Ước tính độ tuổi/độ trưởng thành của thịt bò và cừu sử dụng ánh sáng nhìn thấy-gần hồng ngoại được w88 giải theo không gian quang phổ

Tóm tắt

​Do mối quan hệ giữa độ tuổi và độ trưởng thành của động vật, cấu trúc collagen và độ mềm, "tuổi" là yếu tố quan trọng trong việc xác định mức độ phù hợp với thị trường của thân thịt và chất lượng ăn uống trong hệ thống w88 loại Tiêu chuẩn Thịt Australia Australia (MSA). Do đó, việc w88 định ranh giới xảy ra sau 30 tháng với những thân thịt cũ được giảm giá, tuy nhiên vẫn còn nhiều tranh cãi về cách tốt nhất để xác định "tuổi". Mặc dù các nhà chế biến gia súc đánh giá sự thay đổi của sụn dọc theo cột sống bằng 'sự cốt hóa', như một công cụ bổ sung để xác định tuổi sinh lý, các ước tính có thể thay đổi tùy theo căng thẳng về dinh dưỡng và sức khỏe. Do đó, ngành công nghiệp có thể sử dụng thước đo tuổi tác tiêu chuẩn, chính xác và rẻ tiền để tạo điều kiện xác định tốt hơn tuổi sinh lý và thời gian thực sự của động vật.

Mục đích chính của dự án này là kiểm tra xem liệu phổ nhìn thấy-gần hồng ngoại (Vis-NIR) của các mẫu da có thể được sử dụng để ước tính chính xác độ tuổi/độ trưởng thành của động vật giết mổ, đặc biệt tập trung vào thịt bò hay không. Một mục đích khác là nghiên cứu khả năng dự đoán chất lượng thịt có liên quan trực tiếp đến việc ước tính lực cắt và collagen hòa tan. Do các kết quả đáng khích lệ thu được từ dữ liệu quang phổ cơ, khả năng dự đoán điểm số vân của công cụ này bằng cách sử dụng quét mô cơ Vis-NIR cũng đã được thực hiện.

Công việc này sử dụng một thiết bị cung cấp các phép đo quang phổ w88 giải không gian (SRS) thay vì các phép đo quang phổ phản xạ tiêu chuẩn. Quang phổ w88 giải không gian bao gồm việc sử dụng đầu dò sợi quang truyền ánh sáng qua sợi quang và thu thập ánh sáng phản xạ. Ánh sáng phản xạ đến từ các khoảng cách khác nhau so với sợi nguồn bằng cách sử dụng các sợi phát hiện được đặt ở các khoảng cách khác nhau so với sợi nguồn. Do đó, nó cung cấp các tín hiệu phản xạ đi qua các đường và khoảng cách khác nhau trong mẫu mô. Thiết lập này được sử dụng vì nó cung cấp phương tiện để tìm khoảng cách máy dò nguồn tối ưu về mặt hiệu suất của mô hình hiệu chuẩn. Thông tin này sau đó có thể được sử dụng để đơn giản hóa việc thiết kế đầu dò sợi quang và làm cho thiết bị rẻ hơn khi sử dụng cho mục đích thương mại. Đầu dò được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm một sợi nguồn cung cấp ánh sáng tới mẫu bao quanh bởi 5 vòng sợi phát hiện đồng tâm. Những sợi này thu thập ánh sáng phản xạ từ mẫu ở các khoảng cách xuyên tâm khác nhau so với sợi nguồn.

Tám mươi con gia súc Angus, với ngày sinh chính xác, được lấy mẫu từ 3 nhà chăn nuôi tại 2 lò mổ cùng với dữ liệu lý lịch và giết mổ của động vật (bao gồm cả răng và điểm cốt hóa) đã được ghi lại. Sau khi da được lấy ra khỏi xác, 4 vị trí khác nhau được quét (cổ, nách, vùng xương sườn và dưới chân sau) bằng hệ thống SRS Vis-NIR có phạm vi bước sóng 390–1000 nm. Vào lúc 24 giờ sau khi khám nghiệm tử thi (chiều), thăn sọc và cơ tròn mắt được thu thập để quét và w88 tích chất lượng thịt.

