一种通过超弱生物光子成像系统检测肉类新鲜度的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种通过超弱生物光子成像系统检测肉类新鲜度的方法，包括以下步骤：B1、材料的预处理；B2、实验准备及成像系统预热；B3、开始试验；B4、定位拍照；B5、实验成像；B6、序列图像处理及数据分析；B7、对其他肉本检测。本发明专利技术肉在随存放时间的变化，而呈现的特征性的生物光子辐射的改变可用于快速、定性地判定检测肉的新鲜度，即新鲜肉、次新鲜肉和变质肉，本发明专利技术提供的方法具有操作简便、快速等特点，可广泛应用于生命科学研究、食品安全与环境保护等领域中。

A method for detecting freshness of meat by ultra weak bioluminescence imaging system

The invention discloses a method for detecting meat freshness by ultra-weak biophoton imaging system, which comprises the following steps: B1, material pretreatment; B2, experimental preparation and imaging system preheating; B3, starting experiment; B4, positioning photography; B5, experimental imaging; B6, sequence image processing and data analysis; B7, other meat preheating; B3, starting experiment; B4, positioning photography; B5, experimental imaging; B6, sequence image processing and data analysis. This test. The meat of the invention changes with the storage time, and the change of biophoton radiation with the characteristics presented can be used to quickly and qualitatively determine the freshness of the detected meat, that is, fresh meat, sub-fresh meat and deteriorated meat. The method provided by the invention has the characteristics of simple operation and fast speed, and can be widely used in life science research and food. In the fields of product safety and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种通过超弱生物光子成像系统检测肉类新鲜度的方法
本专利技术涉及食品安全检测和生物医学技术成像领域，也可应用到其它领域需要检测超弱生物发光的领域，具体涉及一种通过超弱生物光子成像系统检测肉类新鲜度的方法。
技术介绍
生物超弱发光，简称生物光子是存在于生物体中的一种很常见的征象，又称超弱光子辐射(uitraweakphotonemission,UPE)，是生物体的自然表现，其辐射强度非常小，光谱范围通常约在200nm～800nm之间，但是偶尔会到红外波段。UPE广泛存在于植物、动物以及单细胞生物中，其反应了生物体的本原以及生命活动过程有关的信息。生物光子的来源主要是生物组织的代谢活动，如氧化代谢和还原代谢。生物体内代谢活动能产生生物光子的物质有酚类、醛类、脂肪酸、过氧化氢、花生四烯酸等。肉类腐败是一个复杂的生理生化过程，其中伴随着物质能量的变化，其间生物超弱发光也将会随着肉类新鲜度的改变而发生变化。食品新鲜度检测常用的是理化检验的方法，它的指标通常有挥发性盐基氮、过氧化氢酶、pH值和球蛋白沉淀反应等，但是目前国家标准检验肉类新鲜度的方法只有检测挥发性盐基氮的方法，该方法能检测出不同新鲜程度的肉，区别鲜肉、次鲜肉和变质肉，并和感官检验相符，但其检测设备复杂，操作繁琐耗时，需要用到蒸馏和滴定装置，实验周期比较长，滴定终点颜色变化不容易判断，在实验操作过程中还发现对牛肉的新鲜度变化并不敏感的情况，需要操作熟练的技术人员才能得到比较可靠的判定结果，并且仪器清洗比较困难，很难在现场进行快速检测。有鉴于此，急需提供一种通过超弱生物光子成像系统，简便、快速、准确地对肉类新鲜度检测进行探究，寻找肉类新鲜度变化与生物超弱发光之间的关系，准确的确定肉类新鲜度的检测方法。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是提供一种通过超弱生物光子成像系统检测肉类新鲜度的方法，包括以下步骤：B1、材料的预处理；B2、实验准备及成像系统预热；B3、开始试验；B4、定位拍照；B5、实验成像；B6、序列图像处理及数据分析；B7、对其他肉样本检测。在上述方法中，所述步骤B1包括以下步骤：从4℃冰箱中取出一份新鲜牛肉，用电子天平准确称取0.2000g牛肉，并用剪刀将其剪碎后放在玻璃研磨器中；向玻璃研磨器中加400μL1×PBS缓冲液，并将其放在冰上研磨5分钟后制得第一匀浆放在4℃冰箱中备用；同上步骤，称取同样的牛肉再制备第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆，将第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆分别在4℃冰箱中放置3天、5天、7天和11天。在上述方法中，所述步骤B2具体包括以下步骤：稳定室温，保持实验时的室温为24-25℃，启动冷却液循环泵对光子成像器件进行制冷，使EMCCD稳定在-92℃左右的状态下工作，开启HCImage成像控制软件，并在正式成像前按成像时的设置启动光子成像器件的拍摄程序，对其进行预热，以稳定其背景基线。在上述方法中，所述步骤B3具体包括以下：取第一匀浆200μL加样到小皿中，使得匀浆液全部在EMCCD的镜头视野里，将小皿放在ONIX微流控培养板中，开启温控装置使小皿中待测样品温度保持在在37±0.5℃不变。在上述方法中，所述步骤B4包括以下步骤：将牛肉样本放在EMCCD的镜头正下方，将EMCCD的增益调至最低，设置每帧曝光时间为1s，在较暗光线下调节视野和焦距，在图像达到清晰时完成定位照的拍摄并将定位照保存到工作目录下。在上述方法中，所述步骤B5包括：取下镜头上的遮光罩，关闭暗箱，调整EMCCD处于最大增益模式下，光子模式为3，曝光时间为60s，设置总拍摄时间为60min后开始拍摄成像，并形成序列图像；在上述方法中，所述步骤B6包括以下步骤：采用EMCCD配套的图像处理分析软件SimplePCI6.0和Madlab7.0对图像进行处理，首先将EMCCD获得的序列图像转换为TIF格式，再将其导入Madlab7.0中，使用实验室编制的程序对图像进行处理，消除宇宙射线导致的亮斑；然后将Madlab7.0处理后的序列图像进行样本信息提取，使用图像处理分析软件SimplePCI6.0标定样本所在的图像位置，系统将自动提取样本所在位置的平均灰度值，同时也提取非样本区域的平均灰度值作为图像的平均背景灰度值；再通过样本灰度值减去背景灰度值，即得到区域的相对灰度值。在上述方法中，所述步骤B7包括：根据步骤B3～B6，分别对第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆进行检测分析，分别获得第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆的区域的相对灰度值。本专利技术肉在随存放时间的变化，而呈现的特征性的生物光子辐射的改变可用于快速、定性地判定检测肉的新鲜度，即新鲜肉、次新鲜肉和变质肉，本专利技术提供的方法具有操作简便、快速等特点，可广泛应用于生命科学研究、食品安全与环境保护等领域中。附图说明图1为本专利技术提供的超弱生物光子成像系统检测牛肉新鲜度的流程图；图2为本专利技术中放置3天后的牛肉样本生物光子成像示意图，其中，(a)为定位照图，(b)为30分钟成像的叠加图；图3为本专利技术提供的通过超弱生物光子检测方法检测5个不同的牛肉样本的相对灰度值的变化趋势图；图4为本专利技术提供的挥发性盐基氮法检测牛肉新鲜度的流程图；图5为本专利技术提供的牛肉中挥发性盐基氮含量随时间的变化趋势图；图6为本专利技术提供的超弱生物光子成像法和挥发性盐基氮法检测牛肉新鲜度的结果相关性图。具体实施方式肉类作为有机物，其自身不断向外辐射极其微弱的生物光子信号，肉类的新鲜度不同，其代谢产生的生物光子强度也不同，因此，超弱生物光子检测可以为贮藏后肉类新鲜度检测提供一种新思路。我们以4℃贮存的牛肉为例，通过检测牛肉辐射的生物光子强度来定性判断牛肉的新鲜度，并通过具有国家标准的挥发性盐基氮法作为食物新鲜度检测参照标准来评估这一技术的可行性。下面结合具体实施方式和说明书附图对本专利技术做出详细的说明。如图1-6所示，本专利技术提供了一种通过超弱生物光子成像系统检测牛肉新鲜度的方法；其中，成像器件为当前常用的电子倍增CCD(EMCCD)；具体可参见专利CN103536277A。如图1所示，下面通过具体实施例来说明本方法。实施例：牛肉新鲜度的超弱生物光子检测一、实验材料：牛肉(成年黄牛，购买于武汉市洪山区新竹路的冷鲜肉批发市场)二、实验步骤S1、材料的预处理，包括以下步骤：S11、从4℃冰箱中取出一份新鲜牛肉，用电子天平准确称取0.2000g牛肉，并用剪刀将其剪碎后放在玻璃研磨器中；S12、向玻璃研磨器中加400μL1×PBS缓冲液，并将其放在冰上研磨5分钟后制得第一匀浆放在4℃冰箱中备用；S13、同上步骤，称取同样的牛肉再制备第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆，将第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆分别在4℃冰箱中放置3天、5天、7天和11天，以便通过超弱生物光子检测法对5个不同的牛肉样本进行11天的分段检测。S2、实验准备及成像系统预热：包括S21、稳定室温，保持实验时的室温为24-25℃，启动冷却液循环泵对光子成像器件进行制冷，使EMCCD稳定在-92℃左右的状态下工作，开启HCImage成像控制软件，并在正式成像前按成像时的设置启动光子成像器件的拍摄程序，对其进行预热，以稳定其背景基线。S3、开始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过超弱生物光子成像系统检测肉类新鲜度的方法，其特征在于，包括以下步骤：B1、材料的预处理；B2、实验准备及成像系统预热；B3、开始试验；B4、定位拍照；B5、实验成像；B6、序列图像处理及数据分析；B7、对其他肉样本检测。

