Контрольні питання
Які групи продовольчих товарів можуть бути оцінені за допомогою оптичних методів дослідження ?
Яку характеристику товару можна дати за допомогою оптичних методів дослідження ?
Будова оптичного мікроскопу.
Сучасні оптичні мікроскопи.
Використання в оцінці якості та споживчої цінності продовольчих товарів методів оптичної мікроскопії.
Використання в товарознавстві продовольчих товарів фазово-контрастної мікроскопії.
Будова та принцип дії електронного мікроскопу.
Використання електронної мікроскопії в сучасних дослідженнях в товарознавстві продовольчих товарів.
Лабораторна робота № 3
Тема. РЕОЛОГІЧНІ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ
Мета заняття. Ознайомити студентів з реологічними методами дослідження. Навчити студентів проводити комплексну оцінку якості продовольчих товарів та їх впливу на організм з допомогою реологічних методів дослідження. Освоїти роботу основних реологічних приладів.
Час роботи студентів при підготовці до лабораторних занять
Самостійна робота – 2 години
Робота в лабораторії з відпрацьовуванням теми – 2 години
Завдання для самостійної роботи з підготовки до лабораторної роботи.
Вивчити з рекомендованої літератури та конспектів лекцій тему “Реологічні методи дослідження”. Провести аналіз літератури з питань використання в сучасних дослідженнях реологічних методів: Використання реологічних методів дослідження в товарознавстві продтоварів (віскозиметрія, ареометрія, Консистометрія, адгезіометрія)
Оцінити можливості реологічних властивостей продовольчих товарів у перспективі досліджень в товарознавстві продовольчих товарів. Законспектувати. Підготувати реферат на 5-7 хв.
Завдання 1. Ознайомитись з реологічними методами в товарознавстві продовольчих товарів
Харчові продукти це в основному дисперсні системи (суспензії, емульсії, пористі тіла, піни т. д.). Реологічні (структурно-механічні) властивості цих систем обумовлені, перш за все, їх структурою, тобто внутрішньою будовою продукту і характером взаємодії фаз, що її складають. У зв’язку з цим продовольчі товарі, як похідні органічних об’єктів, проявляють пружні, в'язкі, пластичні властивості. Як правило одночасно проявляються пружні й в'язкі або пластичні й в'язкі властивості. Реологічні властивості в тому або іншому ступені більш чи менш проявляються залежно від фізичного стану продукту (рідина, драглисте чи тверде тіло ), етапу його життєвого циклу. Часто на стан продукту впливає особливость пакування та якість матеріалу для пакування.
Вивчення реологічних властивостей різних видів продуктів широко застосовується в товарознавстві продовольчих товарів для визначення їх якості.
Реологічні властивості продовольчих товарів, на основі яких розроблені сучасні інструментальні методи дослідження, що використовуються для їх якісної оцінки наведені в таблиці 3.1
Таблиця 3.1
Реологічні властивості продовольчих товарів, що використовуються для їх якісної оцінки
Реологічні властивості |
Визначають |
В'язкість ŋ |
Внутрішнє’ тертя між двома суміжними шарами рідини, яке виникає при їх відносному переміщенні (зрушувальна характеристика) |
Густина |
Масу одиниці об'єму продукту |
Твердість |
Властивість твердих тіл чинити опір проникненню іншого, твердішого тіла внаслідок необоротних (пружної та в'язкої) деформацій; |
М'якість |
Властивість, протилежна твердості |
Крихкість |
Властивість твердих тіл досягати руйнування без пластичної деформації; |
Пружність |
Властивість тіл після припинення дії деформуючої сили повертатися до первісної форми |
Пластичність |
Властивість тіл випробовувати значні пластичні деформації без руйнування при порівняно невеликій діючій силі; |
Міцність |
Властивість тіл чинити опір руйнуванню при дії зовнішньої деформуючої сили; |
Клейкість |
Властивість межового шару в'язких або пластичних матеріалів чинити опір розділенню поверхонь, що знаходяться в контакті |
Когезія |
Опір тіл руйнуванню, пов'язаному з подоланням сил взаємодії між атомами і молекулами усередині тіла |
Адгезія |
Опір тіл руйнуванню, пов'язаному з подоланням сил взаємодії між атомами і молекулами на межі фаз двох різних тіл |
Консистенція |
Ступінь густини (твердості) продукту |
Зовнішнє тертя |
Опір щодо переміщення двох поверхонь твердих тіл, що знаходяться у зіткненні |
Текстура |
Фізико-структурні властивості продукту (соковитість, шорсткість, гладкість, хрускіт, форма, блиск, структура консистенція, зернистість, волокно, в'язкість), що сприймаються органами дотику |
Найчастіше в товарознавстві продовольчих товарів визначають в’язкість (ŋ) та щільність (р) харчових продуктів.
