Аналіз та оцінка якості деяких молокосодержащіх
продуктів
Боєва Світлана Євгенівна
Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата хімічних наук
Краснодар 2007
Робота
виконана на кафедрі аналітичної хімії ГОУ ВПО
Актуальність
проблеми. Ароматобразующіе речовини формують характерний запах - один з
вірних ознак свіжості та якості харчових продуктів. Рішення важливою
державної проблеми - створення нових функціональних харчових продуктів,
що забезпечують здорове харчування в екологічному та медико-біологічному
аспектах. Завдання частково можна вирішити за рахунок утилізації сирної сироватки,
яка відноситься до побічних продуктів виробництва сиру, утворюється в
результаті коагуляції молока мікрофлорою. Разом з тим широке застосування
сироватки утруднене її специфічним запахом. Відомості про ароматобразующіх
речовинах, що обумовлюють специфічний запах сироватковий відсутні. У цій
зв'язку актуальне завдання полягає в ідентифікації та визначенні ароматобразующіх
компонентів сироватки, а також речовин, що утворюють з ними композиції з
поліпшеними органолептичними властивостями, або маскують неприємний
сироватковий запах. Рішення завдання дозволить отримати нові молокосодержащіе
продукти і виключити забруднення навколишнього середовища. Для прикладу: злив молочної
сироватки сироробного заводу середньої потужності (25 т/добу) адекватний по збитку
каналізаційних стоків міста з населенням 40 тис. чоловік.
Інформацію
про якісний і кількісний склад запаху (парогазова суміш складного
складу) харчових продуктів з метою контролю їх автентичності, якості та
безпеки отримують із застосуванням хімічних, хроматографічних,
хромато-мас-спектрометричних методів. Незважаючи на відомі досягнення
фізико-хімічних методів аналізу, альтернативою залишаються органолептичні
визначення, що грунтуються на суб'єктивних сприйняттях людини. Розробка
експресних і легковиполнімих способів і засобів оцінки якості і справжності
харчових продуктів - актуальна аналітична задача. У зв'язку з цим в останні
десятиліття в аналізі харчових продуктів зростаюче застосування знаходять
сенсорні системи. Такі визначення характеризуються низькими межами
виявлення, відтворюваність і надійністю результатів, експресному
отримання аналітичного сигналу.
Відзначимо
також проблему заміни сахарози нешкідливими і безпечними для людини
підсолоджувачами натурального походження, до яких відноситься стевія,
містить дітерпеновие глікозиди, а також флавоноїди, водорозчинні
ксантофілл і хлорофіли, вільні цукру, амінокислоти, оксікорічние кислоти,
вітаміни, мікроелементи, ефірні олії.
Застосування
ультрафільтрату сирної сироватки в якості екстрагентів дітерпенових глікозидів
та інших харчових компонентів стевії дозволяє отримати екстракт, що містить
цінні речовини стевії та сироватки. Дітерпеновие глікозиди здатні
модифіковані та посилювати запах харчових продуктів.
Мета
роботи полягає в розробці аналітичної схеми експрес-оцінки якості
деяких молокосодержащіх продуктів із застосуванням мультисенсорний системи на
основі модифікованих пьезокварцевих резонаторів.
Для
досягнення поставленої мети вирішувалися наступні завдання:
--
оптимізація умов сенсорометріческого аналізу (метод пьезо-кварцового
мікровзвешіванія) парів рівноважних газових фаз легколетучих ароматобразующіх
речовин сироватки;
--
розробка мультисенсорний системи та програмного забезпечення для тестування
багатокомпонентної суміші ароматобразующіх речовин і обробки інтегрального
аналітичного сигналу датчиків;
--
ідентифікація і визначення індивідуальних ароматобразующіх речовин сироватки;
--
вивчення впливу різних факторів на екстрагування дітерпенових глікозидів
та інших харчових компонентів з листя стевії;
--
визначення дітерпенових глікозидів, амінокислот, флавоноїдів, вільних
цукрів, вітамінів - В1, В2, Е, макроелементів - Са, Р в екстракті;
--
розробка методик експрес-оцінки про
РДА
нолептіческіх характеристик,
динаміки зміни якості, встановлення строків зберігання та прогнозування
показників якості сироватки, ультрафільтрату та екстракту;
--
розробка аналітичної схеми експрес-оцінки якості деяких
молокосодержащіх продуктів.
Наукова
новизна: Розроблена аналітична схема експрес-оцінки якості деяких
молокосодержащіх продуктів із застосуванням мультисенсорний системи. Запропоновано
алгоритм і розроблено програмне забезпечення «Аналіз потоку даних» для
автоматичної обробки інтегрального вихідного сигналу датчиків.
Практична
значущість: Розроблені методики експрес-оцінки якості із застосуванням
мультисенсорний системи на основі модифікованих пьезокварцевих резонаторів
апробовані при контролі технологічного процесу виробництва
молокосодержащіх продуктів, розробки нових рецептур.
Встановлено
якісний склад і зміст основних ароматобразующіх речовин сирною
сироватки.
