尹 佳，周光宏*，徐幸蓮

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210095)

基于豬胴體影像分級(jí)儀的我國(guó)商品豬瘦肉率預(yù)測(cè)方程的建立

尹 佳，周光宏*，徐幸蓮

(南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 國(guó)家肉品質(zhì)量安全控制工程技術(shù)研究中心，江蘇 南京 210095)

為了能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)我國(guó)商品豬的胴體瘦肉率，完成生豬的在線(xiàn)快速分級(jí)、快速結(jié)算，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，研究運(yùn)用CSB-Image-Meater豬智能化影像分級(jí)儀，挑選436頭不同類(lèi)型的商品豬測(cè)定其瘦肉率、熱胴體質(zhì)量、背膘厚度和肌肉厚度等指標(biāo)。通過(guò)多元線(xiàn)性逐步回歸建立基于CSB-Image-Meater的預(yù)測(cè)商品豬瘦肉率的回歸方程。結(jié)果表明：瘦肉率預(yù)測(cè)方程y=61.264-0.583xl+0.173x2(xl為豬胴體臀中肌處的最薄膘厚度(F值)，x2為臀中肌末端到脊髓管邊緣處垂直距離(R值)，校正決定系數(shù)R2為0.87，殘差標(biāo)準(zhǔn)差RSD為2.31%)，作為CSB-Image-Meater豬智能化影像分級(jí)儀的瘦肉率測(cè)定模型，擬合程度較好。方程預(yù)測(cè)值與實(shí)際值差異不顯著，方程預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率較高，效果良好，完全可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

Image-Meater；豬胴體；瘦肉率；預(yù)測(cè)方程

我國(guó)雖然是世界第一產(chǎn)豬肉大國(guó)，但不是豬肉強(qiáng)國(guó)。年產(chǎn)豬肉占世界豬肉總量的50%左右，而豬肉的產(chǎn)量主要依靠龐大的屠宰量，我國(guó)商品豬的平均瘦肉率只有50%，與一些畜牧業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家相比還存在很大差距[1]。其中很重要的原因是沒(méi)有一個(gè)全面、完整、系統(tǒng)的豬胴體分級(jí)技術(shù)和評(píng)定體系，在一定程度上制約了養(yǎng)豬業(yè)、屠宰業(yè)和肉食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而在《豬胴體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》中瘦肉率指標(biāo)是豬胴體等級(jí)的主要決定因素，因此建立一套準(zhǔn)確、適用的瘦肉率預(yù)測(cè)模型就顯得尤為重要[2-3]。

Image-Meater豬智能化影像分級(jí)儀是德國(guó)CSB集團(tuán)生產(chǎn)的豬胴體分級(jí)設(shè)備。工作原理是運(yùn)用醫(yī)用高清晰度攝像頭對(duì)宰后豬半胴體的部分性狀進(jìn)行取像，通過(guò)CSB系統(tǒng)的圖形處理軟件識(shí)別胴體結(jié)構(gòu)、找出關(guān)鍵參考值(臀中肌處的最薄膘厚和臀中肌末端到脊髓管邊緣處垂直距離)，帶入公式，從而計(jì)算出胴體瘦肉率及各分割肉塊的瘦肉含量，并對(duì)后續(xù)的分割環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。然而，不同的豬種和形體狀況對(duì)儀器的預(yù)測(cè)結(jié)果影響較大，使用該設(shè)備的不同國(guó)家的瘦肉率預(yù)測(cè)方程也不相同[4-6]，本

實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)436頭商品豬的脂肪厚度和肌肉厚度的測(cè)量，旨在建立一個(gè)能運(yùn)用于CSB-Image-Meater并適合于我國(guó)部分地區(qū)甚至是全國(guó)范圍內(nèi)商品豬的瘦肉率預(yù)測(cè)方程。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 豬胴體樣品

隨機(jī)挑選436頭商品豬(來(lái)源于河南、湖北、山東、山西、四川、江蘇等地)，類(lèi)型為外三元(杜長(zhǎng)大)、內(nèi)三元(杜長(zhǎng)嘉)以及浙江嘉興本地土豬，六月齡左右，不考慮性別、體質(zhì)量、肥瘦狀況。

1.1.2 分級(jí)儀器

德國(guó)CSB集團(tuán)生產(chǎn)的Image-Meater豬智能化影像分級(jí)儀。

1.2 方法

1.2.1 指標(biāo)定義

1.2.1.1 機(jī)測(cè)瘦肉率

CSB-Image-Meater豬智能化影像分級(jí)儀機(jī)測(cè)瘦肉率是根據(jù)豬胴體臀中肌處的最薄膘厚度(F值)和臀中肌末端到脊髓管邊緣處垂直距離(R值)兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)，獲得的瘦肉率指標(biāo)。測(cè)量方法是在胴體進(jìn)入預(yù)冷庫(kù)前設(shè)CSB-Image-Meater瘦肉率測(cè)量點(diǎn)。共測(cè)量436頭熱胴體的瘦肉率。

