И.М. Василинец, В.С. Колодязная
Методы исследования свойств и продуктов питания
Санкт-Петербург 2001
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий
И.М. Василинец, В.С. Колодязная
Методы исследования свойств сырья и продуктов питания
Учебное пособие
Санкт-Петербург 2001
ББК 36-1 + в7
УДК 612.39:075.8
Л 33
В 19
Василинец И.М., Колодязная В.С.
Методы исследования свойств сырья и продуктов питания: Учеб. пособие. СПб.: СПбГУНиПТ, 2001. 159 с.
ISBN 5
Рассмотрены статистический анализ и математическая статистика измерений, параметры точности ряда измерений, анализ результатов экспе-риментов, нахождение оптимальных параметров с применением методов планирования экспериментов ЭВМ.
Рассмотрены способы отбора проб сырья, полуфабрикатов и пищевых продуктов для проведения исследований, приемы подготовки проб к анализу, а
также методы анализа пищевых продуктов: измерение кислотности и окислительно-восстановительного потенциала; измерения с использованием рефрактометрии, поляриметрии, колориметрии, хроматографии, электрофоре-за, спектроскопии, молекулярного спектрального анализа, масс-спектрометрии.
Предназначено для студентов, обучающихся по специальностям 270300 – Технология хлеба, макаронных и кондитерских изделий», 270500 «Технология пива, безалкогольных изделий и виноделия», а также 270800 «Технология консервов и пищеконцентратов».
Рецензенты
Всероссийский научно-исследовательский институт пищевых ароматизаторов, кислот и красителей (директор, доктор техн. наук, проф. Т.Н. Никифорова)
Директор Госниихлебпром канд. техн. наук доц. Л.И. Кузнецова
Одобрено к изданию советом факультета пищевых технологий
ISBN 5-
Санкт-Петербургский государственный
университет низкотемпературных
и пищевых технологий, 2001
ВвЕдение
Производство качественных пищевых продуктов невозможно без проведения контроля качества сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.
При этом необходимо учитывать, что качество продукции закладывается при заготовке сырья для производства продукции, при разработке тех-нологии ее производства, при изготовлении, расфасовке, транспортировании и хранении готовой продукции. Для этого необходимо обеспечить возможность измерения соответствующих параметров с установленной точностью и использования полученной информации для управления технологическими процессами.
За каждым измеренным значением стоят материальные и временные затраты, социальные и организационные трудности, которые резко возрастают с ростом требования к точности результатов измерений.
Материальные затраты на измерения складываются из стоимости средств измерений, эксплуатационных затрат на хранение, поверку, обслу-живание и ремонт измерительной техники. Затраты времени на измерения имеют особое значение в пищевых отраслях промышленности, где большую часть информации получают аналитическими методами измерения, которые зачастую бывают громоздкими и трудоемкими. Социальные трудности обусловлены проблемой обслуживания средств измерений высококвалифицированным персоналом. При этом необходимо обеспечить соблюдение требований техники безопасности, промышленной санитарии, экологии. Организационные проблемы связаны с дефицитом намечаемых к использованию средств измерений, средств их ремонта и поверки.
Таким образом, измерения следует проводить только тогда, когда в этом есть экономическая целесообразность или социальная необходимость либо тогда, когда о качестве продукции или правильности хода технологических процессов недостаточно судить только при помощи органов чувств.
Правильно организованная технология производства продукции должна обеспечивать выпуск продукции с определенным уровнем качества, т. е. с заданной вероятностью годности. Это значит, что допустимый уровень брака должен быть увязан с себестоимостью продукции.
Каждый технологический параметр имеет погрешность, вызываемую отклонением фактического его значения от номинального из-за нестабильности технологического процесса, и погрешность измерения, зависящую от качества организации измерения.
На основании получаемой путем измерений информации необходимо принимать такие меры, которые бы положительно влияли на ход технологических процессов и улучшали качество выпускаемой продукции. Точные измерения позволяют снизить производственные погрешности, уменьшить долю брака и расхода средств на дополнительную доработку изделий.
Технологии производства пищевой продукции, как правило, многостадийные и включают разнообразные воздействия на сырье и полуфабрикаты: механические (смешение, осаждение, эмульгирование, фильтрация, распыление и т. д.); тепловые (нагрев, дистиллирование, кристаллизация, сушка и т. д.); химические (химические взаимодействия, сорбция, экстрагирование, нейтрализация и т. д.); биохимические (ферментация, брожение, сквашивание и т. д.). В связи с этим используются многие виды измерений, среди которых основными являются физико-химические, теплотехнические и механические. При этом номенклатура контролируемых параметров многообразна.
Пищевые процессы направлены на производство разнообразной по видам продукции, причем для каждого из них используются различные и часто сменяемые виды сырья, нередко обладающие существенно различающимися и нестабильными свойствами.
Пищевое сырье и готовая продукция имеют высокую материальную ценность и социальную значимость. Кроме того, многие технологии пищевых производств оказывают экологическое воздействие на окружающую среду и нередко небезопасны в санитарном и пожарном отношении. В таких условиях измерения выполняют не только технологические функции, но и служат для материального учета и решения социальных задач.
Объекты измерения (сырье, полуфабрикаты и готовая продукция), как правило, многокомпонентные, с нестабильными во времени измеряемыми свойствами.
Физические и физико-химические свойства пищевых объектов, на основании которых могут создаваться методы измерений, выполняемых с помощью приборов, сравнительно мало изучены. Широко используемые хи-мические (аналитические) методики выполнения измерений отличаются большой трудоемкостью и наличием значимых источников погрешностей и не могут служить основой для создания современных аналитических приборов.
Многие показатели вообще не имеют количественных нормативов и оцениваются органолептическими и экспертными методами. В связи с этим во многих случаях выполнять технологические процессы и давать оценку качества готовой продукции приходится не по прямым показателям, а по косвенным или вспомогательным, что снижает эффективность использования полученной путем измерения информации.
Аналитические измерения чаще всего производят с отбором проб анализируемых материалов и их многостадийной подготовкой к анализу. В таких условиях в погрешности результата измерения обычно преобладает методическая составляющая погрешности над инструментальной.