CN119233759A - 用于减弱鱼中针状骨附着的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于减弱针状骨对鱼片中的肌肉或脂肪组织的附着的装置。耦合到功率供应装置并与针状骨的第一末端处于电接触的电极将电流传导到针状骨。针状骨将电流从针状骨的第一末端传导到针状骨的第二末端。针状骨具有导致焦耳加热的电流电阻率，该焦耳加热在将针状骨附着到鱼片中的肌肉或脂肪组织的结缔组织中产生充足的热，以使结缔组织降解或变性并且从而减弱针状骨对肌肉或脂肪组织的附着。

Description

用于减弱鱼中针状骨附着的方法和装置

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2022年3月10日提交的美国临时申请第63/318728号的权益，其全部内容特此通过引用并入本文中。

技术领域

本发明的实施例涉及松开或减弱鱼片中针状骨的附着，以使针状骨的随后移除更容易、更快且对鱼片的损伤更小。

背景技术

当针对购买新鲜鱼拆解鱼时，去除骨结构是对于除了针状骨的一切而言相对简单且令人满意的过程。针状骨不仅因其尺寸小且不便在盘子上处置成为市场红线，而且还带来了相当大的窒息危险，其中存在人可预期的法律责任。针状骨通常沿着鱼片的中心线向下对角地延伸并且一起间隔非常近(例如，间隔开几毫米)，这使得它们很难用刀划而去除。因此，市场几乎已经淘汰了将鱼片划分成两半的做法。

目前几乎普遍采用的解决方案只对“松弛”的鱼有效。“松弛”的鱼是一个行业术语，其被创造来描述一种鱼，这种鱼被允许变质或代谢地腐烂至针状骨和鱼片的肌肉或脂肪组织之间的结缔组织完全或至少充分分解的时刻，从而允许针状骨即使无法毫不费力地也能以较小的耗费拔出，并且同时很少或根本不撕裂围绕针状骨的娇嫩肉。出于除了拔出针状骨外的任何其它原因，这远非鱼的理想状态。不幸的是，对于消费者来说，加工者很少需要诱导这种状态，因为这是与行业中流行且几乎普遍存在的不良处理做法相关联的自然事件。

目前，鱼类行业主要有三种方法来处理这个问题：1)用刀或机器手工切掉针状骨。这使得鱼片沿着中心向下划分，浪费了大量的非常昂贵的肉；2)用一把钳子手工拔出针状骨，这是一种困难且成本高昂的方法；3)一种在加工线中用作独特步骤的针状骨去除机。鱼片被装载并粗略地加索引到柔软、灵活的带式输送机上。输送机在浮动且旋转的针状骨去除轮和板组件下使各个鱼片运行。去除轮包含平行于旋转轴线运行的锋利线齿。输送带可在去除轮正下方的板中的轻微隆起或弯曲部上运行以将鱼片向后弯曲并使约1/8英寸的针状骨暴露在鱼片的内部表面上方。在鱼片行进经过该轮时，该轮将骨的末端夹在其齿和一块薄板之间，该薄板静态地搁置在该轮正下方的鱼片顶部。该轮的旋转运动在其转动时将骨从鱼片中拔出并移走。通过这个过程，如果针状骨仍然有意义地附着，它要么抵抗去除并在轮和刀片之间滑动，并且在鱼片中仍然存在窒息危险，要么针状骨将附着到针状骨的肉拖入轮中，该轮沿着鱼片的中心向下撕开一槽。这是目前行业标准解决方案。

本文中所描述的新颖的过程通过有意且准确地变性，即改变将针状骨附着到肉的膜或结缔组织，而不实质性地影响围绕针状骨的肉，解决了这一难题。简而言之，相对于松弛的鱼而言，这种新颖的过程允许随后无损伤地去除新鲜鱼上的针状骨。