Основні
положення, що подаються до захисту:
--
результати досліджень з аналізу та оцінки якості деяких молокосодержащіх
продуктів із застосуванням хроматографічних (ГХ, ВЕРХ) і сенсорометріческого
методів;
--
аналітична схема експрес-оцінки якості деяких молокосодержащіх
продуктів (сирна сироватка, ультрафільтрату, екстракт стевії) із застосуванням
системи модифікованих пьезосенсоров, спеціально розробленого програмного
забезпечення та штучних нейронних мереж;
--
математична модель процесу екстрагування харчових компонентів з листя
стевії.
Структура
і обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступу, п'яти глав,
висновків, списку цитованої літератури (180 джерел, з них 70 на іноземних
мовах) і додатки (матеріали Роспатенту, лістинг програми «Аналіз потоку
даних », акт апрбаціі). Робота викладена на 163 сторінках машинописного тексту,
містить 4 схеми, 40 малюнків, 32 таблиці.
Публікації.
Основні положення дисертаційної роботи викладені у винаході, 10 статтях,
тезах 21 доповіді, зроблених на Російських, Міжнародних і Регіональних
конференціях.
Апробація
роботи. Основні результати роботи були докладені на III Регіональної конференції
«Проблеми теоретичної та експериментальної хімії» (Перм, 2004), 42 - 44
з'їздах Польського хімічного товариства (Вроцлав, 2004; Познань, 2005; Гданськ,
2006), Всеросійській конференції «Високоефективні технології, методи і
засоби для їх реалізації »(Москва, 2004), Міжнародної конференції
«Аналітичні методи вимірювань і прилади в харчовій промисловості» (Москва,
2005), II Міжнародному симпозіумі «Поділ і концентрування в
аналітичної хімії і радіохімії »(Краснодар, 2005), III Міжнародній
конференції «Екстракція органічних сполук» (Воронеж, 2005), Всеросійській
конференції «Харчова промисловість: інтеграція науки, освіти і
виробництва »(Краснодар, 2005), XV - XVII Російських конференціях« Проблеми
теоретичної та експериментальної хімії »(Єкатеринбург, 2005 - 2007), 71 - 73
конференціях молодих вчених «Наукові досягнення молоді - вирішенню проблем
харчування людства в XXI столітті »(Київ, Україна, 2005 - 2007), International
Congress on Analitical Sciences ICAS-2006 (Moscow, 2006), Міжнародної
конференції «Харчові технології» (Казань, 2006, 2007), 43 - 45 звітних наукових
конференціях ВГТА (Воронеж, 2005 - 2007).
ОСНОВНИЙ
ЗМІСТ РОБОТИ
Під
введенні обгрунтована актуальність теми, визначено мету і завдання дослідження,
сформульовані наукова новизна і практичне значення роботи.
Глава
1 містить огляд сучасних методів визначення ароматобразующіх речовин,
застосування сенсорів і мультисенсорних систем в аналізі харчових продуктів, а
також методів вилучення та визначення дітерпенових глікозидів стевії.
В
чолі 2 наведено методику експерименту. Об'єкти дослідження --
ароматобразующіе речовини сирної сироватки; дітерпеновие глікозиди та інші
компоненти (флавоноїди, вільні цукру, амінокислоти, вітаміни - В1, В2, Е,
макро-елементи - Са, Р) стевії.
Ароматобразующіе
речовини ідентифікували газохроматографічних. Пробопідготовка при
визначення якісного і кількісного складу суміші жирних кислот
полягала в отриманні летючих похідних (метилові ефіри). Умови
хроматографірованія: газовий хроматограф «Колір-500»; детектор
полум'яно-іонізаційний; капілярна колонка SCOT довжиною 60 м; нерухома фаза
SE - 30; температури детектора 250 0С, інжектора 200 0С, колонки від 60 до 150
0С (програмування); швидкість газу-носія (гелій) 30 см3/мін, водню 30
см3/мін, повітря 300 см3/мін; обсяг введеної проби 1 мкл. Хроматограм
обробляли із застосуванням програмного забезпечення «Колір-Аналітік».
Для
оптимізації умов мікровзвешіванія парів рівноважних газових фаз легколетучих
ароматобразующіх речовин сироватки сенсорометріческій аналіз проводили в
статичному режимі з інжекторним введенням проби на мультисенсорний
експериментальної установки. В якості модифікаторів електродів пьезокварцевих
резонаторів АТ-зрізу з власною частотою коливань 8 - 10 МГц застосовували
стандартні нерухомі газохроматографічних фази різної полярності
[поліетилен-гліколь-2000 (ПЕГ-2000) і його ефіри - адипінат (ПЕГА), сукцінат
(ПЕГС), себацінат (ПЕГСб), фталат (ПЕГФ); тетрабензоатпентаерітріта (ТБПЕ);
tween-40; Тритон Х-100 (ТХ-100); полівінілпіролідон (ПВП); біс (2-ціанетіловий)
ефір; полістирол (ПС); сквалан; апіезон-L], а також специфічні сорбенти
[діціклогексан-18-краун-6;
