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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

[TM - Technical Measurement: A Platform for Methods, Systems, and Applications of Measurement Technology
]

Editor-in-Chief: Puente León, Fernando / Zagar, Bernhard

12 Issues per year


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2196-7113
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Volume 85, Issue 3

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Non-invasive assessment of the bioburden of minced pork using a hand-held fluorescence device

Nicht-invasive Bestimmung der Gesamtkeimzahl von Schweinhackfleisch mit einem Fluoreszenz-Handmessgerät

Christina Grimmler
  • University of Bayreuth, Chair of Bioanalytical Sciences and Food Analysis, E.-C.-Baumann-Str. 20, 95326 Kulmbach Germany
  • Other articles by this author:
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/ Tamara Kuhfuß
  • University of Bayreuth, Chair of Bioanalytical Sciences and Food Analysis, E.-C.-Baumann-Str. 20, 95326 Kulmbach Germany
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/ Matthias Heiden / Heinar SchmidtORCID iD: http://orcid.org/0000-0002-7542-265X
Published Online: 2017-11-07 | DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2017-0092

Abstract

To speed-up monitoring of the hygienic status of meat, fast and non-invasive measuring techniques are required. In this work, the feasibility was investigated to quantify the bioburden of minced meat with a hand-held fluorescence spectrometer. In two independent trials, 144 (165) minced pork samples from 18 (23) batches were stored at 2 ℃ for up to 8 (7) days. Fluorescence spectra, L*a*b* colour and total viable mesophilic plate counts (TVC) were measured in parallel. TVC varied from 2.7 to 10.4 log(TVC/g) in this period. Correlation of the fluorescence spectra with log(TVC/g) using partial least squares regression yielded cross-validated predictions with R2cv = 0.72 (0.83) and a prediction error of RMSECV = 0.97 (0.69) log(TVC/g). Cross-validated limits of detection and quantification were determined as 1.0 (0.9) and 3.4 (3.2) log(TVC/g), respectively. This would allow for a quantification well below the alarm threshold of 5.7–6.7 log(TVC/g). The spectra were strongly correlated with storage time with R2cv = 0.81 (0.67), but less strong with L*a*b* colour. Storage time was identified as interference which was reduced in the second trial by modifying the sampling.

Zusammenfassung

Um das Hygienemonitoring von Fleisch zu beschleunigen, werden schnelle und nicht-invasive Messtechniken benötigt. In dieser Arbeit wurde die Machbarkeit der Quantifizierung der Gesamtkeimzahl von Schweinehackfleisch mit einem Fluoreszenz-Handspektrometer überprüft. In zwei unabhängigen Versuchsreihen wurden 144 (165) Proben aus 18 (23) Hackfleischchargen bei 2 ℃ bis zu 8 (7) Tagen gelagert. Fluoreszenzspektren, L*a*b*-Farbwerte und die Gesamtkeimzahl (TVC) wurden parallel bestimmt. Die TVC variierte in dieser Zeit von 2,7 bis 10,4 log(TVC/g). Die Korrelation der Fluoreszenzspektren mit log(TVC/g) mittels Partial-least-squares-Regression lieferte kreuzvalidierte Vorhersagen mit R2cv = 0, 72 (0,83) und einem Vorhersagefehler von RMSECV = 0,97 (0,69) log(TVC/g). Kreuzvalidierte Nachweis- und Bestimmungsgrenzen von 1,0 (0,9) bzw. 3,4 (3,2) log(TVC/g) wurden ermittelt. Dies würde eine Quantifizierung deutlich unterhalb des Alarmbereiches von 5,7–6,7 log(TVC/g) zulassen. Die Spektren waren mit R2cv = 0, 81 (0,67) stark mit der Lagerdauer, aber weniger stark mit den L*a*b*-Werten korreliert. Die Lagerdauer wurde als Störgröße identifiziert, deren Einfluss in der zweiten Versuchsreihe durch geänderte Probenahme reduziert wurde.

Keywords: Fluorescence spectroscopy; total viable plate counts; quantification; minced meat

Schlagwörter: Fluoreszenzspektroskopie; Gesamtkeimzahl; Quantifizierung; Hackfleisch

About the article

Christina Grimmler

University of Bayreuth, Chair of Bioanalytical Sciences and Food Analysis, E.-C.-Baumann-Str. 20, 95326 Kulmbach, Germany

Tamara Kuhfuß

University of Bayreuth, Chair of Bioanalytical Sciences and Food Analysis, E.-C.-Baumann-Str. 20, 95326 Kulmbach, Germany

Matthias Heiden

Freshdetect GmbH, Kirchplatz 1, 82049 Pullach im Isartal, Germany

Heinar Schmidt

University of Bayreuth, Chair of Bioanalytical Sciences and Food Analysis, E.-C.-Baumann-Str. 20, 95326 Kulmbach, Germany


Revised: 2017-09-29

Accepted: 2017-10-20

Received: 2017-07-19

Published Online: 2017-11-07

Published in Print: 2018-03-26


Citation Information: tm - Technisches Messen, Volume 85, Issue 3, Pages 177–183, ISSN (Online) 2196-7113, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: https://doi.org/10.1515/teme-2017-0092.

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