附图说明

实施例通过示例而非限制的方式图示，并且当结合图考虑时可以参考以下详细描述来更充分地理解，在这些图中：

图1A、1B和1C图示了鱼片中的针状骨。

图2A和2B图示了不同种类的鱼中的针状骨位置。

图3图示了本发明的实施例。

图4图示了本发明的实施例。

具体实施方式

有鳍鱼中的骨和肉之间的膜可以用微米来测量，并且在其存在的许多原因中，膜是从皮肤到脊髓的电脉冲的主要载体。本质上，针状骨是穿过鱼肉的独特且孤立的过道或通道。

当将电流通过导体时，热通过电阻(表示为欧姆)产生，并遵循基本的数学公式(欧姆定律)。该公式允许对特定量的热的放置和强度进行极其精确的控制。有鳍鱼蛋白质对温度变性非常敏感。理解的是，它们通常在低至120华氏度的温度下分解。热可以被用来使针状骨的鞘膜变性，基本上使结缔组织成为润滑剂，并且由于低质量和以外科手术方式施加热并未(在加热或变性方面)对周围的肉产生有意义的影响。

本发明的实施例减弱了针状骨对新鲜鱼片中的肌肉或脂肪组织的附着。本发明的实施例涉及供应电流的功率供应装置。将耦合到功率供应装置的电极与新鲜鱼片的内部表面上的针状骨的第一末端进行电接触，以将电流从功率供应装置传导到针状骨。针状骨将电流从针状骨的第一末端传导到针状骨的更靠近新鲜鱼片的外部表面或皮肤的第二末端，并且具有导致焦耳加热(也称为电阻式、电阻或欧姆加热)的电流电阻率，实质上导致针状骨成为加热元件。焦耳加热在针状骨中并因此在将针状骨附着到鱼片中的肌肉或脂肪组织的结缔组织中产生充足的热，以使结缔组织降解或变性并且从而减弱针状骨对鱼片中的肌肉或脂肪组织的附着。接地电极耦合到功率供应装置，并与例如鱼片的外部表面或皮肤进行电接触，以将电流返回到功率供应装置或接地。

根据实施例，供应到针状骨的电流被调节以跟随鞘并以非常集中和精确的方式将鞘加热到其变性点。电极具有非常特定且可调节的电荷分布，以适应鱼片中针状骨的尺寸和最终导电性的变化。电荷分布可以手动或通过反馈回路进行调整，以改进该过程的有效性。

由于这种新颖的方法和装置，无论是在鱼片表面上还是在针状骨附近的肌肉或脂肪组织中，鱼片中几乎不发生加热、变性或降解。此外，随后的针状骨去除可以在新鲜鱼片上进行，其对围绕针状骨的肌肉或脂肪组织有少许或最小的损伤或撕裂。

图1A图示了鲑(大西洋鲑)鱼100的横截面视图。脊骨110沿着鱼的长度向下延伸。针状骨115从脊骨基本上对角地附着并延伸通过鱼，从鱼肉的内部表面102延伸到鱼的外部表面或皮肤表面104。图1B和1C分别图示了在脊骨已去除并且鱼划分成两块鱼片后两块鱼片105中的一片的俯视图和端视图。针状骨115通常从鱼片105的内部表面102延伸到外部表面或皮肤表面104。如在图1B中可见，其中它们附着到椎骨的针状骨115可暴露在正上方，或者可刚好隐藏在鱼片的内部表面处或下方，使得人可以看到针状骨的末端暴露在内表面102处，并且比如说，如果人将手指沿着鱼片的最厚部分向下运行，他们可以感觉到针状骨的末端在鱼片的内表面处或延伸在鱼片的内表面上方。

图2A图示了鳕鱼(大西洋鳕鱼)鱼片200A中的针状骨位置。总共大约17根针状骨115A定位在腹部230A和腰部220A之间，从鱼片的前部或最前部(即从颈部210A)以直线延伸到后部或最后部并在鱼片的尾部240A前面结束。图2B图示了鲑鱼片200B中的针状骨位置。总共大约30根针状骨115B完全地定位在腰部220B内，而不是定位在腹部230B和腰部220B之间，并且从鱼片的前部或最前部(即从颈部210B)以直线延伸到后部或最后部并在鱼片的尾部240B前面结束。

