NIRLINE. Yakın kızılötesi yansıtma spektroskopisi tarafından piliç göğüs etinin fiziksel, renksel ve duyusal özelliklerinin tahmini

Transkript

1 Yakın kızılötesi yansıtma spektroskopisi tarafından piliç göğüs etinin fiziksel, renksel ve duyusal özelliklerinin tahmini

2 KONU İLGİ Piliç göğüs etinin NIRS teknolojisi ile analiz değerlerinin tahmin edilmesi Yakın kızılötesi yansıtma spektroskopisi tarafından piliç göğüs etinin fiziksel, renksel ve duyusal özelliklerinin tahmini TERCÜME VE DERLEME Uzmanı Sevcan ŞENTÜRK ANAHTAR KELİMELER Yakın kızılötesi spektroskopisi, piliç göğüs eti, renk, duyusal, hassasiyet KAYNAKÇA Chen, Y. R., R. W. Huffman, B. Park, and M. Nguyen Transportable spectrophotometer system for on-line classification of poultry carcasses. Appl. Spectrosc. 50: Chen, H., and B. P. Marks Visible/near-infrared spectroscopy for physical characteristics of cooked chicken patties. J. Food Sci. 63: Cozzolino, D., I. Murray, and R. Paterson Visible and near infrared reflectance spectroscopy for the determination of moisture, fat, and protein in chicken breast and thigh muscle. J. Near Infrared Spectrosc. 4: YAYININ KAPSAMI Derlemedir Tercümedir Kişisel veya kurumsal değerlendirmedir Ürün Tanıtımıdır

3 ÖZET nm dalga boyu aralığında kemiksiz piliç göğüs etinin yakın kızılötesi spektroskopisi tarafından 2,4,6 ve 24 saatlik periyotlarda; ph, renk, kesme kuvveti gibi duyusal özelliklerinin hızlı bir şekilde tayin edilebilirliliğinin fizibilitesi yapıldı. NIR kısmi en küçük regrasyon (PLS) modelinde, öngörülen kesme değerleri "yumuşak" ve "sert" olarak %74.0 doğruluk payı ile örnek ağırlıkları 7,5 kg baz alınarak sınıflandırıldı. Yumuşak bağımsız modelleme kullanılarak ölçülen makaslar üzerinden geliştirilen model, sınıf benzetme\prensip bileşenleri olarak yapılan analizler (SIMCA-PCA) ile neredeyse aynı sınıflandırma başarısı gösterdi. SONUÇ Bu çalışma piliç göğüs etinin kesme kuvveti, renk, ph ve göğüs kaslarında duyusal özelliklerin NIR spektroskopisi tarafından tahmin edilebileceğinin fizibilitesini göstermektedir. NIR tarafından tahmin edilen ph, renk değeri (L*,a*, ve b*) ve kesme kuvveti gibi bireysel-duyusal değerler, Commission Internationale de I Eclairage tarafından onaylanmıştır.

4 «NIR Spektroskopisi kanatlı et ürünlerinin güvenlik ve kalite kontrol konularında önemli uygulamalar bulmuştur.» Giriş Günümüzde, insanların yeterli ve dengeli beslenebilmeleri için, hayvansal gıdalara olan talepleri sürekli artmaktadır. Bu duruma paralel olarak, hayvansal üretimde verimliliği arttırmaya yönelik çalışmalara gereksinim duyulmaktadır. Hayvansal proteinler için en ucuz ve en kısa zamanda üretebilen hayvanların yetiştirilmesi, tüketici taleplerini karşılamak için önemli bir yer tutmaktadır. Piliç yetiştiriciliği bu yönden ilk sıralarda yer almaktadır. Gelişmiş ülkelerin çoğunda, tüketilen hayvansal proteinlerin 1/4 ile 1/3 oranında piliç ve piliç ürünleri orijinli olduğu görülmektedir. Kırmızı ete göre ekonomik üretime daha uygun olan piliç eti üretimi, özellikle hayvansal protein açığı bulunan ülkelerde daha çok ilgi çekmektedir. Tüketicilerin kanatlı hayvanların satın alımına karar vermeden önce, dikkate alacakları en önemli faktör; renk, görünüm ve dokudur. Enstrumental a ait kesme kuvvetinin ve duyusal değerlendirmeye ait tekniklerin ölçütü Komisyon Internationalede l'eclairage (CIE) tarafından alınarak, kanatlı et kalitesi hakkında güvenilir bilgi edinilebilir. Ancak, bu teknikler için yıkıcı olan nokta komisyona başvuru ve online bağlantı için uygun zamanın olmayışıdır. Hızlı, tahribatsız, doğru ve online kalibrasyon çizgi tekniklerinin geliştirilmesi, işleme verimliliğini artırmak için çok önemlidir. Yakın kızılötesi spektroskopinin (NIRS), kullanım kolaylığı ile nem tayininin hızlı bir şekilde yapılacak olması, zamandan tasarruf sağlayarak parazit artışını engellemiş olacak, bu artışının engellenmesi ise et örneklerinin renk değişim tekniklerini hızlı bir şekilde kontrol altına almayı sağlayacaktır. Ayrıca bu çalışmada ticari bir durumu simüle etmek için, piliç göğüs etleri farklı zamanlarda işleme tabii tutuldu. Enstürümantel doku tahmini ve kısmi en küçük regresyon (PLS) kullanılarak, çiğ ve pişmiş etleri arasındaki duyusal özelliklerin karşılaştırılması yapıldı.

