肉类沃布剪切力嫩度仪

应用专题丨测试肉的嫩度，选择LLOYD质构分析仪肉的嫩度是消费者对肉类最为重视的食用品质指标之一，它决定肉制品在食用时口感的老嫩，是否易于咀嚼，是反映肉品质地的重要指标。肉的嫩度实质上是对肌肉各种蛋白质和纤维结构特性的总体概括，它与肌肉蛋白质的结构及某些因素作用下蛋白质发生变性、凝集或分解息息相关。刚屠宰后的畜肉吃起来口感较硬，而在０～４℃下经过一段时间的排酸后，肌原纤维蛋白发生降解，肌原纤维框架结构就会破坏，肉就会变得柔软多汁， 吃起来口感较嫩。常用的肉类嫩度测量方法是依据农业部NY/T 1180标准进行测试。该标准以肉类在剪切时所受到的剪切力的峰值作为肉的嫩度值。通过标准取样器取样并进行处理后，采用高精度与高分辨率的质构仪与WBS剪切刀具（Warner-Bratzler Shear）进行剪切力的测试。通过质构仪测试剪切肉样时的剪切力大小，来客观表示肉样的嫩度。LLOYD TA1型质构仪专业Warner-Bratzler 剪切力切刀从力学的角度看，剪切是物体受到两个大小相等，方向相反，但作用线靠的很近的两个力，使物体受力处的两个截面产生相对的错动，当力值达到一定程度时，物体就被剪切断了。同时，因肉类种类繁多，加工工艺多样，作为科研需要或工艺需要，我们也可以灵活的采用楔形切刀作为理化分析探头，对肉类进行非剪切断式测试。楔形切刀直接作用于肉类主体，将肉类切为两半，测试肉类在抵抗刀具切入时的载荷力。 对于更为关注门牙切入口感的鲜肉类制品，门牙模拟测试辅具可以协助我们更为真实的模拟口腔咬断肌纤维的过程，协助肉类制品生产企业更好的把握工艺、存储、运输等多个环节。 更丰富的肉类质构学指标，可以通过LLOYD专业测试探头进行TPA全质构分析获得，以全面分析肉品的质构学指标。关于阿美特克传感器、测试和校准仪器阿美特克传感器、测试和校准仪器（AMETEK STC）是全球领先的测量与校准仪器和过程仪表制造商，旗下拥有Drexelbrook物位计、Gemco位移传感器、LLOYD材料试验机、Chatillon测力计、Newage硬度计、Jofra干体式温度校准仪及Crystal压力校准仪等多个国际品牌。STC是阿美特克测量、通讯与测试部门成员，阿美特克是电子仪器和机电设备的全球领导者，年销售额约为50亿美金。为材料分析、超精密测量、过程分析、测试测量与通讯、电力系统与仪器、仪表与专用控制、精密运动控制、电子元器件与封装、特种金属产品等领域提供技术解决方案。全球共有18,000多名员工，150多家工厂，在美国及其它30多个国家设立了100多个销售及服务中心。

德国ibidi的ibiPore可以实时观察流动、剪切情况下的细胞侵袭、迁移、细胞相互作用等实验。对实验结果进行观察统计时，不需要将膜取下，也不需要将另一边的细胞擦掉（经常将膜擦破，导致实验失败），可直接将μ-Slide放于显微镜下观察统计。细胞可以通过两种方式，选择贴壁于氮化硅膜的上下两侧。可以把细胞种植在膜下边，避免自由落体的说法，大大提高了实验的准确性。21世纪注定是一个生命科学的世纪，科研工作者们如果想在这个世纪去决胜，能做到一点，不仅要好的idea，领先的技术，更需要得心应手的好工具。所谓工欲善其事必先利其器，今天为大家介绍德国ibidi的μ-Slide ibipore SiN (图1), 一款具有多孔氮化硅膜的μ-Slide载玻片，可用于实时观察流动、剪切力条件下的细胞侵袭、迁移以及细胞相互作用的可视化的“ transwell ”，更多应用请参阅文中（Intended Use的相关内容）。图1. ibipore及ibipore SiN氮化硅膜培养细胞的染色结果。图片背景为在ibipore氮化硅膜上培养细胞的荧光染色结果，规则排布的白色圆点为氮化硅膜的孔隙ibipore有上下两个独立的通道（见图2），两个通道 overlap 的区域由一个孔径大小均一的氮化硅膜隔离开（见图3）。两个通道可以分别培养细胞，通过两种方式，细胞可以贴壁于氮化硅膜的上下两侧。在细胞侵袭实验中，普通的transwell只能将细胞培养在上侧，这样所得到的实验结果并不能明确的说明是由于重力作用还是侵袭能力本身造成的。而ibipore考虑到这一因素，建议实验者在氮化硅膜的下侧进行细胞培养，检测细胞向上侧通道进行迁移的能力，进而巧妙的排除了重力作用对侵袭实验的影响。配合ibidi流体剪切力系统以及加热孵育系统，可以在流动、剪切力条件下实时的观察细胞的侵袭以及迁移等实验。德国ibidi公司为满足不同实验的需求设计了不同孔径的氮化硅膜（见图4）。ibipore与传统的transwell实验最大区别有三点：①. ibipore可以在上下两个通道中培养细胞，这样可以观察细胞向上的侵袭情况，排除以往实验中重力作用的影响；②. ibipore中间的氮化硅膜具有良好的光学特性，可以实时成像观察侵袭情况，也可以进行免疫荧光染色实验；③. ibipore可以配合ibidi流体剪切力系统，观察淋巴细胞等在流动状态下的侵袭情况。