结缔组织(CT)将针状骨直接附着到鳕鱼中的肌肉组织和肌腱。在鲑鱼中，针状骨嵌入在外延肌肉组织前面的一层脂肪组织中。附着部位的构成，例如胶原蛋白、弹性蛋白、纤维和凝集素结合蛋白、蛋白聚糖、糖胺聚糖(GAG)、血管、神经等在鲑鱼和鳕鱼之间不同。鲑鱼与鳕鱼相比，CT的化学组成和微观结构不同。与鲑鱼中的CT相比，鳕鱼中的CT更耐酶降解。此外，在鲑鱼中，针状骨的附着部位和其它肌肉组织之间的结构差异是有限的，而在鳕鱼中，应理解的是在针状骨附着部位和其它处的肌肉之间在结构、代谢和细胞过程方面存在很大差异。简而言之，鳕鱼和鲑鱼中的针状骨的附着是不同的，因此根据鱼的种类，用于松开针状骨对肉的附着并随后去除针状骨的方法可以不同。尽管本文中的描述涉及鲑鱼和鳕鱼，但是本发明的实施例可应用于其它鱼，诸如白鲑鱼，例如比目鱼。

鱼中的CT相比陆地动物中的CT在更低的温度下不耐热并变性。对CT中常见蛋白质胶原蛋白的热性质的研究表明：鳕鱼胶原蛋白的热转变在大约86华氏度下的吸热热流中表现为小峰值，并在大约104华氏度下表现为更强的峰值。相比之下，鲑鱼胶原蛋白的热转变在大约110-115华氏度的范围中表现为单个强峰值。这些研究指明：温和的加热减弱了针状骨对肌肉的附着。然而，加热整个鱼片会造成非常差的产品，并且因此需要将加热限制在直接并紧接地包围针状骨的区域。

在化学中，化合物的易变性属于该物质发生变化的能力。因此，术语“不耐热”描述了当化合物受热时改变或破坏该化合物的能力。在生物化学中，不耐热的分子意味着它可以在呈现较低的能量或稳定的构象之前借助于热以特定的构象短暂地存在。在另一个语境中，不耐热的分子意味着它也可以在高温下暴露时被破坏。例如，一种不耐热的蛋白质(诸如胶原蛋白)在它暴露于更高温度时可能失去其结构。

图3图示了本发明的一个实施例。所图示的装置300减弱了针状骨115对鱼片105中的肌肉或脂肪组织317的附着。该装置包括功率供应装置305和电极315，电极315耦合到功率供应装置并与针状骨115的第一末端316处于电接触，以将电流从功率供应装置传导到针状骨115。针状骨115用作导体，以将电流从针状骨115的第一末端316传导到针状骨115的第二末端318。针状骨115具有导致焦耳加热的电流电阻率(电流经过导体产生热的过程也已知为电阻式、电阻或欧姆加热)。根据本发明的实施例，针状骨115中电到热的转换由于其电阻而允许针状骨115本质上用作加热元件。焦耳加热在将针状骨115附着到鱼片105中的肌肉或脂肪组织317的结缔组织中产生充足的热，以使结缔组织降解或变性并且从而减弱针状骨115对鱼片105中的肌肉或脂肪组织317的附着。接地电极320耦合到功率供应装置305，并与鱼片105处于电接触，例如，与鱼片105的外部或皮肤表面处于电接触，以将电流返回到功率供应装置305或接地。

图3图示了与鲑鱼鱼片一起使用的装置300。然而，领会的是，该装置可与包括诸如鳕鱼和比目鱼等有鳍鱼的其它鱼一起使用。此外，该装置可与无论是处于尸僵前还是尸僵后状态的新鲜鱼结合使用。其实，与腐烂的鱼相比，在新鲜鱼上使用装置300的主要益处是，一旦根据本发明的实施例针状骨对鱼片中的肌肉或脂肪组织的附着减弱或松开，针状骨就可以在加工中的后续步骤中被去除，而对新鲜鱼中的肉几乎没有损伤或撕裂，这是用目前的工业设备和过程无法实现的。

图3图示了具有普通功率供应装置305的装置300。领会的是，只要在充足的时间间隔内以及在适当的时间长度下向鱼片中的针状骨施加充足的电流，功率供应装置可供应交流电流(AC)、直流电流(DC)、整流电流、脉冲直流电流、半波整流电流和全波整流电流。例如，参考图4，如果鱼片当在传送带420上时以给定速度移动经过装置300，则电流的幅度和相位相应地成形，以在精确的时间以及在足够的时间段内向电极315与之进行电接触的每根针状骨115提供足够的电流，以便减弱针状骨对鱼片的肌肉或脂肪组织的附着。

在一个实施例中，如图4中所图示，电极415是板形的并具有充足的长度，并且被定位以便与多根针状骨同时进行接触。在这样的实施例中，电流的延长的和/或多个周期或脉冲可由当与板处于接触时的每根针状骨来接收并传导。