5 Materyal ve Yöntem «Fiziksel analizler için sol göğüs örnekleri kullnılarak, önhazırlıklar yapıldı.» Broyler Göğüs Örnekleri: Bu çalışmada ticari olarak yetiştirilen 144 adet karma piliç kullanıldı. (n=144) Karkasların, bir işletme tesisindeki soğutucudan çıkarıldıktan sonra 15 dakika içerisinde laboratuvara transferi yapıldı. Transferi yapılan karkasların ortalama ağırlığı 1,5 kg idi. Karkaslar; kemik sıyırma işlemi sonrası, her bir grupta 36 adet olmak üzere rastgele 2, 4, 6 ve 24 saatlik 4 er gruba ayrıldı. 2-h grubu için göğüs kasları, laboratuvara ulaştıktan sonra 20 dakika içerisinde kesildi. Daha sonra karkas 0 C soğuk odaya yerleştirildi ve buzlu kaplar içinde tutuldu. Hamm tekniği kullanılarak her bir karkasın sol ve sağ taraf göğsü çıkarıldı. Sağ taraf ayrı ayrı sızdırmaz etiketli polietilen bir çanta içerisinde, -30 C dondurucu içine yerleştirildi. Sol Göğüs Üzerinde Ölçümler: Sol ham göğüs ön bölümünden, 38 mm çapında bir parça NIRS de analiz için kesildi ve uygun kalınlıkta çekirdek kırpmak için bir optik kuvars içerisinde hücre bölümüne yerleştirildi. Hücre içine yerleştirilen özlü göğüs etinden 5 mm kalınlığında numune elde etmek için keskin bir bıçak ile yatay bir konumda dilimlendi. Çekirdeğin üst kısmı olan ham bölüm atıldı. Renk Ölçümleri: Minolta CR-210 kolorimetri ile standart beyaz seramik kabın içine yerleştirilen örnek hücrenin, çalışma boyunca NIR cihazında 3 kere renk ölçümü yapıldı. Her numune için 3 kere ardışık okuma yapıldı ve her bir örnek için ortalama analiz değerleri alındı. Anlaşılabilir olması için renk değerleri, CIE değerleri olan parlaklık (L *), kırmızı renk (a*) ve sarı renk (b *) sembolleri ile ifade edildi.

6 Materyal ve Yöntem (devamı) «Sol göğüs örnekler NIR cihazında taranarak spektrumlar elde edildi.» NIRS / Görünür Ölçme: Analiz için hazırlanan örnek hücreler bir NIRS XDS tarafından tarandı. Örneklerden, nm dalga boyu aralığında olmak üzere, toplam 32 tarama kaydedildi. Torba içine yerleştirilen ham örnekler, 85 C su banyosunun içine daldırılarak, hızlı bir şekilde pişirildi. Sıcak su banyosuna daldırılan poşetler, soğuması için musluk suyuna tutuldu. Musluk suyunda torba soğutulduktan sonra, pişirilmiş örnekler torbadan çıkartıldı ve NIR cihazında ölçüldü. Ölçüm sonrası elde edilen spektrumlardan WinISı yazılımı kullanılarak,.pca ve.eqa dosyaları oluşturuldu. ph Ölçümü: Gıdanın renk, tat ve aroma gibi kalite özellikleri, ph'nın değişimi ile farklılıklar gösterebilir. ph ölçümleri kemik sıyırma işlemlerinden hemen sonra ham göğüs etinin sol kas bölümünden kesilmiş parçaları üzerinden yapıldı. Alikotlar 5 mm, iyodoasetik asit (sodyum tuzu) 25 ml ve 150 mm KCI olmak üzere, bu asitler 50 ml'lik bir plastik test tüpüne yerleştirildi ve PT 10/35 politron mikseri kullanılarak homojenleştirildi. Sentron 2001 model ph ölçer cihazda, ph değerleri kaydetmeden önce, bu cihaz elektrot distile su ile durulandı ve yumuşak doku kağıt ile kurutuldu.