【技术特征摘要】
1.一种通过超弱生物光子成像系统检测肉类新鲜度的方法，其特征在于，包括以下步骤：B1、材料的预处理；B2、实验准备及成像系统预热；B3、开始试验；B4、定位拍照；B5、实验成像；B6、序列图像处理及数据分析；B7、对其他肉样本检测。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B1包括以下步骤：从4℃冰箱中取出一份新鲜牛肉，用电子天平准确称取0.2000g牛肉，并用剪刀将其剪碎后放在玻璃研磨器中；向玻璃研磨器中加400μL1×PBS缓冲液，并将其放在冰上研磨5分钟后制得第一匀浆放在4℃冰箱中备用；同上步骤，称取同样的牛肉再制备第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆，将第二匀浆、第三匀浆、第四匀浆和第五匀浆分别在4℃冰箱中放置3天、5天、7天和11天。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B2具体包括以下步骤：稳定室温，保持实验时的室温为24-25℃，启动冷却液循环泵对光子成像器件进行制冷，使EMCCD稳定在-92℃左右的状态下工作，开启HCImage成像控制软件，并在正式成像前按成像时的设置启动光子成像器件的拍摄程序，对其进行预热，以稳定其背景基线。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B3具体包括以下：取第一匀浆200μL加样到小皿中，使得匀浆液全部在EMCCD的镜头视野里，将小皿放在ONIX微流控培养板中，开启温控装置使小皿中待测样品温度保持在在37±0.5℃不变。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴甲培，李颖越，李泽华，肖芳艳，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42