畜禽胴体分级技术

　　畜禽胴体分级是促成养殖户、加工企业、经销商和消费者对肉的品质达成共识、实现公平合理定价机制的基础。早在二十世纪初，欧美一些发达国家就开始制定并推行胴体分级标准，通过不断完善，形成了科学、规范的评价体系。以此为基础，借助超声波、图像处理、机器视觉等各种先进的分级技术和设备，使得畜禽胴体分级技术在生产中得到广泛应用，对提升本国肉类品质和市场竞争力发挥了重要作用。

　　? 美国牛肉的分级包括产量级和质量级。产量分级根据休整后去骨零售的肉量占胴体比例划分为1~5个等级，见表1所示。质量分级则结合牛肉品质和生理成熟度两个指标，将胴体分为特优(Prime)、特选(Choice)、优选(Select)、标准(Standard)、商用(Commercial)、可用(Utility)、切碎(Cutter)和制罐(Canner)8个等级。

　　加拿大的牛肉分级制度被认为是目前全世界最好的牛肉分级制度之一。根据牛的性成熟年龄、性别、牛肉质地和肌肉度、牛胴体脂肪覆盖情况等指标将胴体划分为13个等级，分级后的胴体挂有全国统一的等级标签进行销售。加拿大牛胴体等级名称如图1所示。
 

　　图1. 加拿大牛胴体等级名称

　　瘦肉率是猪胴体分级标准的主要依据。加拿大根据胴体瘦肉率与胴体重确定胴体指数进行分级，美国农业部将猪胴体4个优质切块的产量与肉的质量结合进行综合评定，分成U.S.1级、U.S.2级、U.S.3级、U.S.4级和U.S.实用级共5个等级。欧盟成员国采用统一的猪胴体分级标准，分级依据与加拿大类似。

　　羊胴体的分级通常依据产量级和质量级进行综合评定。美国羊胴体的产量级分级标准见表2，质量级根据生理成熟度和肌间脂肪分为五个等级。
 

　　表2.  美国羊胴体产量等级划分标准

　　由于家禽加工生产线速度较快，一直以重量分级为主，但目前国外开发的质量分级技术也已经成熟。产量分级通过对整禽或分割产品称重进行分级。质量分级则通过对去内脏后的禽体进行拍照，采用图像处理技术在线快速统计每只禽体的表皮擦伤、破损、羽毛残留及断翅等情况进行分级。

　　胴体自动化分级技术目前研究或应用较多的主要有：计算机视觉、超声波、近红外光谱分析以及断层扫描等先进技术。通过对胴体在线进行无损检测和等级评定，在提高分级速度和准确度的同时，最大限度地避免了主观因素影响，实现了等级评定的客观性和一致性。其中，超声波技术主要应用于猪胴体的自动分级，机器视觉技术则主要应用于牛胴体和家禽的质量分级，近红外光谱技术则多用于羊胴体的质量检测和分级。

　　目前，牛胴体自动化分级主要采用图像处理技术。美国大型牛屠宰加工企业的屠宰量达到4000~5000头/天，专业分级员每6~10秒钟就要在线对一个胴体进行质量和产量级别的鉴定。对于分级员而言，这样快的速度必然导致分级准确率的下降。据统计，重量等级的准确率约为85%，质量等级的准确率约为94%，自动化在线分级系统则可完全避免这样的问题。美国农业部食用动物研究中心与大学联合研制的牛肉视觉分级系统见图2所示，该系统可以完全满足大型生产线在线加工的需求，增加口感预测功能、提高系统智能化是下一步的开发目标。

　　图2. 美国牛肉视觉分级系统.

　　羊肉品质检测主要采用近红外光谱分析技术，见图3。该技术具有分析速度快、效率高、成本低、便于实现在线和远程分析等特点。缺点是测试灵敏度相对较低，作为一种间接分析技术，其结果的可靠性依赖预测模型的准确程度。国内在羊胴体质量和产量分级标准、分级模型方面进行了探索性研究，但胴体自动化分级方面目前还没有成熟的技术应用于生产中。

 

　　猪胴体分级设备经历了近一个世纪的发展，从早期的人工定级、盖戳（安全墨水、电热），到评级员借助分级尺、背膘或瘦肉率测定仪进行等级评定，发展到目前采用超声波技术进行快速检测、成像的全自动分级系统。

　　2004年，加拿大景通科技公司在双汇集团建立了第一条猪胴体在线分级系统。该公司研发的猪胴体电子分级仪采用近红外反射技术，通过测定第3及第4肋骨之间肥膘及瘦肉的厚度，计算胴体瘦肉率进行分级，生产能力超过 1000头/小时 。数据处理系统能以图形方式显示输送线上通过的每只胴体，时时采集、分析和存储数据。

　　德国生产的基于光学技术的猪胴体瘦肉率测定仪通过测定特定位置的脂肪层和瘦肉层厚度，准确快速评定胴体等级，适合500头/小时及以上高速屠宰线的加工需求，见图4所示。

 

　　丹麦SFK公司生产的利用脉冲超声波技术的全自动肉脂仪系统，如图5所示。该系统采用16个超声传感器，每5mm测定一个点，能对3200个点的背膘厚度和肌肉厚度进行快速测量，生成三维超声图像，速度可达到1150头／小时。测量的数据从最基本的瘦肉总体含量到胴体内任何部位的瘦肉重量和百分比。这些数据可以作为生猪育种、饲养和生产加工等各个环节质量控制的重要依据。

 

　　图6为荷兰Meyn公司生产的适合分割家禽产品的分级设备，速度最快可以达到235个/分钟。该设备可与分割线或去骨线集成，实现自动化作业。该公司生产的整禽在线自动称重分级系统，其控制系统采用模块化设计，可以满足不同用户的加工需求，完整的信息存储和查找功能，便于产品的追溯管理和定期检查。

　　图6. Meyn 分割产品称重分级设备

　　除了重量分级设备，Meyn公司还开发了家禽质量分级系统，采用图像处理技术，根据家禽腹部和背部颜色的差异对胴体进行质量分级，最多可分7个等级。丹麦Linco公司生产的质量分级系统采用前、后、左、右4个相机对禽体进行拍照。在分级的同时还可以统计缺陷，如羽毛残留、表皮破损、擦伤或断翅等。根据系统评定、分级后的家禽被自动送入不同的加工通道，实现深加工产品原料利用率的最大化。

　　我国是肉类生产大国，肉类工业近30年发展迅猛，但由于起步晚，技术提升空间仍较大。在畜禽胴体分级方面，由于分级标准体系不完善、可操作性差、分级技术和设备的产业化应用几乎处于空白。这些导致了肉类市场交易不规范、产品优质不优价，品质无法提高。此外，胴体分级对肉品的深加工同样重要。通过分级可以将不同品质和级别的肉用于不同的加工方式，从而实现原料肉利用的最优化。为此，必须加快完善适合我国畜禽胴体分级的标准体系，研发先进适用的安全、高效、智能化分级技术和设备，规范畜禽产品市场，实现优质优价，引导养殖户不断提高肉品品质，对促进畜牧业的良性循环和肉类深加工行业的长足发展必将具有深远的意义。