Приладами, з допомогою яких визначають ці показники, є віскозиметри та пікнометри.
Найбільш розповсюджені віскозиметри, які використовуються у товарознавстві продовольчих товарів для визначення в’язкості Ньютонівських рідин та рідиноподібних систем:
a – Оствальда; б –Убеллоде: 1- кулька для виміру об’єму рідини, що протікає через капіляр; 2 – капіляр; 3 кулька для збору рідини; в – з двома паралельно працюючими капілярами: 1 – — широка трубка; 2 – капіляр; 3 — водяна сорочка
Рисунок 3.1. Принципова схема
віскозиметрів Оствальда та Убеллоде:
Щільність (об'ємна маса) — це маса речовини при 20°С, яка знаходиться в одиниці об'єму (г/см³).
Показники щільності враховуються при оцінці якості молока, визначенні вмісту сухих речовин в плодових і ягідних екстрактах, вмісту кухарської солі в розчинах, розсолах, визначенні міцності спирту і горілка.
У залежності від виду діяльності, мети вимірювань й виду товарів у товарознавстві продовольчих товарів, розрізняють насипну й об'ємну щільність.
Об'ємна щільність
речовин визначається наступною
формулою
де,
р – щільність речовини (кг/м³)
m – маса речовини у спокої (кг)
V–об'єм речовини (м³)
Для оцінки фізичних параметрів речовин в товарознавстві продовольчих товарів використовують вимірювання їх щільності за відношенням до щільності стандартної речовини, визначеної в конкретних фізичних умовах -„відносної щільності”
Для рідких харчових речовин „стандартною речовиною” є чиста вода при температурі 3,98 °С та нормальному атмосферному тиску, що відповідає найбільшій її щільності.
Відносну щільність харчових речовин визначають при температурі 20 ° С, а води - при 4 °С
Відносна щільність рідких продуктів залежить не лише від їх температури, але і від концентрації сухих речовин. При визначенні щільності для кожного продукту користуються таблицею, в якій наводиться вміст речовини в розчині залежно від його щільності та температури.
Відносна щільність визначається за формулою.
де
р —щільність даної речовини (кг/м³);
р —щільність «стандартної речовини” (кг/м³);
d —відносна щільність (безрозмірна величина).
Для визначення відносної щільності найчастіше користуються пікнометричним чи ареометричним методом.
У товарознавстві продовольчих товарів використовуються наступні види ареометрів, які поділяються на сім основних груп:
Ареометри загального призначення (малі), використовується для вимірювання щільності рідини, сольових, кислотних та лужних розчинів (АОН-1,2,3,4 діапазон вимірювання щільності від 700 до 1840 кг/м³, ДОСТ 18481-81).
Ареометри для молока (малі), призначені для вимірювання щільності незбираного й знежиреного молока, пахтання й сироватки (АМ діапазон вимірювання щільності від 1015 до 1040 кг/м³, ДОСТ 18481-81).
Ареометри для спирту (малі), призначені для вимірювання об'ємної концентрації етилового спирту у водних розчинах (АСП-1,2,3; АСП-Т, діапазон вимірювання щільності від 0 до 105 кг/м³, ДОСТ 18481-81).