7 «Duyusal analizler için sağ göğüs kasları kullanıldı.» Sağ Göğüs Kasları Ölçümleri Pişirme: Ayrı bir şekilde torbalanmış ve dondurulmuş sağ göğüs örnekleri, maksimum 80 C göğüs iç sıcaklığı elde etmek için, yaklaşık 25 dakika boyunca 85 C su içerisine daldırılarak pişirildi. Pişirmeden sonra, torba içerisinde oluşan sıvıyı boşaltmadan önce, torba yaklaşık 5 dakika bekletilerek, örneklerin temperleşmesi sağlandı. Piliç göğüs etlerinin pişirme verimini tahmin etmek için, örnek dondurulmadan önce tartıldı ve pişirildikten sonra tekrar tartıldı. Pişirme verimi, ham ağırlık/pişmiş 100 olarak ifade edildi. Pişmiş göğüs etlerinden duyusal ve enstrümantal değerlendirmeler için kesitler alındı. Kasların ön ve arka uçları atıldı. 1,9 cm genişliğinde piliç göğüsleri iki şerit halinde kesilerek kas lifleri çıkarıldı. Bir şerit enstrümantal değerlendirmesi için kullanıldı. İkinci şerit ise duyusal değerlendirme için kullanıldı. Duyusal Değerlendirme: Duyusal analiz panelinde yer alan 9 üye, Lyon ve Lyon 1997 de belirtilen duyusal sözlüğü kullanarak, farklı periyotlarda pişirilen 2 farklı örneği değerlendirdi Panelistler, 1-15 arasında değişen puanlama yöntemini kullanarak her bir niteliğin lezzet ve doku açısından değerlendirmesini yaptı. Bu değerlendirmede dikkat edilen nokta örneklerin 20 dakikalık aralıklarla ikram edilmesi ve her örnekten sonra su, elma ve tuzsuz kraker ile ağız temizliğinin yapılması idi. Bu şekilde tatlar ve dokular birbirine karıştırılmadı, her örneğin ayrı bir şekilde tadına varıldı.

8 «Sağ göğüs kasları üzerinden kesme kuvveti ölçüm sınıflandırması yapıldı. Sağ Göğüs Kasları Ölçümleri Kesme Kuvveti Ölçümü: Sağlam şeritler enstrümantal değerlendirme kapsamına alınması için 3 saat içinde pişirildi ve paylaşıldı. Oda sıcaklığında bekletilen örnekler Warner-Bratzler kesme bıçağı ile (1 mm kalınlığında) kas liflerinin boyuna gelecek şekilde kesildi. Bu işlem sonunda numunelerin test hızı 4,2 mm/s, dalga boyu aralığında kat ettiği mesafe 55 mm ve kalibrasyon mesafesi 1 mm oldu. Şeritleri kesmek için ölçülen maksimum kuvvet, kilogram olarak ifade edildi. Her bir pişmiş göğüs için, tek bir şerit 2 kere makaslandı ve maksimum kuvvetlerin ortalaması veri analizi için kullanıldı. Veri Analizi İçin Kemometrik Model: Piliç göğüs eti ve kaslar için oluşturulan 4 grubun NIR analiz spektrumları, regresyon ve temel bileşenler analizi (PCA-PLS) denklemleri kullanılarak, WinIsi programı aracılığıyla tek bir dosyada toplandı. Kalibrasyon setleri için 144 adet piliç göğsü NIR spektrumu kullanıldı. Kalibrasyon modellerinde numune analizleri nm dalga boyu aralığında iyi sonuçlar verdi.sınıflandırma modeli ise 2 set şeklinde yapıldı. Bu bağımsız modelleme PCA denklemine dayalı olarak yumuşak ve sert şeklinde kategorize edilerek, kalibrasyonlar geliştirildi.