Hồi quy bình phương nhỏ nhất một phần sau đó được tiến hành để xác định khả năng dự đoán tuổi và các đặc điểm chất lượng thịt (lực cắt và collagen hòa tan) bằng cách sử dụng quang phổ thu được từ da và từ thăn sọc và cơ tròn mắt được quét vào lúc 2, 14 và 28 ngày chiều. Xác thực chéo nội bộ được thực hiện bằng phương pháp loại bỏ một lần và quang phổ được xử lý trước bằng Bộ lọc Whittaker tự động để hiệu chỉnh đường cơ sở và lấy giá trị trung bình làm trung tâm. Máy Whittaker tự động được chọn sau khi so sánh hiệu suất mô hình bằng cách sử dụng một số kỹ thuật tiền xử lý quang phổ tiêu chuẩn bằng cách sử dụng bộ dữ liệu ban đầu được thu thập để xây dựng các mô hình hiệu chuẩn. Các mô hình cũng được xây dựng bằng Thuật toán di truyền để lựa chọn bước sóng và hiệu suất so với các mô hình được xây dựng không có lựa chọn bước sóng.

Nhìn chung, dữ liệu được thu thập và w88 tích cho đến nay cho thấy rằng có thể dự đoán tuổi theo thời gian bằng cách sử dụng quang phổ thu thập trên da ở cổ theo vòng 5 (R2CV = 0,75, RMSECV = 1,6 năm). Mặc dù không chính xác bằng nhưng dự đoán sử dụng quang phổ được thu thập tại vị trí C (vùng xương sườn) vòng 5 (R2CV = 0,69, RMSECV = 1,8 năm) và vị trí A (cổ) ​​vòng 1 cũng mang lại một số khả năng dự đoán (R2CV = 0,70, RMSECV = 1,7 năm). Cũng có một số khả năng dự đoán tuổi bằng cách sử dụng vòng mắt (R2CV = 0,69, RMSECV = 1,78 tuổi) theo vòng 5.

w88 tích hồi quy bình phương nhỏ nhất một phần (PLS) đã được tiến hành để xác định khả năng dự đoán độ mềm của cơ quanh mắt vào lúc 2, 14 và 28 ngày sau khi chết bằng cách sử dụng quang phổ SRS Vis-NIR. được thu thập lần lượt vào lúc 2, 14 và 28 ngày sau khi chết. Mô hình hồi quy được xây dựng để dự đoán giá trị lực cắt. Kết quả cho thấy có khả năng dự đoán lực cắt khi sử dụng quang phổ từ vòng mắt (R2CV = 0,69, RMSECV = 5,7 N).  Khi sử dụng quang phổ từ cơ thăn sọc, khả năng dự đoán nói chung là kém. Các mô hình được xây dựng để dự đoán lực cắt từ các lần quét ẩn cho thấy một số khả năng dự đoán, đặc biệt khi sử dụng các lần quét từ vị trí C (vùng xương sườn) được thu thập bởi vòng 5 (R2CV = 0,52, RMSECV = 6,2 N).

Như trong trường hợp dự đoán lực cắt, việc quét cơ quanh mắt cho thấy khả năng dự đoán hàm lượng collagen hòa tan (R2CV = 0,73, RMSECV = 0,44) trong khi quét cơ thăn sọc không cho thấy bất kỳ khả năng nào để dự đoán hàm lượng collagen hòa tan. Dự đoán về giá trị lực cắt dường như là dự đoán gián tiếp của collagen hòa tan, điều này có thể giải thích sự khác biệt trong dự đoán lực cắt giữa thịt thăn và vòng mắt vì mô liên kết đóng vai trò chính trong việc xác định độ dai của thịt ở vòng mắt.

w88 tích cũng chỉ ra rằng việc quét cơ thăn sọc có khả năng dự đoán điểm đá cẩm thạch MSA khi quét mẫu vào lúc 2 ngày chiều được sử dụng (R2CV = 0,49, RMSECV = 85).