1.2.1.2 實(shí)測(cè)瘦肉率

實(shí)測(cè)瘦肉率指分割肉，包括肩腳肉(I號(hào)肉)、前腿肉(II號(hào)肉)、通脊肉(III號(hào)肉)、后腿肉(IV號(hào)肉)、小里脊(V號(hào)肉)、肋腹肉(五花肉)，頸肉及頸前排等上的瘦肉。白條經(jīng)過(guò)預(yù)冷后，進(jìn)行精細(xì)分割。分割人員為固定人員，且具備分割技能教練的資格，以保障分割標(biāo)準(zhǔn)的一致性。分割后對(duì)每一種分割產(chǎn)品都進(jìn)行精確計(jì)量。瘦肉質(zhì)量和瘦肉率的計(jì)算按照公式(1)、(2)進(jìn)行。

1.2.2 各種指標(biāo)的測(cè)定方法

1)熱胴體質(zhì)量：指去頭、蹄、尾、內(nèi)臟、板油及修整后的兩片熱鮮胴體質(zhì)量。

2)冷胴體質(zhì)量：指熱胴體經(jīng)過(guò)0～4℃冷卻24h的質(zhì)量，入庫(kù)前電子稱(chēng)自動(dòng)記錄。

3)瘦肉率：按照現(xiàn)有的商業(yè)分割法把預(yù)冷后的胴體進(jìn)行皮、骨、脂肪分離后，按照1.2.1.2節(jié)公式計(jì)算所得的百分?jǐn)?shù)。

4)背膘厚度和瘦肉厚度：稱(chēng)質(zhì)量后的熱胴體打入胴體車(chē)間，用游標(biāo)卡尺(10分度)測(cè)量左半胴體6～7肋、最后一肋處的肌肉厚度和膘厚度，使用Image-Meater豬智能化影像分級(jí)儀測(cè)量F、R處的背膘厚度及肉厚度。F表示臀中肌處垂直背中線(xiàn)的最薄膘厚度，R指臀中肌末端到脊髓管邊緣處距離，此兩個(gè)位置為機(jī)測(cè)的位置。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)軟件中描述分析、相關(guān)分析和逐步回歸分析程序處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬胴體性狀統(tǒng)計(jì)分析

表l 豬胴體性狀基本統(tǒng)計(jì)量Table 1 Descriptive statistics of pig carcass characters

由表1可知，商品豬胴體平均瘦肉率為(57.22±7.03)%，與以前的報(bào)道[7]相比我國(guó)商品豬瘦肉率已有部分提高，表明我國(guó)在瘦肉型豬的飼養(yǎng)上已經(jīng)取得了一些進(jìn)步。平均熱胴體質(zhì)量為(59.46±10.62)kg，由此可見(jiàn)本次實(shí)驗(yàn)所選取的商品豬的個(gè)體體質(zhì)量變異程度比較明顯，這是由于我國(guó)的豬種依然比較復(fù)雜，尤其是土豬與良種豬的個(gè)體差異比較明顯。商品豬的平均膘厚為(20.63± 8.29)～(35.61±7.32)mm。各測(cè)量點(diǎn)中6～7肋的背膘最厚，最薄處為末肋膘厚。背膘厚度從第1肋到末肋有逐漸變薄的趨勢(shì)，此后到臀部又開(kāi)始逐漸增厚。R點(diǎn)肉厚度的平均值為(62.69±8.54)mm，與國(guó)外相比其值偏小，表明中國(guó)商品豬胴體此處的肉較薄，臀部豐滿(mǎn)程度不夠好，對(duì)豬胴體的商業(yè)價(jià)值有所影響。所有性狀的變異程度較大，這與中國(guó)商品豬類(lèi)型復(fù)雜多樣、飼養(yǎng)管理水平差異較大有關(guān)。