ibipore产品介绍ibipore产品特点：* 透过薄而多孔的薄膜获得卓越的光学性能* 有着广泛的应用，细胞可完全粘附到顶部-基底* 对于不同细胞类型有多种孔径大小可以选择应用：1.流动状态下跨内皮细胞迁移2.2D或3D凝胶内细胞层的共培养和传输分析3.顶部-基底细胞极性分析4.顶部-基底梯度的细胞屏障模型分析5.细胞迁移分析（例如，用于研究肿瘤侵袭或转移）在μ-Slide ibiPore IV型胶原涂层3μm孔径中人类内皮细胞的免疫荧光染色，相位对比度、DAPI（蓝色）、VE钙粘蛋白（绿色）和F肌动蛋白（红色）的叠加图像。技术特点：1.SiMPore的微孔氮化硅膜2.中间具有多孔光学膜的跨通道结构3.优异的光学性能，堪比盖玻片4.孔径大小0.5μm，3μm，5μm，8μm供选择5.中间膜0.4µ m（400 nm）6.使用工作距离0.5mm的物镜7.与ibidi泵系统（流体剪切力系统）完全兼容8.下部通道中明确的剪切力和剪切速率范围µ -Slide ibiPore SiN工作原理µ -Slide ibiPore SiN由插入两个通道之间的水平多孔膜组成。上部通道是膜上方的静态储液池。下部通道是灌注通道，用于对附着在膜上的细胞施加限定的剪切应力。上部通道和下部通道仅通过隔膜彼此连通。图2. ibipore组成示意图多孔膜由氮化硅（SiN）制成，这种材料具有非常高的化学和机械稳健性。400nm厚的氮化硅膜非常适合成像和显微镜观察，没有任何自发荧光或透明度问题（如玻璃）。SiN材料可以直接用于贴壁细胞培养，也可以选择用ECM蛋白包被。应用建议：孔径 & 孔密度什么是孔密度孔密度是指膜的空隙体积分数。是孔隙的体积除以膜的总体积。下面的图形为采用相同的放大倍数。图3. 不同孔径的氮化硅膜不同应用的建议孔径：不同的细胞大小和直径不同，根据具体实验请选择不同孔径图 4. 为不同应用推荐的不同孔径的氮化硅膜Intended Use经证实的应用这些应用已由ibidi研发团队或者我们的用户进行过试验。Endothelial Barrier Assays内皮屏障分析在膜一侧培养单层细胞。细胞可以在静止或者流动剪切力条件下培养。Co-Culture and Cell Barrier Assay共培养和细胞屏障分析在膜的两侧分别培养单层细胞。通过这种方法可以进行信号传递、共培养以及迁移实验（例如，分析药物通过上皮或内皮屏障的传递）。Apical-Basal Cell Polarity Assays顶端-?基底端细胞极性分析3D凝胶基质中的化学因子可以导向在膜另一侧培养的单层细胞的极性发生。Potential Use潜在应用以下示例将讲述该产品进一步的潜在应用。ibidi仍需在内部测试这些应用，因此我们无法提供特定的实验方案。但是，从技术角度来看，这些应用应该是可行的。Trans-Membrane Migration in 2D/2D跨膜迁移在膜的一侧培养单层细胞。可以观察悬浮的白细胞在流动状态下的滚动、粘附以及侵袭情况。Cell Transport in a 3D Gel Matrix细胞在3D凝胶基质中的传递3D凝胶基质中的细胞迁移：在流动状态下，观察白细胞的滚动、粘附以及向3D凝胶基质中肿瘤细胞方向的迁移情况。Application Examples 应用实例MDCK和NIH-3T3细胞的相差显微镜观察Madin-Darby犬肾（MDCK，左）和NIH-3T3（右）细胞在μ-Slide ibiPore SiN，孔径0.5μm的玻片中，无蛋白质包被。接种后，将细胞在静态条件下在培养箱中保持20小时。相差显微镜，4倍物镜。请注意，这张图像中的中心多孔区域看起来更暗，因为0.5μm的孔隙无法用低分辨率物镜分辨。流动条件下HUVECS的相差显微观察人脐静脉上皮细胞（HUVEC）在μ-Slide ibiPore SiN中，孔径3μm的玻片中，有纤连蛋白包被。将细胞接种并在具有ibidi泵系统/流体剪切力系统的流动条件（10达因/cm2）下在培养箱中保持12小时。固定后的相位对比显微镜，10倍物镜。流动下HUVECs F肌动蛋白细胞骨架的荧光显微镜观察人脐静脉上皮细胞（HUVEC）在μ-Slide ibiPore SiN，孔径5μm玻片中的免疫荧光染色，有纤连蛋白包被。将细胞接种并在具有ibidi泵系统/流体剪切力系统的流动条件（10达因/cm2）下在培养箱中保持12小时。绿色：肌动蛋白（鬼笔肽），蓝色：细胞核（DAPI）。荧光显微镜，20倍物镜。