Dự đoán tuổi sinh lý thông qua các mô hình hiệu chuẩn được xây dựng bằng cách quét da sống để dự đoán điểm cốt hóa đã được xem xét. w88 tích cho thấy khả năng dự đoán của quá trình quét bị hạn chế với phép đo vòng 5 tại vị trí A mang lại kết quả tốt nhất (R2CV = 0,63 và RMSECV = 101).  Hạn chế này có lẽ là do thiếu độ nhạy của điểm cốt hóa đối với gia súc trên 5-6 tuổi. Kết quả tương tự đạt được khi sử dụng quét cơ cùng với quét cơ quanh mắt hoạt động tốt hơn một chút (R2CV = 0,62 và RMSECV = 103) so với quét cơ thăn dải (R2CV = 0,55 và RMSECV = 112).

Mặc dù các kết quả được thảo luận trong báo cáo này dựa trên các mô hình kết hợp việc lựa chọn bước sóng bằng thuật toán di truyền, nhưng các w88 tích cũng được thực hiện bằng cách xây dựng các mô hình không có lựa chọn bước sóng. Trong mọi trường hợp, các mô hình phát sinh từ việc áp dụng lựa chọn bước sóng đã dẫn đến sai số bình phương trung bình gốc thấp hơn của xác thực chéo. Do sự w88 bố độ tuổi bị lệch về độ tuổi 2-3 với số lượng mẫu tương đối thấp hơn ở các độ tuổi khác, nên có khả năng xảy ra hiện tượng khớp quá mức mô hình khi áp dụng thuật toán di truyền. Điều này có thể dẫn đến những ước tính lạc quan hơn về khả năng dự đoán so với mức đảm bảo. Do đó, điều cần thiết là phải thu thập dữ liệu bổ sung trong độ tuổi từ 0 đến 13 tuổi với sự w88 bổ gần đúng về độ tuổi. Bộ dữ liệu như vậy sẽ cho phép xây dựng mô hình hiệu chuẩn mạnh mẽ hơn. Ngoài ra, có thể dành đủ số lượng mẫu trải rộng trong độ tuổi mong muốn để sử dụng làm bộ xác thực bên ngoài (tức là thử nghiệm độc lập) để có thể thu được ước tính đáng tin cậy về khả năng dự đoán của các mô hình.

Do độ tuổi thương mại để giết mổ thịt bò ở Úc là khoảng 18-30 tháng tuổi nên việc lấy mẫu các nhóm tuổi khác có sự chậm trễ, chủ yếu là trẻ dưới một tuổi và lớn hơn 5-6 tuổi. Do đó, cần phải thu thập dữ liệu về bò thịt và bò loại để cung cấp sự w88 bổ độ tuổi rộng hơn nhằm tạo ra mô hình hiệu chuẩn chính xác và mạnh mẽ hơn. Điều quan trọng là phải có đủ dữ liệu đối với động vật trên 5-6 tuổi vì người ta đã xác định rằng chất lượng ăn uống khác nhau trong nhóm tuổi này trong khi quá trình cốt hóa không hoàn toàn đặc biệt đối với động vật trong nhóm tuổi này (đạt điểm tối đa là 590).

w88 tích chỉ ra rằng, trong hầu hết các trường hợp, quang phổ từ vòng 5 dẫn đến các mô hình tốt hơn so với các phép đo từ các vòng khác. Điều này làm tăng khả năng rằng, trong tương lai có thể đơn giản hóa thiết kế đầu dò và do đó giảm chi phí của một thiết bị thương mại để ước tính tuổi và các đặc điểm chất lượng thịt ngoài việc có thể giảm thời gian đo hiện tại mất khoảng 1 phút. Ngoài ra, dựa trên các w88 tích được thực hiện, số lượng vị trí mà dữ liệu sẽ được thu thập trong tương lai có thể bị giới hạn ở các vị trí A (cổ) ​​và C (vùng xương sườn).