143-248, January 1999 74 [31] E Barsoukov and J Ross Macdonald, “Impedance Spectroscopy Theory, Experiment, and Applications”, Wiley-Interscience, January 2005 [32] J R Macdonald, “Impedance Spectroscopy: Emphasizing solid materials and systems”, Publisher: New York : John Wiley & Sons, 1987 [33] B A Boukamp, “Impedance Spectroscopy: Strength and Limitations”, Technisches Messen, 71: 454-459, September 2004 [34] J R Macdonald, “Impedance Spectroscopy and its Use in Analyzing the Steady State Ac Response of Solid and Liquid Electrolytes,” Journal of Electroanalytical Chemi-stry and Interfacial Electrochemistry, Vol 223, No 1-2, pp 25-50, 1987 [35] P Zoltowski, “The error function for fitting of models to immittance data”, Journal of Electroanalytical Chemistry, 178(1):11–19, October 1984 [36] Bondarenko A S, Ragoisha G A., “Inverse Problem In Potentiodynamic Electrochemical Impedance”, Progress in Chemometrics Research, pp 89-102, Nova Science Publishers, 2005 [37] C H Hsu, F Mansfeld, “Technical Note: Concerning the Conversion of the Constant Phase Element Parameter Y0 into a Capacitance”, CORROSION 2001;57(9):747-748 [38] M.R.Shoar Abouzari, F.Berkemeier, G.Schmitz, D.Wilmer, “On the physical interpretation of constant phase elements”, Solid State Ionics, 180(14-16): 922-927, June 2009 [39] Xue Bai, Jumin Hou, Lu Wang, Minghui Wang, Xia Wang, Chunhui Wu, Libo Yu, Jie Yang, Yue Leng, Yonghai Sun, “Electrical impedance analysis of pork tissues during storage”, Journal of Food Measurement and Characterization, Volume 12, Issue 1, pp 164–172, March 2018 [40] J L Damez, S Clerjon, S Clerjon, S Abouelkaram, J Lepeti, “Beef meat electrical impedance spectroscopy and anisotropy sensing for non-invasive early assessment of meat ageing”, Vol 8, Issue 1, pages: 116-122, March 2008 [41] M Guermazi, U Tröltzsch, O Kanoun, N Derbel, “Assessment of beef meat aging using impedance spectroscopy”, 8th International Multi-Conference on Systems, Signals & Devices, March 2011 [42] Nguyen Phan Kien, Tran Anh Vu, Dang Thanh Trung and Trinh Anh Duong, “A Novel Method to Determine the Bio-Impedance”, International Journal of Science and Research (IJSR), Volume Issue 10, pp: 649-654, October 2017 75 PHỤ LỤC Phụ lục 1: A Novel Method to Determine the Bio-Impedance Phụ lục 2: Modified model based on the impedance spectrum of meat in the frequency range 50Hz to 1Mhz (Accepted at IEEE ICCE 2018) 76 ... biện) Giảng viên đánh giá: Họ tên Sinh viên: Nghiêm Xuân Văn MSSV: 20 134 557 Tên đồ án: Nghiên cứu biến đổi thịt lợn sau giết mổ theo thời gian hỗ trợ đánh giá chất lượng thịt Chọn mức điểm... ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU SỰ BIẾN ĐỔI CỦA THỊT LỢN SAU GIẾT MỔ THEO THỜI GIAN HỖ TRỢ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG THỊT Sinh viên thực Trịnh Anh Dương Nghiêm Xuân Văn... triển nghiên cứu phân tích thơng số điện mô sinh học phương pháp mô hình trở kháng phương pháp đơn giản phổ biến Với đề tài ? ?Nghiên cứu biến đổi thịt lợn sau giết mổ theo thời gian hỗ trợ đánh giá