基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测装置和方法

摘要

本发明涉及生物分离与生物分析技术领域，具体是一种基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测装置和方法，该检测装置包括微型凝胶电泳模块、成像模块和处理分析模块，所述微型凝胶电泳模块用于将样品反应生成蛋白条带；所述成像模块的成像光路朝向所述微型凝胶电泳模块，用于摄取所述蛋白条带的画面并生成图像；所述处理分析模块与成像模块连接，用于接收所述图像并转换为灰度值参数、分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量，以判断样品新鲜度。本发明的有益效果是：设置的微型凝胶电泳模块，将微型聚丙烯酰胺凝胶电泳技术应用于猪肉新鲜度检测，操作简单、灵敏度高、稳定性好、检测精度高，使得检测人员能够准确地根据检测结果进行判断。

说明书

技术领域

本发明涉及交通设施技术领域，具体是一种基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测装置和方法。

背景技术

新鲜度是肉品腐败变质程度的直接反映，是评价肉品品质安全的重要指标。选择什么样的肉品，什么样的肉品健康，已成为人们热议的话题。因此，进行肉质新鲜度分析检测对肉食品生产、质量控制、健康、以及公共安全等都有着重要的意义。

有众多技术用于肉新鲜度检测。固有检测方法中，感官检测受人的主观因素影响较大，而微生物和理化检测，包括挥发性盐基氮的测定、pH值的测定、氨的检测、球蛋白沉淀试验、硫化氢试验和过氧化物酶反应等。其中肉中挥发性盐基氮的含量，是国家现行食品卫生标准中唯一的理化指标。

然而这些检测方法存在耗时、耗力、检测成本高等缺点，这就需要新的技术能够客观、快速、准确地评价肉新鲜度来替代传统的检测方法。为此，国内外学者发展了多种方法用来检测肉质新鲜度，如电子鼻检测技术可以检测猪肉在不同时期产生的氨气及硫化氢的浓度，并以此来判断猪肉的新鲜度。近红外光谱技术可以用来测定肉品屠宰分割和肉制品加工过程中原料肉和成品肉的常规营养指标，也可用来鉴别冷冻肉并测定其保水性和渗透性和肉汁损失率。其它检测技术还有人工味觉检测技术、计算机视觉技术、超声波技术、氨基酸分析仪、PCR（PCR一般指聚合酶链式反应）技术、酶联免疫吸附试验（ELISA）等，

这些方法一定程度上能够检测肉质新鲜度，但各有局限性，一种检测方法一般只对一两项指标有相对较好的检测效果，但对多种信息进行综合评价时就会受到检测效果的影响，且检测结果往往也不理想，更重要的是检测不稳定和速度慢。因此，亟待建立简便快速、准确灵敏、抗环境干扰的肉质新鲜度检测方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测装置和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测装置，该检测装置包括微型凝胶电泳模块、成像模块和处理分析模块，所述微型凝胶电泳模块用于将样品反应生成蛋白条带；所述成像模块的成像光路朝向所述微型凝胶电泳模块，用于摄取所述蛋白条带的画面并生成图像；所述处理分析模块与成像模块连接，用于接收所述图像并转换为灰度值参数、分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量，以判断样品新鲜度。

作为本发明进一步的方案：所述微型凝胶电泳模块包括电泳组件、及设置在所述电泳组件内的胶板，所述胶板上承载有可容纳样品的聚丙烯酰胺凝胶，所述电泳组件能电泳加入有样品的聚丙烯酰胺凝胶以生成蛋白条带；

所述聚丙烯酰胺凝胶的氢离子浓度指数范围为5至9；

所述电泳组件包括电泳槽和设置在所述电泳槽侧壁的正、负极电极丝，所述正、负极电极丝连接电源的正负极；所述胶板垂直于所述成像模块的成像光路。

作为本发明再进一步的方案：所述正、负极电极丝的制作材料为铂金材质。

作为本发明再进一步的方案：所述成像模块选用可见光成像系统、紫外成像系统或荧光成像系统。

作为本发明再进一步的方案：所述处理分析模块包括微型计算机，所述微型计算机存储有数据处理单元，所述数据处理单元用于接收所述图像并转换为灰度值参数、以及分析所述灰度值参数。

作为本发明提供的另一个技术方案：一种基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测方法，采用如上任一所述的检测装置，包括以下步骤：

制作标本，制作一定量的样品，并通过所述微型凝胶电泳模块将加入了样品的聚丙烯酰胺凝胶进行反应生产标本；

获取图像，所述成像模块将所述标本的画面生成图像；

分析图像，通过处理分析模块接收、转换所述图像为灰度值参数，并分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量。

作为本发明进一步的方案：所述微型凝胶电泳模块包括电泳组件、及设置在所述电泳组件内的胶板，所述胶板上承载有可容纳样品的聚丙烯酰胺凝胶；在制作标本步骤中，通过电泳组件将加入有样品的聚丙烯酰胺凝胶进行电泳，以制作标本。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：设置的微型凝胶电泳模块，将微型聚丙烯酰胺凝胶电泳技术应用于猪肉新鲜度检测，操作简单、灵敏度高、稳定性好，能够有效提高对肉品腐败变质的检测精度，使得检测人员能够准确地根据检测结果进行判断；并且。应用微型聚丙烯酰胺凝胶电泳技术作为蛋白质分离介质，可批量进行大量待测样品的测试，在增加电泳实验的效益和便利性的同时，也充分节省了精力和成本。