根据本发明的实施例，电极315、415与针状骨的第一末端处于电接触，以将电流从功率供应装置传导到针状骨。根据本发明的其它实施例，电极与针状骨的暴露的第一末端处于实际物理接触。通常，作为将鱼切成片并去除脊骨的过程的部分，针状骨被暴露，因此使电极与针状骨处于物理接触是相对简单的机械过程。然而，有时，针状骨的第一末端或尖端刚好位于鱼片的内部表面或肌肉表面处或位于鱼片的内部表面或肌肉表面的正下方。在这样的情况下，将鱼片向后弯曲可以是有利的，以将针状骨的第一末端从鱼片的内部表面或其正下方推挤并暴露。例如，参考图4，这可以通过如下实现：将升高的辊或轨道或板(未示出)放置于在其上定位鱼片的传送带420下面，使得在传送带在升高的辊或轨道或板上行进时，鱼片向后弯曲，从而在鱼片的内部表面处或附近暴露或更好地暴露针状骨的第一末端。

鱼片中的针状骨可从鱼片的内部表面102延伸到或几乎延伸到鱼片105的皮肤表面或外部表面104。在这样的情况下，针状骨115将电流从针状骨的第一末端316传导到针状骨的第二末端318，并因而传导到鱼片105的外部表面104或其附近。在那里，接地电极与针状骨的第二末端和鱼片的外部表面或皮肤表面处于电接触，并且因而电流返回到功率供应装置或接地。然而，在一些情况下，鱼片中的针状骨的一个或多个可能没有延伸到或可能没有几乎延伸到鱼片105的皮肤表面或外部表面104。在这样的情况下，鱼片105的肌肉组织317将电流传导穿过针状骨115的第二末端318和鱼片105的外部表面104之间的肉质间隙，如由图3中的虚线319所描绘。在那里，接地电极320与鱼片105的外部表面或皮肤表面104处于电接触，并且因而电流返回到功率供应装置305或接地。

在一些实施例中，接地电极与鱼片处于实际物理接触，以将电流返回功率供应装置或接地。例如，在其上定位鱼片的传送带420可以接地或者包括接地的嵌入式导体，例如金属线。备选地，围绕其(即，在其下面或下方)引导传送带的旋转辊或球或定位为电极320的固定销、轨道或板与鱼片105的皮肤表面或外部表面104进行物理接触，以将电流返回到功率供应装置或接地。

本发明的实施例可包括控制器330，控制器330耦合到功率供应装置305以选择从功率供应装置305传导到针状骨115的电流的量。根据该实施例，针状骨传导所选量的电流，使得所产生的焦耳加热产生充足的热来使包围或基本上包围针状骨的结缔组织降解或变性，并且从而减弱针状骨对鱼片中的肌肉或脂肪组织的附着，而不使肌肉或脂肪组织降解或变性。根据该实施例，控制器可控制开关310，开关310例如根据选择的开/关占空比打开或关闭，以控制施加到鱼片的电流的时机和/或形状(即振幅或脉冲高度、以及持续时间或脉冲宽度)。

根据一个实施例，控制器330基于多个因素中的一个或多个选择从功率供应装置305传导到针状骨115的电流的量，这些因素包括但不限于鱼片的僵硬前与僵硬后的状况、去皮与不去皮的鱼片、鱼片的尺寸、鱼片的厚度、鱼的估计年龄、针状骨的(多个)尺寸、针状骨在鱼片中的位置(例如，从最前面(靠近颈部210A)与最后面(靠近尾部240A)位置)、鱼的种类、自鱼片的收获以来经过的时间、鱼片的温度、自将鱼切片以来经过的时间、针状骨的电阻率、针状骨中的焦耳加热的量、将针状骨附着到鱼片的肌肉或脂肪组织的结缔组织的组成，以及其组合。在这方面，可使用任何数量和种类的传感器或设备335(诸如相机、机器视觉设备、X射线机、磁共振成像设备、热传感器、重量传感器、组织采样设备等)来收集与这些因素相关的信息和数据。此外，根据在确定要施加的电流的量和/或时机中要考虑哪些因素以及要考虑的与这些因素有关的数据或信息的值，可提供用户输入340。

