Измерительные методы

Рис. 5.2 Классификация измерительных методов

Особенностью классических методов (например, метод определения влажности высушиванием до постоянной массы) являются преоблада­ние разрушительных операций, в большинстве случаев дли­тельная подготовка образца к определению конечного резуль­тата, сравнительно невысокие чувствительность и точность из­мерений. Однако несмотря на это, многие классические методы применяются и в настоящее время, так как обладают высокой достоверностью при определении макропоказателей, для кото­рых не требуется высокая чувствительность и точность, мень­шими затратами средств, а порой и времени на испытания.

Современные методы отличаются от классической более высокой чувствительностью, меньшими затратами времени на проведение испытаний. Для этих методов характерно исполь­зование усовершенствованных средств измерения, зачастую с высокой точностью. Наряду с указанными достоинствами для этих методов, как правило, требуются хорошо оборудованные испытательные лаборатории и высококвалифицированный пер­сонал, что увеличивает затраты на испытания.

Наиболее распространенными современными методами яв­ляются хроматографический, спектральный, фотоколориметрический, потенциометрический, рефрактометрический, реоло­гический и микроскопирование.

Хроматографический метод — метод количественного и качественного определения веществ в пробах товаров, основанный на раз­делении сложной смеси веществ на компоненты с помощью сорб­ционных методов в динамических условиях. В основу метода положен принцип различной сорбируемости компонентов сме­си на выбранном сорбенте, т. е. на распределении веществ меж­ду двумя не смешивающимися фазами.

Перечень физико-химических показателей качества продовольственных и непродовольственных товаров, кото­рые можно определить с помощью хроматографического мето­да, достаточно широкий: содержание свободных и связанных аминокислот, органических кислот, углеводов, ароматических, красящих веществ, жирнокислотный состав липидов, пестици­дов, витаминов, содержание в воздухе выделяемого из мебельных товаров формальдегида и др.

Спектральный метод — метод, основанный на измерении спектров излучения или поглощения света веществ. Эмиссионная спектроскопия ис­следует излучательную способность вещества, абсорбцион­ная спектроскопия — поглотительную способность.

Спектральный анализ используется для определения раз­нообразных органических соединений, окрашенных и бесцвет­ных растворов, а также минеральных элементов с концентра­цией 10^-2—10^-6 моля. Точность метода высокая [±(0,1—0,5) отн. %)]. При применении спектральных методов используются сложные приборы — спектрофотометры (СФ-4, СФ-10 и др.).

С помощью абсорбционной спектроскопии можно опреде­лить степень окисленности жира в различных жиросодержа­щих продуктах (молоке, сливочном масле и т. п.), наличие пек­тиновых и красящих веществ, фенольные соединения (в вине, чае, кофе, плодах и овощах), кофеин, теобромин в чае и кофе, миоглобин в мясе, микроэлементы во всех товарах.

Фотоколориметрический метод — метод, осно­ванный на избирательном поглощении света анализируемым веществом. Этот метод близок к спектральному, но в отличие от него обеспечивает хорошую точность [±(1—2) отн. %)], и для про­ведения его не требуется сложная аппаратура. Широко приме­няется для определения концентрации открашенных растворов. Для создания окраски проводится цветная реакция с определяемым веществом специально подобранного реагента. Интенсивность окраски тем сильнее, чем больше концентрация определяемого вещества.

Потенциометрический метод — метод, основанный на определении потенциала между электродом, насыщенным во­дородом, и жидкостью, содержащей водородные ионы. Исполь­зуется для измерения рН при определении активной кислотно­сти соков, вина, других напитков, плодов,

овощей и др.

Рефрактометрический метод — метод, основанный на измерении показателя преломления света при прохождении его через жидкий образец, который наносится на нижнюю призму рефрактометра.

Метод широко используется как в испытательных лабора­ториях, так и в производственных цехах для определения кон­центрации сухих веществ, сахаров, жира в пищевых продуктах (соках, пюре, варенье, повидле, томатопродуктах, жирах и др.).

Реологические методы — методы, основанные на измере­нии деформации различных веществ и материалов. Предназна­чены для определения структурно-механических свойств това­ров (вязкость, упругость, эластичность и прочность), многие из которых характеризуют консистенцию. С их помощью опреде­ляют вязкость мясного фарша, пластичность теста, твердость плодов и овощей, консистенцию маргарина.

Результаты исследования структурно-механических свойств обычно выражают графически в виде кривых кинетики дефор­мации. Для измерения используют вискозиметры различных марок, динамометрические весы, пластомеры и др.

Микроскопирование — метод, основанный на использова­нии микроскопа в качестве измерительного прибора. Применя­ются обычные биологические и электронные микроскопы, раз­личающиеся кратностью увеличения.

Метод предназначен для определения строения тканей, клеток и их органелл, а также видового и количественного составе микроорганизмов. Наиболее широко микроскопирование применяется при определении вида крахмальных зерен, наличия в про­дуктах примесей и микроорганизмов, микроструктуры различ­ных продовольственных и непродовольственных товаров. При мик­робиологических исследованиях микроскопирование сочетается с регистрационным методом (подсчет количества микроорганизмов).