附图说明

图1为本发明实施例中基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测装置的结构示意图。

附图中：1、微型凝胶电泳模块；2、成像模块；3、处理分析模块。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，本发明的一个实施例中，一种基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测装置，该检测装置包括微型凝胶电泳模块1、成像模块2和处理分析模块3，所述微型凝胶电泳模块用于将样品反应生成蛋白条带；所述成像模块的成像光路朝向所述微型凝胶电泳模块，用于摄取所述蛋白条带的画面并生成图像；所述处理分析模块与成像模块连接，用于接收所述图像并转换为灰度值参数、分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量，以判断样品新鲜度。

具体的，通过微型凝胶电泳模块1将样品反应生成蛋白条带，之后，通过成像模块摄取所述蛋白条带的画面并生成图像；再通过处理分析模块将图像转换为灰度值参数，并分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量，根据样品的肌红蛋白和血红蛋白含量判断样品新鲜度。因此，设置的微型凝胶电泳模块，将微型聚丙烯酰胺凝胶电泳技术应用于猪肉新鲜度检测，操作简单、灵敏度高、稳定性好，能够有效提高对肉品腐败变质的检测精度，使得检测人员能够准确地根据检测结果进行判断；并且。应用微型聚丙烯酰胺凝胶电泳技术作为蛋白质分离介质，可批量进行大量待测样品的测试，在增加电泳实验的效益和便利性的同时，也充分节省了精力和成本。

所述微型凝胶电泳模块包括电泳组件、及设置在所述电泳组件内的胶板，所述胶板上承载有可容纳样品的聚丙烯酰胺凝胶，所述电泳组件能电泳加入有样品的聚丙烯酰胺凝胶以生成蛋白条带；所述聚丙烯酰胺凝胶的氢离子浓度指数范围为5至9；

进一步的，所述电泳组件包括电泳槽和设置在所述电泳槽侧壁的正、负极电极丝，所述正、负极电极丝连接电源的正负极；所述胶板垂直于所述成像模块的成像光路。

所述聚丙烯酰胺凝胶与电泳缓冲垫接触，所述电泳缓冲垫设置在电泳槽内。

本发明的一个实施例中，所述正、负极电极丝的制作材料为铂金材质。

采用铂金材质制成的正、负极电极丝保证电泳过程中的稳定性和可靠性。

请参阅图1，本发明的一个实施例中，所述成像模块选用可见光成像系统、紫外成像系统或荧光成像系统。

成像模块选用可见光成像系统、紫外成像系统或荧光成像系统对所述蛋白条带的画面进行摄取并生成图像；再通过处理分析模块将图像转换为灰度值参数，并分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量。

所述的处理分析模块是基于图像中RGB（红绿蓝）中的灰度值，同时考虑到较小的存储范围(0~255)和较平衡的亮暗部比例，再进行色彩校正而得到图像灰度计算分析。

请参阅图1，本发明的一个实施例中，所述处理分析模块包括微型计算机，所述微型计算机存储有数据处理单元，所述数据处理单元用于接收所述图像并转换为灰度值参数、以及分析所述灰度值参数。

所述的数据处理单元用于对成像模块传递的图像是基于图像中RGB（红绿蓝）中的灰度值，同时考虑到较小的存储范围(0~255)和较平衡的亮暗部比例，再进行色彩校正而得到图像的灰度计算分析，从而得到样品的肌红蛋白和血红蛋白含量，根据样品的肌红蛋白和血红蛋白含量判断样品新鲜度。

请参阅图1，本发明的另一个实施例中，一种基于凝胶成像的猪肉新鲜度检测方法，采用如上任一所述的检测装置，包括以下步骤：

制作标本，制作一定量的样品，并通过所述微型凝胶电泳模块将加入了样品的聚丙烯酰胺凝胶进行反应生产标本；

获取图像，所述成像模块将所述标本的画面生成图像；

分析图像，通过处理分析模块接收、转换所述图像为灰度值参数，并分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量。

具体的操作步骤：

S1、样品制备取0.5g肉类样品；加入200μl超纯水及0.5 μl（40%，pH6-8载体两性电解质），混匀1分钟，8000g离心后取上清液；上清液加入20μl甘油混匀，得上样液，待用。

S2、样品上样

取25μl上样液加于电泳槽的凝胶槽孔中；将凝胶槽盖上盖子，静止5 min。

S3、凝胶电泳

设置电泳程序，进行蛋白电泳获得标本。

S4、蛋白成像分析

设置成像参数，对标本的血红蛋白和肌红蛋白条带进行含量检测及分析。

如图1所示，在步骤S3中，所述微型凝胶电泳模块包括电泳组件、及设置在所述电泳组件内的胶板，所述胶板上承载有可容纳样品的聚丙烯酰胺凝胶；通过电泳组件将加入有样品的聚丙烯酰胺凝胶进行电泳，以制作标本。

本发明的工作原理：通过微型凝胶电泳模块1将样品反应生成蛋白条带，之后，通过成像模块摄取所述蛋白条带的画面并生成图像；再通过处理分析模块将图像转换为灰度值参数，并分析所述灰度值参数获得样品的肌红蛋白和血红蛋白含量，根据样品的肌红蛋白和血红蛋白含量判断样品新鲜度。

需要说明的是，本发明所采用的微型计算机、可见光成像系统、紫外成像系统或荧光成像系统均为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。