领会的是，上文描述的方法和装置可以作为一件独立设备或机器来实现。该设备或机器可以安装在鱼加工设施中，在切片机之后且在针状骨去除机之前，经由一个或多个传送带或辊连接到每者，并且在所述传送带或辊上鱼片在加工设施中从一个台站或机器行进到另一个。进一步领会的是，该方法和装置可以集成到其它设备中，诸如针状骨去除机，其中，现有的部件，诸如旋转鼓可用作电极315，并且传送带或辊或与其相关联的其它部件可用作接地电极320。

尽管在上述说明性实施例中已描述并图示了本发明，但是理解的是，本公开仅通过示例的方式已做出，并且本发明的实现的细节中的许多改变可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出，本发明的精神和范围仅由跟随的权利要求书来限制。所公开的实施例的特征可以以各种方式组合并重新排列。

Claims (11)

1.一种用于减弱针状骨对鱼片中的肌肉或脂肪组织的附着的装置，包括：

功率供应装置；

电极，所述电极耦合到所述功率供应装置并与所述针状骨的第一末端处于电接触，以将电流从所述功率供应装置传导到所述针状骨；

所述针状骨将所述电流从所述针状骨的所述第一末端传导到所述针状骨的第二末端，并且具有电流电阻率，所述电流电阻率导致欧姆加热，所述欧姆加热在将所述针状骨附着到所述鱼片中的所述肌肉或脂肪组织的结缔组织中产生充足的热，以使所述结缔组织降解或变性并且从而减弱所述针状骨对所述鱼片中的所述肌肉或脂肪组织的所述附着；以及

接地电极，所述接地电极耦合到所述功率供应装置并与所述鱼片处于电接触，以将所述电流返回到所述功率供应装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述鱼片选自由以下组成的组：鲑鱼、鳕鱼和比目鱼，无论是尸僵前还是尸僵后的鲑鱼、鳕鱼和比目鱼。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述功率供应装置选自由以下组成的组：交流(AC)功率供应装置、直流功率供应装置和整流功率供应装置。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，与所述针状骨的所述第一末端处于电接触以将电流从所述功率供应装置传导到所述针状骨的所述电极包括与所述针状骨的位于所述鱼片的内部表面或肌肉表面处的暴露的第一末端处于物理接触的电极。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，将所述电流从所述针状骨的所述第一末端传导到所述针状骨的所述第二末端的所述针状骨包括将所述电流传导到所述针状骨的位于靠近所述鱼片的外部表面或皮肤表面的第二末端的所述针状骨。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，与所述鱼片处于接触以将所述电流返回到所述功率供应装置的所述接地电极包括与所述鱼片的所述外部表面或皮肤表面处于接触的接地电极。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，与所述鱼片的所述外部表面或皮肤表面处于接触的所述接地电极包括在靠近所述针状骨的所述第二末端的位置处与所述鱼片的所述外部表面或皮肤表面处于接触的接地电极。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电流选自由以下组成的组：交流电流、直流电流、和脉冲直流电流、半波整流电流和全波整流电流。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，与所述鱼片处于电接触的接地电极选自由以下组成的组：与所述鱼片处于接触的导电的板、销、球、辊、轨道、线和传送带，或其组合。

10.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：控制器，所述控制器耦合到所述功率供应装置以选择从所述功率供应装置传导到所述针状骨的电流的量，其中，将所述电流从所述针状骨的所述第一末端传导到所述针状骨的所述第二端的所述针状骨包括如下针状骨：该针状骨传导所选量的电流，使得所述焦耳加热产生充足的热以使包围所述针状骨的所述结缔组织降解或变性并且从而减弱所述针状骨对所述鱼片中的所述肌肉或脂肪组织的所述附着，而不使所述肌肉或脂肪组织降解或变性。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述控制器基于选自由以下组成的组的因素选择从所述功率供应装置传导到所述针状骨的电流的量：所述鱼片的僵硬前状况、所述鱼片的僵硬后状况、去皮与不去皮的鱼片、所述鱼片的尺寸、所述鱼片的厚度、所述鱼的估计年龄、所述针状骨的尺寸、针状骨在所述鱼片中的位置、鱼的种类、自所述鱼片的收获以来经过的估计时间、自将所述鱼切片以来经过的估算时间、所述针状骨的电阻率、所述针状骨中的焦耳加热的量，以及其组合。