В зависимости от времени, затрачиваемого на определение значений показателей качества, все измерительные методы делят на экспресс-методы и долгосрочные.

Многие из указанных классических и современных изме­рительных методов относятся к долгосрочным.

Экспресс-методы — методы, предназначенные для быст­рого определения показателей качества товаров. Достоинством этих методов являются быстрота определе­ния, использование несложных измерительных приборов и про­стейших приспособлений. Однако иногда быстрота отрицатель­но сказывается на точности результатов измерений.

Экспресс-методы применяют в тех случаях, когда необхо­димо быстро произвести экспертизу. Следует отметить, что боль­шинство классических методов относятся к долгосрочным из-за продолжительной подготовки навески путем извлечения оп­ределяемых веществ в растворы, освобождения их из смеси и удаления посторонних веществ, мешающих определению. За­частую подготовительный этап по продолжительности во много раз превосходит основной этап — измерение количественных характеристик показателя. Особенно это характерно для хими­ческих и биохимических методов.

Поэтому многие экспресс-методы основываются на хими­ческих, физических, физико-химических методах или микроскопировании, если при их использовании возможно непосред­ственно измерить показатели без длительной подготовки на­вески, например, определение титруемой или активной кислот­ности в напитках, содержания соли в рассоле или относитель­ной плотности молока, определение сухих веществ и сахаров в растворах рефрактометрическим методом.

Определение качества пищевых продуктов люминесцентным методом

Люминесцентный анализ качества некоторых пищевых про­дуктов основан на свойстве веществ люминесцировать под дей­ствием ультрафиолетового излучения. Цвет люминесценции мо­жет быть установлен визуально.

Этот быстрый метод используется для диагностики порчи пло­дов и овощей, определения сорта муки и доброкачественности мяса, качества молочных продуктов и пищевых жиров, безвред­ности некоторых продуктов питания (табл. 5.1).

Необходим аппарат для люминесцентной диагностики (на­пример, люминоскоп ЛПК-1) и кюветы из нелюминесцирующего материала.

Таблица 5.1

Определение качества образца по цвету люминесценции

№	Продукт	Качество, дефекты	Цвет люминесценции
	Семена	Жизнеспособные	Желтый
	Мука: - высший сорт - I сорт - II сорт	Доброкачественн ая Доброкачественная Доброкачественная	Синий, слаб, интенсивности Синий, среди, интенсивности Синий, сильн. интенсивности
	Чем ниже сорт муки, тем более яркой флуоресценцией она обладает
	Крупа: ячневая - гороховая - соевая	Доброкачественная Доброкачественная Доброкачественн ая	Матово-белый Розовый Сине-зеленый
	Картофель	Доброкачественный Пораж. фитофторой Подмороженный Поражен кольцевой гнилью Имеет вирусные заболевания	Желтый Интенсивно-голубой Беловатый Зеленоватый Разноцветный
	Лук	Доброкачественный Поражен серой гнилью	Бледный Желтоватый
	Лимон, апельсин	Доброкачественный	Желтый с голубым
	Мандарин	Доброкачественный Поражен голубой плесенью	Темно-оранжевый с фиолетовым оттенком Темно-синий в виде пятен в местах поражения
	Молоко коровье	Доброкачественное Сомнительной. свежести С добавлен. соды или воды Наличие бакт. группы кишечной палочки	Ярко-желтый Бледно-желтый Интенсивн. бледно-желтый Ярко-желтые палочки на желтом фоне
	Сыр	Доброкачественный - созревший - несозревший	Серо-синий до фиолетового Желтый
	Масло коровье	Доброкачественное	От бледно- до ярко-желт.
	Маргарин: - сливочный - столовый - любительский - российский - экстра - особый	Доброкачественный	Беловато-розовый Беловато-розовый Беловато-розовый Беловато-розовый Матово-белый Матово-белый
	Яйца со скорлупой - белой - темной	Доброкачественные Несвежие Доброкачественные Несвежие	Интенсивн. красно-коричневый Г олубовато-фиолетовый Интенсивно красный Голубой
Продолжение табл.5.1
	Мышечная ткань: - говядины - баранины - свинины - любого мяса	Д оброкачествен н ое Д оброкачествен н ое Д оброкачествен н ое Сомнительной свежести Несвежее	Бархат., темно-красное Темно-коричневое Розовое со св.- коричневым На фоне появляются серовато-зеленые точки Темно-красный цвет с зеленоватым налетом
		Присутствие личинок гельминтов	Ярко-розовые точки
	Соединительная ткань мяса	Свежая	Яркий, интенсивно-голубой
	Жировая ткань	Свежая	Светло-желтый

Проведение анализа. Испытуемый объект в кювете из нелю­минесцирующего материала помещают в смотровую камеру прибора и наблюдают люминесценцию. Визуально отмечают цвет, его интенсивность.