9 Piliç Göğüs Etinde Ham Kasların NIR Spectra ile "Yumuşak" ve "Sert" Olarak Sınıflandırılması «NIRS sisteminde kalibrasyon oluştururken piliç göğüs örnekleri yumuşak ve sert başlığı altında 7,5 kg baz alınarak sınıflandırıldı.» Piliç göğüs eti kasları WB kesme kuvveti değeri tahminlerine göre yumuşak ve sert olarak sınıflandırıldı. Kümes hayvanlarında doğrulama için sınıflandırma ölçütü 2 tip olarak yapıldı. Birinci tip; sert ve yumuşak kriterleri arasındaki ayırt edici değer 7,5 kg olarak belirlendi. İkinci tip ise; 6,5 kg altındaki aralık yumuşak ya da 9,0 kg üzeri aralık ise sert olarak kabul edildi. Duyusal bir ölçekte hazırlanan numuneler "çok yumuşak«tan (<3,6 kg) çok sert e (>12,6 kg) doğru rapor edildi. Bu rapor edilen sonuçlar Tablo 1 de özetlenmektedir. Kalibrasyon setinde bulunan kesme değeri 7.5 kg dan az olan 34 numuneden 26 sının (%76.5) kesme değerinin 7.5 kg den az olacağı tahmin edilmişti. Kalibrasyon setinde bulunan kesme değeri 7.5 kg dan fazla olan, 14 numuneden %71.4 ünün kesme değerinin 7.5 kg den fazla olacağı tahmin edilmişti. Bu nedenle, 7,5 kg ölçüte göre yapılan sınıflandırmanın genel doğruluğu % 74.0 idi. Yumuşak ve sert olarak yapılan sınıflandırma aralığı daralmış olsaydı,doğru sınıflandırma yüzdeliği %74 ten %32 ye gerilemiş olurdu. Tablo 1 Kriter 2 Model 3 Etin Yumuşak sınıflandırması (%) Etin Sert sınıflandırması (%) Ortalama (%) 4 Yumuşak = < 7.5 kg PLS Sert = > 7.5 kg SIMCA/PCA Yumuşak = < 6.5 kg PLS Sert = > 9.0 kg SIMCA/PCA

10 NIR Spektra ile ph, CIE L * a * b * Renk, Pişirme Verimi, Kesme Değeri ve Duyusal Özelliklerin Tahmini «NIR teknolojisi piliç göğüs etinin kalitesini belirlemek için, duyusal ve fiziksel özelliklerinin tahmin edilmesinde kullanılabilir.» Kısmi en küçük kareler regresyon modellerinde, datalara ait parametrelerin farklı spektral bölge ve çeşitlilik açısından geliştirilmesi için 24 adet değişken kullanıldı. Bu değişkenler genellikle nm dalga boyu aralığında güvenilir sonuçlar verdi. Ham piliç eti göğüs örneklerinde 24 adet değişken için NIR modeli ve kalibrasyon doğrulama istatistikleri Tablo 2 de özetlenmiştir. Her bir değişken parametre için, çapraz doğrulama ile belirlenen kalibrasyon kümesinde en ideal değer 2 ile 11 arasında değişmektedir. Sonuç olarak bu çalışma; piliç göğüs etinin kesme kuvveti, renk, ph ve göğüs kaslarında duyusal özelliklerin NIR spektroskopisi tarafından tahmin edilebileceğinin fizibilitesini göstermektedir. NIR teknolojisi piliç göğüs etinin kalitesini belirlemek için, duyusal ve fiziksel özelliklerinin tahmin edilmesinde kullanılabilir. Tablo 2 Piliç Göğüs Eti Karakteristik Ham et Optimal Kalibrasyon set Validasyon set faktörler R2 RMSEC R2 RMSEV Bias ph 6* L* değeri 8* a* değeri 11** b*değeri 6* Pişmiş et Pişirme verimi (%) 3* Kesme değeri (kg) 5** Duyusal lezet Et suyu 4* Piliç eti 4* Yaş tüyler 5* Kan serumu 2* Tatlı 2* Tuzlu 3** Ekşi 3* Duyusal doku Esneklik 4* Yapışkanlık 6* Sertlik 5* Nem 4* Partikül büyüklüğü 5* Bolus büyüklüğü 5** Çiğnenebilirlik 5* Test sonrası Metalik 4* Yağ 3** Ratio