2.2 實(shí)驗(yàn)豬胴體各性狀間的相關(guān)性分析

表2表明，所測(cè)各點(diǎn)的膘厚與胴體瘦肉率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.0001)，這與龐勇等[8]的報(bào)道一致。其中，與胴體瘦肉率相關(guān)性最強(qiáng)的是F處膘厚(相關(guān)系數(shù)達(dá)-0.91323)，其次是6～7肋的背膘膘厚與末肋膘厚 (相關(guān)系數(shù)分別為-0.89072和-0.82926)。這與大多數(shù)關(guān)于瘦肉率預(yù)測(cè)的研究報(bào)導(dǎo)中將膘厚作為預(yù)測(cè)方程的主要參數(shù)是相吻合的[9-10]。所測(cè)各點(diǎn)肉厚與瘦肉率之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，其中相關(guān)性最強(qiáng)的點(diǎn)為R處，其肉厚與瘦肉率之間的相關(guān)系數(shù)為0.58480；熱胴體質(zhì)量與瘦肉率呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05 )，與各測(cè)量點(diǎn)均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(P＜0.0001)，其中與R處的相關(guān)性最強(qiáng)，達(dá)0.59817。各點(diǎn)背膘厚度之間存在極強(qiáng)的正相關(guān)(P＜0.0001)，

背膘厚度與肉厚之間呈顯著相關(guān)關(guān)系(P＜0.05)，但相關(guān)系數(shù)的絕對(duì)值不大。由相關(guān)性分析可以看出F值與瘦肉率之間有最強(qiáng)的相關(guān)性而R值可以作為其一個(gè)很好的補(bǔ)充，這與捷克的豬胴體瘦肉率預(yù)測(cè)方程中所采用的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)是相一致的[11]，Image-Meater豬智能化影像分級(jí)儀選取其作為關(guān)鍵參數(shù)是有根據(jù)且合理實(shí)用的。

2.3 CSB-Image-Meater商品豬胴體瘦肉率預(yù)測(cè)方程的建立不考慮品種與體形因素，通過(guò)對(duì)436頭商品豬的胴體實(shí)測(cè)瘦肉率及相關(guān)性狀的分析，利用多元線(xiàn)性逐步回歸建立瘦肉率預(yù)測(cè)方程：y=61.264-0.583xl+0.173x2(y為瘦肉率預(yù)測(cè)值，xl為F值，x2為R值)。該方程的決定系數(shù)(R2)為0.87，校正決定系數(shù)為0.87，估測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)誤為2.21，因此方程具有較高的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率，也說(shuō)明了在胴體瘦肉率的變異中，有87%的偏差可以用F處的脂肪厚度和R肌肉厚度來(lái)解釋?zhuān)?3%的偏差屬于目前無(wú)法解釋的隨機(jī)誤差。而消除自變量個(gè)數(shù)和樣本量大小的校正R2也為0.87，這表明預(yù)測(cè)方程具有很高的準(zhǔn)確性，預(yù)測(cè)效果良好。為確證方程的可靠性和應(yīng)用價(jià)值，需要用F檢驗(yàn)來(lái)對(duì)方程進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，進(jìn)而判斷回歸方程整體的顯著性。方差分析結(jié)果表明(表3)，回歸方程顯著性概率小于0.01，預(yù)測(cè)方程極顯著。回歸系數(shù)t檢驗(yàn)結(jié)果顯示(表4)，脂肪厚度、肌肉厚度系數(shù)的顯著性概率小于0.01，具有顯著意義。殘差分析(表5)顯示，方程的殘差標(biāo)準(zhǔn)差(RSD)為2.31%。由此可見(jiàn)該預(yù)測(cè)方程已達(dá)到了歐盟所規(guī)定的要求(R2＞0.80，RSD ＜ 2.50%)[12]，具有較高的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性。

表2 商品豬胴體指標(biāo)的表型相關(guān)系數(shù)Table 2 Pearson correlation coefficients among pig carcass characters

表3 豬胴體瘦肉率預(yù)測(cè)方程方差分析Table 3 Analysis of variance for the established prediction model for lean meat percentage of pig carcasses

表4 豬胴體瘦肉率預(yù)測(cè)方程回歸系數(shù)及t檢驗(yàn)Table 4 Regression coefficients and significant t-test of the established prediction model for lean meat percentage of pig carcasses

表5 豬胴體瘦肉率預(yù)測(cè)方程殘差統(tǒng)計(jì)(n=436)Table 5 Residual error statistics of the established prediction model for lean meat percentage of pig carcasses (n=436)

2.4 預(yù)測(cè)方程在實(shí)際生產(chǎn)中的準(zhǔn)確性驗(yàn)證

為了驗(yàn)證本預(yù)測(cè)方程在實(shí)際生產(chǎn)中的準(zhǔn)確性以及可靠程度，又隨機(jī)抽取350頭商品豬進(jìn)行了分級(jí)實(shí)驗(yàn)。

表6 預(yù)測(cè)瘦肉率與實(shí)測(cè)瘦肉率的基本統(tǒng)計(jì)量(n=350)Table 6 Descriptive statistics of actual and predicted values of lean meat percentage of pig carcasses (n=350)

表7 綜合情況瘦肉率相關(guān)性分析Table 7 Correlation analysis between actual and predicted values of lean meat percentage of pig carcasses