选择指南：ibidi跨膜分析实验解决方案参考文献：Salvermoser, Melanie, et al. "Myosin 1f is specifically required for neutrophil migration in 3D environments during acute inflammation." Blood, The Journal of the American Society of Hematology 131.17 (2018): 1887-1898. 10.1182/blood-2017-10-811851Rohwedder, Ina, et al. "Src family kinase-mediated vesicle trafficking is critical for neutrophil basement membrane penetration." Haematologica (2019). 10.3324/haematol.2019.225722Non-Recommended Applications不建议的应用因技术原因，本产品不适用于以下应用，应避免使用.本产品不适用于：1.上通道灌流2.两个通道的灌流3.跨膜流动4.筛选应用订购信息

多维度快速分析比萨罗猪肉的品质食品原材料通常都有一个或几个影响其价格的关键营养成分含量，但除此之外，有时还有一些理化指标则会间接地影响材料的品质等级，进而直接决定最终产品口感与风味。以肉类为例，主要有以下几方面影响着其质量的优劣：商业价值、肉的感官、营养与技术（加工和存储的适应性）特性。由此可以看出，营养特性只是决定其品质的冰山一角。对于企业而言，质量控制不仅涉及最终产品的质量检测，而是从原料到生产过程关键环节的全流程监控，这样才能够最有效率地生产出满足法规监管需求的产品，从而保障食品安全。相较于费时废力的传统检测方法，高效快速的近红外光谱技术在生产的过程控制中往往起着关键作用。在肉制品加工行业，不同来源地甚至不同饲养品种的肉可能其蛋白、脂肪含量接近，但实际采购价格却相距悬殊。而近红外技术在快速分析肉类的各种指标上可谓是大放异彩。尤其在市场巨大的猪肉加工中，近红外被广泛应用于测定不同部位猪肉中水分、蛋白质与脂肪的含量，也有用来分析肉的色泽、酸碱度等参数。此次分享的一项研究就是用近红外光谱技术从多个角度分析比萨罗猪肉的品质。当今人们愈加关注影响肉类品质的非构成方面的因素，如动物物种和品种等固有特征、地理来源、饮食来源、饲养方法及屠宰方式等。因此，肉制品生产商对于具有公认的来源地的优质肉类的兴趣就日益剧增。比萨罗猪肉与相关肉制品是被全球公认的优质产品，它是葡萄牙北部的一种土生品种。所以，能够快速地量化这一优质肉源的品质具有很强的现实意义。1研究数据在该研究中，共选取了 40 头饲养了 90 天以上且平均体重在 100 公斤的比萨罗猪，屠宰后储存在 4 ℃ 的冷库中 24 小时并计重。随后将其运送至布拉干萨理工大学农学院的肉制品实验室进行数据分析。测量前使用步琦 B-400 均质仪进行 5 至 10 秒的粉碎，取 100g 左右的样品进行检测，测量指标包括水活性（aW）、水分（Moisture）、灰分（Ash）、胶原蛋白（Collagen）、完整腰部持水力（WHC）、色素（Pigments）、熟肉剪切力（CT）、生肉剪切力（RT）、脂肪（Fat）和蛋白质（Protein）。其数据分布如下表所示：同时上述所有样品使用了步琦 N-500 傅里叶变换近红外光谱仪采集其近红外光谱数据用于后续分析，其原始光谱与各种预处理光谱图如下所示：作者分别采用了偏最小二乘（PLS）和支持向量机（SVM）两种算法对上述数据进行建模分析，40 个样品通过 KS 算法将 32 个（80 %）选为校正集，8 个（20 %）选为独立验证集，建模对校正集采用8折交互检验并执行 10 个循环进行模拟选出最优模型，然后对独立验证集的数据进行预测。2研究结果通过校正集数据在每种算法下的 80 次模拟建模，最终得到的模型参数如下表所示：作者在尝试了不同的参数发现，这些指标在使用PLS时往往需要的潜变量比较高（大于14 PCs），可能是这些指标大多与样品的近红外光谱之间的关系是非线性的，所以对于能够描述非线性关系的SVM在建模时就更低均方根误差。随后用上述模型预测独立验证集中数据结果如下表所示：验证结果也表明 PLS 对于所建的指标，部分指标的预测值和参考值之间是有较低误差与良好的线性关系，但也存在较大验证误差与较差的线性关系的指标。而 SVM 几乎可以较好地解释样品光谱与指标间的非线性关系，但也有诸如色素和持水力这两个线性关系较差的指标。该研究尽管收集的样品有限，但也为快速分析特定品种肉的质量给出了解决方案，同时为近红外光谱分析非线性参数提供了思路，展示了近红外在食品质量控制中的无尽潜力。3参考文献Foods 2023, 12, 470. https://doi.org/10.3390/foods12030470