Ареометри-цукрометри (малі) призначені для вимірювання масової частки цукру у водних розчинах (АС -1, 2, 3; АСТ– 1,2, АОН – діапазон вимірювання щільності від 0 до 75 кг/м³, ДОСТ 18481-81)
Ареометри для урини призначені для вимірювання щільності урини, також використовується для створення градієнтів щільності при розділенні рідин (крові) при виділенні їх фракцій, зокрема лімфоцитів та еритроцитів (АУ діапазон вимірів щільності від 1000 до 1050 кг/м³, ДОСТ 18481-81).
Рисунок
3.3 . Рисунок 3.4.
Ареометр загального Ареометр для молока з
Призначення АОН-1 з термометром АМТ
Рисунок 3.5. Рисунок 3.6.
Ареометр для Ареометр для
спирту спирту з термометром
АСП-1 АСП-Т
Завдання 2. Визначення вмісту етилового спирту пікнометром
Суть методу полягає у вимірюванні густини як відношення маси речовини дої об’єму.
Метод застосовується при експертизі та визначенні якості плодово-ягідних, шампанських вин, коньяків.
Вміст у вині, етилового спирту, виражений в об'ємних відсотках, називається міцністю. Вона визначається з точністю до другого десятичного знаку.
Прилади: Пікнометри на 10 мл, 25мл чи 50 мл; аналітичні терези; водяний термостат чи ультратермостат
1.Скляна посудина
2.Термометр
3.Шийка пікнометра з міткою
Рисунок 3.2. Принципова
схема будови пікнометру
Обладнання: ексикатор; капілярна піпетка чи дозатор піпеточний на 0,05;200 мл чи 250 мл.
Дослідні матеріали: вино, коньяк, горілка чи інші.
Хід вимірювань.
1).Попередньо підготовлений чистий та сухий пікнометр зважують на аналітичних терезах з точністю до 0,0001 г.
2). Пікнометр наповнюють алкогольним чи слабо алкогольним напоєм, який досліджують, та рівень якого має бути трохи вищим за мітку. Пікнометр з напоєм, що досліджується поміщають на 20 – 30 хв. в термостат або водяну баню при 20 °С. Після цього об'єм піддослідної рідини в пікнометрі доводять точно до мітки. При надлишку рідини її видаляють смужкою з фільтрувального паперу, а при недостатності – додають з капілярної піпетки. Внутрішню поверхню шийки пікнометра, не заповнену рідиною, ретельно осушують смужкою фільтрувального паперу.
Після витримки в термостаті та доведення об'єму досліджуваної рідини до мітки, пікнометр закривають пробкою, осушують фільтрувальним папером і залишають на 30 хв. біля терезів, після чого зважують з точністю до 0,0001 г. таким же чином визначають масу дистильованої води.
Щільність рідини. Яку досліджували обчислюють за формулою
де
m — маса порожнього пікнометра, г;
m1 — маса пікнометра з рідиною, яка досліджується, г;
m 2 — маса пікнометра з дистильованою водою, г.
Відносну щільність розраховують з точністю до 0,0001.
Вміст етилового спирту в об'ємних відсотках в напої, який досліджується визначають за відносною щільність, яка надається в таблиці 3.2.
Таблиця 3.2.
