Evaluation of pork quality by proton nuclear magnetic resonance

Consumers today are offered a diversified meat section at their local retail outlets. As the number of meat sources grows, consumers favour meat of higher quality. Competition is coming not only from other meat products but also from meats being imported internationally. There are growing concerns that pork quality is in fact struggling. After decades of research, issues such as pale soft exudative (PSE) pork and dark firm dry (DFD) pork remain prevalent. If such products reach the consumer, the industry risks the consumer no longer choosing pork in the future. To prevent economic losses to the industry, these products need to be detected and withheld. The problem lies in the fact that conventional techniques for meat quality measurement are slow, expensive, and destructive. Effective quality assurance programs that can keep up with market trends require a fast, non-destructive, method for measuring meat quality. The purpose of this study is to investigate low-field time-domain proton nuclear magnetic resonance (NMR) as a tool for rapid, non-destructive, multidimensional meat quality assessment. In the first section, a review of current literature with regards to meat science, meat quality, and meat quality measurement tools and techniques. This is followed by a review of current literature regarding NMR as a tool for meat quality assessment. NMR is then used in an experiment to investigate its applicability in measuring cooking loss, drip loss, and thaw loss. This was performed by using a transverse relaxometry experiment using a benchtop NMR at 6 MHZ at 4 °C of samples averaging 539 g – a size and temperature closer to what might be seen in industrial applications. Currently, the literature has exclusively investigated NMR as a tool for measuring meat quality on samples often around 1 x 1 x 5 cm in size and at room temperature. This study seeks to close that knowledge gap. Using multivariate analysis, a correlation of r = 0.686, 0.573, and 0.452 for cook, drip, and thaw loss, respectively, was obtained. The second part, NMR was used for the measurement of solid fat content of pork fat at nine separate temperatures in order to predict iodine value. A correlation of r = 0.87 was obtained. This shows potential applicability in industry, though this research raised important questions of what other chemical properties might influence SFC properties; these notions are investigated.In conclusion, NMR showed promising correlations and revealed that it does, upon further research and development, have the potential to measure meat quality attributes such as cooking loss, thaw loss, drip loss, and fat consistency.Les consommateurs font maintenant face à une grande diversité de viandes dans leurs marchers locaux. Cela leur permet de choisir des viandes de plus en plus hautes en qualité. La compétition arrive non seulement de d'autre produits à base de viande, mais aussi de viandes importées de l'international. La qualité de porc n'est pas optimale et les producteurs de porc s'en rendent compte. Après des décennies de recherches, les problèmes de qualité tels que la viande pâle, molle et exsudative en plus de viande foncée, dure et sèche sont encore commun. Quand des produits de basses qualités sont consommés, il se peut que le consommateur décide de ne plus vouloir acheter de porc dans le futur. Une grande partie du problème se trouve dans le fait que les techniques conventionnelles pour mesurer la qualité de viande sont dispendieuses, lentes, et destructives. Pour un contrôle de qualité efficace, il faut des technologies rapides, économiques, et non-destructives. Le but de cette thèse est d'investiguer la relaxométrie par résonance nucléaire magnétique (RMN) comme outil pour mesurer la qualité de viande de manière multidimensionnel.Dans la première partie de cette thèse, je présenterai une revue de littérature à propos de la science et la qualité de viande, les techniques de mesure de qualité de viande et puis finalement, une revue de l'utilisation de l'RMN pour mesurer la qualité de viande. L'RMN est ensuite utilisée dans une expérience pour investiguer sa capacité de mesurer la perte en cuisson, perte en eau et en cycle de gèle-dégèle. Cette dernière a été réalisé par relaxométrie transversale par un RMN de 6 MHz sur des échantillons de 539 g, à une température moyenne de 4 °C – des valeurs plus près de ce qui se verraient en industrie. En ce moment, la littérature regarde uniquement des échantillons de viande d'environ 1 cm x 1 cm x 5 cm à température pièce. Cette étude cherche à approfondir nos connaissances dans le domaine de qualité de viande par RMN. Après une analyse multi variable, une corrélation de r = 0.686, 0.573, 0.452 a été obtenue en perte à la cuisson, perte en eau et ainsi qu'en cycle de gèle-dégèle. Dans la deuxième partie, RMN a été utilisée pour mesurer le pourcentage de gras en état solide à 9 températures différentes pour chaque échantillon dans le but de prédire la valeur d'iode. Une corrélation de r = 0.87 a été obtenue. Ceci démontre l'applicabilité de l'RMN pour l'industrie. Cela aussi nous permet d'investiguer quels autres facteurs pourraient influencer la consistance d'un gras.En conclusion, l'RMN pourrait devenir applicable dans l'industrie si les recherches et développements de l'RMN ainsi que la viande se poursuivent. Elle démontre le potentiel de mesurer la perte à la cuisson, perte en eau et en cycle de gèle-dégèle, ainsi que la consistance des gras