由表6可知，機(jī)測(cè)瘦肉率和實(shí)測(cè)瘦肉率還是有一定偏差的，前者比后者平均要低1.60%，從兩組數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看，實(shí)測(cè)瘦肉率的偏差要比機(jī)器測(cè)量瘦肉率的稍大，說(shuō)明要么是工人在進(jìn)行分割時(shí)的人為誤差比較大，要么是中國(guó)生豬的實(shí)際瘦肉率的個(gè)體差異變化比較大(豬品種太雜)，而瘦肉率預(yù)測(cè)方程對(duì)這種差異的反映稍弱。但是，兩組數(shù)據(jù)的相關(guān)性達(dá)0.92000(表7)，機(jī)器測(cè)定的數(shù)字完全可以作為實(shí)際屠宰生產(chǎn)的胴體級(jí)別判斷的依據(jù)。

3 結(jié) 論

本研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)商品豬胴體平均瘦肉率為(57.22± 7.03)%，平均熱胴體質(zhì)量為(59.46±10.62) kg，與國(guó)外肉類(lèi)發(fā)達(dá)國(guó)家相比我國(guó)商品豬胴體質(zhì)量較小，胴體瘦肉率也普遍較低，體型差異程度大。本實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果與國(guó)內(nèi)外研究相一致，所測(cè)各點(diǎn)的膘厚與胴體瘦肉率之間呈極顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.0001)，其中與胴體瘦肉率相關(guān)性最強(qiáng)的是F處膘厚(相關(guān)系數(shù)達(dá)-0.91323)，且膘厚因素對(duì)于瘦肉率的影響要大于肌肉厚因素，肌肉厚因素起到的只是補(bǔ)充和校正的作用。

有關(guān)瘦肉率預(yù)測(cè)的研究表明，豬胴體瘦肉率預(yù)測(cè)的最主要因素為豬胴體不同部位的脂肪厚度[13-20]。李強(qiáng)等[21]曾對(duì)120頭商品豬的研究結(jié)論為：所有的胴體性狀中，與胴體瘦肉率相關(guān)性最強(qiáng)的是那些與背膘厚有關(guān)的性狀，且兩者間呈強(qiáng)烈的負(fù)相關(guān)，表明背部膘厚在胴體瘦肉率估測(cè)過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。也有研究表明不同部位的肌肉厚度能夠增加瘦肉率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性[22]。本研究結(jié)果顯示CSB-Image-Meate豬智能化影像分級(jí)儀瘦肉率測(cè)定方程為y=61.264-0.583xl+0.173x2(xl為F值，x2為R值，R2為0.87，RSD為2.31%)。方程準(zhǔn)確性驗(yàn)證結(jié)果表明，預(yù)測(cè)值與實(shí)際值差異不顯著，方程預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率較高，效果良好，作為瘦肉率預(yù)測(cè)方程達(dá)到了歐盟規(guī)定要求(R2＞0.80，RSD＜2.50%)。實(shí)際生產(chǎn)中的準(zhǔn)確性驗(yàn)證也證明預(yù)測(cè)方程的準(zhǔn)確度較高，完全能應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

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CSB Image Meater Use based Predictive Modeling Lean Meat Percentage of Commercial Pig Carcasses in China

YIN Jia，ZHOU Guang-hong*，XU Xing-lian
(National Center of Meat Quality and Safety Control, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

To accurately predict lean meat percentage of commercial pig carcasses in China and to achieve grading on line and fast accounting so as to optimize price and quality, CSB image meater was employed to analyze lean meat percentages, hot carcass weights, back-fat thicknesses and muscle thicknesses of 436 different types of commercial pig carcasses. A regression equation for predicting lean meat percentage of commercial pig carcasses was established based on the data from CSB image meater through multiple linear regression as follows: y = 61.264-0.583x1 + 0.173x2, where x1 was the thickness of the thinnest back fat, and x2was the vertical distance between the end of gluteus medius muscle and the edge of spinal column, with a determination coefficient R2of 0.87 and a standard residual error of 2.31%, indicating good degree of fitness. No significant difference between the actual and model-predicted values was observed. Therefore, the established equation has a high accuracy and is suitable to be applied in practice.

image meater；pig carcass；lean meat percentage；prediction

TS251.1

A

1002-6630(2010)23-0084-04

2010-05-11

國(guó)家公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng) (200903012)

尹佳(1984—)，男，碩士，研究方向?yàn)槿馄芳庸づc質(zhì)量控制。E-mail：yjzealot@gmail.com

*通信作者：周光宏(1960—)，男，教授，博士，研究方向?yàn)槿馄芳庸ぜ百|(zhì)量控制。E-mail：ghzhou@njau.edu.cn