嫩度、色泽、风味和多汁性是影响消费者评定牛肉质量的四个因素,其中又以嫩度最为重要。目前对牛肉嫩度的评价方法主要包括感官评定和仪器评定,但无论是感官评定还是仪器评定,消费者无法快速评定牛肉的嫩度,牛肉生产企业也无法对牛肉嫩度进行在线预测,从而实现牛肉分级。这就迫切要求开发出新的技术实现牛肉嫩度的在线预测。目前国内外研究认为,基于机器视觉的方法实现对牛肉嫩度的预测是比较具有前途的方法,但目前国内外的研究主要依据牛肉表面的纹理特征,建立牛肉嫩度的预测模型,缺乏理论依据。本研究旨在寻找到和嫩度具有相关性的指标,探索造成牛肉纹理变化的内在原因,通过寻找到反映牛肉纹理的牛肉嫩度预测指标,建立方程,实现对牛肉嫩度的预测。为依据牛肉纹理预测牛肉嫩度提供依据。本文研究的内容主要包括三个方面：(1)影响牛肉嫩度的生物学因素的研究；(2)筋膜颜色值与剪切力值的关系研究；(3)牛肉剪切力值预测模型的建立与验证。具体研究内容和结果如下：1、本研究选取18、36、54、72月龄的西门塔尔杂交公牛各6头。测定其外脊的肌肉色、脂肪色、脂肪含量、肌纤维直径、结缔组织含量,其中肌肉色1*；a*；b8分别为：37.37、35.82、36.41、38.27；19.31、20.03、20.82、19.81;8.75、9.74、9.35、9.04。脂肪色1*；a*；b*分别为：73.63、70.23、75.22、75.50；3.51、2.67、4.67、2.57；9.29、14.19、9.17,13.24。脂肪含量分别为：1.79%、7.07%、4.45%、5.81%。肌纤维直径分别为44.46μm、47.93μm、50.01μm、56.14μm。羟脯氨酸含量分别为：0.0407%、0.0434%、0.0474%、0.0550%。剪切力值分别为：5.66kg/cm2、6.11kg/cm2、7.22kg/cm2、8.59kg/cm2。研究发现不同月龄的牛肉的肌肉色和脂肪色数值变化不明显,脂肪色、肌肉色和剪切力值之间没有相关性,颜色指标并不能反映牛肉的老嫩,脂肪含量与剪切力值的相关性一般；肌纤维直径、结缔组织含量与剪切力值的相关系数分别为0.833、0.835,为强正相关。因而选择肌纤维直径、结缔组织含量作为嫩度预测指标。2、本研究构建了由光源、相机、镜头、计算机组成的牛肉图像采集硬件系统,采用FCM聚类方法实现对筋膜区域的分离,提取出筋膜颜色的R、G、B值。18、36、54、72月龄四个月龄段的筋膜颜色R；G；B值分别为：78.81、83.20、91.44、116.05；64.03、65.85、78.52、86.28；76.38、79.26、85.45、107.33。研究发现筋膜颜色R、G、B值与剪切力值的相关系数分别为：0.856、0.595、0.727。R值与剪切力值相关系数最高,为强正相关。选定筋膜颜色R值作为嫩度预测指标。同时发现羟脯氨酸含量与筋膜R、G、B值的相关系数分别为0.735、0.565、0.657,存在着一定的相关性。3、本研究建立了由结缔组织含量、肌纤维直径、筋膜颜色R值预测剪切力值的多元线性方程：Y=-3.376+0.113X1+58.822X2+0.022X3(Y为剪切力值；X1为肌纤维直径；X2为羟脯氨酸含量；X3为筋膜颜色R值)。该预测模型的判定系数R2=0.892,属于高度相关,其估计标准误差为0.428,为可接受水平。在不同屠宰厂采集18-72月龄的不同品种牛肉样品18个对方程的准确性进行了验证,预测结果与实际测量值之间的平均误差为：0.25kg/cm2,最大差值为0.52kg/cm2,预测模型效果理想。