Evaluation reinvented
Änderung der optischen Eigenschaften während der Lagerung von Frischfleisch
Gelingt es anhand des hyperspektralen Signals Rückschlüsse auf die Fleischqualität hinsichtlich seines Frischezustands zu schließen? Zur Definition der Verderbskinetik von Fleisch wurden direkt nach der Schlachtung fettarme Schweinekoteletts sowohl klassisch als auch mit der Plant Probe vermessen. Die Fleischchargen wurden über 2 Wochen bei 4°C gelagert, das Abbauverhalten und die Fleischkonsistenz wurde in mehreren zeitlichen Intervallen beobachten. Dabei wurden zu jedem Termin Proben für die Keimzahlbestimmung entnommen und im Anschluss die hyperspektralen Messungen durchgeführt. Dieser Prozess wurde mehrmals wiederholt, die folgenden Darstellungen repräsentieren die durchschnittlichen Werte des Gesamtversuchs.
| Hyperspektrales Signal | Erläuterung |
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Zu Beginn der Messung, am Tag 0, zeigt das frische Schweinefleisch ein spezifisches Spektrum, ausgeprägte Amplituden im sichtbaren Wellenlängenbereich, schwach ausgeprägte Muster im Infrarotbereich (rote Linie). Die Streuung ist relativ hoch (blauer Bereich), da mehrere Chargen von Frischfleisch zusammengefasst sind. Von Interesse ist der Wellenlängenbereich von 560 bis 580 nm. Im frischen Zustand ist der Peak schwach ausgeprägt. Nach 2 Tagen Lagerung ist dieser Peak verstärkt zu beobachten. Obwohl die mittlere Keimzahl (log GKZ) sich bedingt durch die Lag-Phase noch nicht erhöht hat, weist die kanonische Distanz schon eine recht hohe und signifikante Änderung auf, d.h. es ist zu einer Farbveränderung gekommen, die auf Prozesse hindeuten, die nicht unbedingt mit dem Bakterienwachstum im Zusammenhang stehen. |
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Bis zum Tag 5 hat sich das Spektrum weiter verändert. Diese Veränderungen betreffen mehrheitlich drei Wellenlängenbereiche. Im Bereich von 480 nm wird mehr Licht absorbiert, der Peak von 560 bis 580 nm ist ausgeprägter, man beobachtet ein Abflachen der Signatur im Bereich von 620 nm und gewisse Änderungen der Spektralverlaufs in den oberen Wellenlängen des sichtbaren Lichts (680,690 nm). Die kanonische Distanz hat sich von 4 auf fast 6 erhöht, als Indiz für die weitere Veränderung des Fleisches. Die Gesamtkeimzahl ist inzwischen auf einen Wert von 3.5 angestiegen. |
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Bis Tag 7 der Lagerung ist der GKZ Wert auf 5 angestiegen, die Unterschiede der Spektren im Vergleich zur Kontrolle werden stärker, wobei der Fokus der Änderung sich weiterhin auf die Abflachung im Bereich 620 nm und auf den Bereich 680,690 nm konzentriert. Die mittlere kanonische Distanz liegt jetzt bei 7 |
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Der fortschreitende Abbau zeigt sich inzwischen auch in größeren Wellenlängenbereichen der Signatur. Der Peak bei 570 nm und die zu beobachtenden Strukturen im Wellenlängenbereich von 580 bis 680 nm verschwinden mehr und mehr, was schon auf Konsistenzveränderungen im Fleisch hindeutet, das Maximum bei 690 nm ist deutlich ausgeprägt. Die GKZ-Werte liegen bei 8, das Fleisch ist stark verdorben. |
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Auch das Beispiel muss dargestellt werden: am Tag 12 sind die Prozesse scheinbar wieder reversibel, auch wenn der Buckel bei 690 nm stark ausgeprägt ist. Tatsächlich besteht ein Großteil dieser Werte aus einer Charge von Koteletts, die auch nach 12 Tagen eine sehr geringe Keimbelastung aufwiesen (und merkwürdigerweise auch noch sehr frisch aussahen !!!). Die gemessene GKZ-Werte sind etwas über 4, in der ähnlichen Größenordnung wie Tag 7, aber interessanterweise entspricht die Signatur auch dem Tag 7, und weist nicht die Zerfallsprozesse auf, die nach so langer Zeit zu erwarten gewesen wären. |
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1Daten erhoben im Rahmen eines Versuches des ITW, Cold Chain Management, PD Dr. Judith Kreyenschmidt, Universität Bonn