Еталонна відносна щільність спирту в об'ємних відсотках при 20° С
Щільність дистиляту при 20° С |
Вміст етилового спирту, об. % |
Щільність дистиляту при 20° С |
Вміст етилового спирту, об. % |
Щільність дистиляту 20° С |
Вміст етилового спирту, об. % |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
0,9889 |
8,03 |
0,9839 |
19 |
0 |
55 |
8 |
12 |
8 |
28 |
0,9789 |
64 |
7 |
20 |
7 |
36 |
8 |
73 |
6 |
28 |
6 |
45 |
7 |
, 82 |
5 |
36 |
5 |
54 |
6 |
91 |
4 |
44 |
4 |
62 |
5 |
17,01 |
3 |
52 |
3 |
71 |
4 |
10 |
2 |
60 |
2 |
80 |
3 |
19 |
Продовження таблиці 3.2 |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
68 |
1 |
89 |
2 |
28 |
0 |
76 |
0 |
97 |
1 |
< 38 |
0,9879 |
85 |
0,9829 |
13,06 |
0 |
47 |
8 |
% |
8 |
15 |
0,9779 |
56 |
7 |
9,01 |
7 |
24 |
8 |
66 |
6 |
10 |
6 |
32 |
7 |
75 |
5 |
18 |
5 |
41 |
6 |
85 |
4 |
26 |
4 |
50 |
5 |
94 |
3 |
34 |
3 |
59 |
4 |
18,03 |
2 |
44 |
2 |
67 |
3 |
13 |
1 |
51 |
1 |
76 |
2 |
22 |
0 |
59 |
0 |
85 |
1 |
32 |
0,9869 |
69 |
0,9819 |
94 |
0 |
41 |
8 |
76 |
8 |
14,03 |
0,9769 |
18,50 |
7 |
84 |
7 |
12 |
8 |
60 |
6 |
92 |
6 |
21 |
7 |
69 |
5 |
10,01 |
5 |
30 |
6 |
79 |
4 |
09 |
4 |
39 |
5 |
88 |
3 |
И |
3 |
48 |
4 |
98 |
2 |
26 |
2 |
56 |
3 |
19,08 |
1 |
34 |
1 |
65 |
2 |
17 |
0 |
42 |
0 |
74 |
1 |
26 |
0,9859 |
51 |
0,9809 |
14,83 |
0 |
36 |
8 |
59 |
8 |
92 |
0,9759 |
46 |
7 |
67 |
7 |
15,01 |
8 |
55 |
6 |
76 |
6 |
10 |
7 |
65 |
5 |
84 |
5 |
19 |
6 |
74 |
4 |
92 |
4 |
28 |
5 |
84 |
3 |
11,00 |
3 |
37 |
4 |
93 |
2 |
09 |
2 |
46 |
3 |
20,02 |
1 |
17 |
1 |
55 |
2 |
12 |
0 |
26 |
0 |
64 |
1 |
21 |
0,9849 |
11,34 |
0,9799 |
73 |
0 |
31 |
8 |
43 |
8 |
82 |
0,9749 |
40 |
7 |
51 |
7 |
91 |
8 |
50 |
6 |
60 |
6 |
16,00 |
7 |
59 |
5 |
68 |
5 |
09 |
6 |
68 |
Продовження таблиці 3.2 |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
4 |
77 |
4 |
18 |
5 |
78 |
3 |
85 |
3 |
27 |
4 |
87 |
2 |
94 |
2 |
36 |
3 |
97 |
1 |
12,02 |
1 |
45 |
2 |
21,06 |
0 |
11 |
|
|
1 |
15 |
0 |
24 |
5 |
61 |
0 |
97 |
0,9739 |
21,33 |
4 |
70 |
0,9709 |
24,06 |
8 |
42 |
3 |
80 |
8 |
15 |
7 |
52 |
2 |
89 |
7 |
24 |
6 |
61 |
1 |
98 |
6 |
33 |
5 |
70 |
0 |
23,07 |
5 |
42 |
4 |
79 |
0,9719 |
16 |
4 |
51 |
3 |
88 |
8 |
25 |
3 |
60 |
2 |
98 |
7 |
34 |
2 |
69 |
1 |
22,07 |
6 |
43 |
1 |
77 |
0 |
16 |
5 |
52 |
0 |
86 |
0,9729 |
25 |
4 |
61 |
0,9699 |
24,95
|
8 |
34 |
3 |
70 |
8 |
25,04 |
7 |
43 |
2 |
79 |
|
|
6 |
52 |
1 |
88 |
|
|
Оформити результати дослідження Отримані результати дослідження заносять до таблиці, за зразком таблиці 3.3, й порівнюють між собою. Зробити висновок про якість та чистоту продукту.
Таблиця 3.3.