Методы оценки качества продуктов растительного и животного происхождения

В зависимости от применяемых средств измерений методы подразделяются на измерительные, регистрационные, расчетные, социологические, экспертные и органолептические.

Измерительные методы широко применяются для установления химического состава, доброкачественности, физических и других свойств пищевых продуктов. В зависимости от способов получения результатов эти методы подразделяют на физические, физико-химические, химические, биохимические, микробиологические, физиологические, товароведно-технические. При исследовании качества пищевых продуктов редко используют все методы анализа; чаще ограничиваются теми, которые соответствуют целям исследования.

Осуществляют их с помощью приборов и химических реактивов, поэтому полученные результаты выражают конкретными величинами, отличающимися большой точностью. Однако о качестве пищевых продуктов нельзя судить только по результатам лабораторных исследований, объективная оценка будет получена только тогда, когда они будут дополнены органолептическим анализом.

Недостатком измерительных методов является то, что для их выполнения необходимы значительное время, специальная аппаратура и рабочее место.

Физические и физико-химические методы. С помощью этих методов определяют относительную плотность продукта, температуру плавления и застывания, оптические показатели, структурно-механические свойства и др.

Относительную плотность определяют ареометром, пикнометром, гидростатическими весами, измерением гидростатического давления.

Определение температурных констант проводят при исследовании качества жиров, установлении их природы, чистоты, отсутствия примесей.

Оптические показатели пищевых продуктов определяют с помощью поляриметрии, рефрактометрии, фотометрии, спектроскопии, хроматографии и др.

Поляриметрия основана на способности некоторых оптически активных веществ вращать плотность поляризованного луча, проходящего через их растворы. Поляриметрию обычно используют для установления вида сахара и определения его концентрации в растворе.

С помощью рефрактометрии определяют содержание в продукте жира, влаги, спирта, сахара и других веществ. Этот метод основан на измерении показателя преломления света при прохождении его через жидкий продукт. Рефрактометрия широко используется при исследовании качества таких пищевых продуктов, как жиры, соки, варенье, томатные продукты и др.

Фотометрические методы основаны на взаимодействии лучистой энергии с анализируемым веществом. Они позволяют определять компоненты химического состава пищевых продуктов и судить об их свежести, доброкачественности. К этим методам относятся фотоколориметрия, спектрофотометрия, люминесцентный анализ и др.
Фотоколориметрический и спектрофотометрический методы основаны на избирательном поглощении света анализируемым веществом. Фотоколориметрический метод требует сравнительно несложной аппаратуры, обеспечивает хорошую точность и широко применяется для определения концентрации окрашенных растворов.
Фотоэлектроколориметрические методы определения концентрации вещества основаны на сравнении поглощения или пропускания света стандартным и исследуемым окрашенным раствором, причем степень поглощения регистрируется специальным оптическим прибором – колориметром с фотоэлементами (фотоколориметром).
В спектрофотометрических методах применяют более сложные приборы – спектрофотометры, характеризующиеся высокой точностью. Они основаны на тех же законах светопоглощения, что и фотоколориметрические методы, однако отличие состоит в том, что в спектрометрии используется поглощение света определенной длины волны.

Из-за особенностей аппаратуры спектрофотометрические методы имеют ряд преимуществ по сравнению с фотоколориметрическими. Они применимы для анализа как одного вещества, так и систем, содержащих несколько компонентов. Кроме того, они позволяют работать как с окрашенными растворами, поглощающими свет в видимой части спектра, так и с бесцветными, которые поглощают свет в ультрафиолетовой или ближней инфракрасной области спектра и др.

Фотоколориметрическим и спектрофотометрическим методами можно установить содержание антоцианов в виноградных винах, кофеина в чае и кофе, теобромина в какао, красящих веществ в плодах и овощах и др.

Люминесцентный анализ позволяет установить природу и состав исследуемого продукта. Его используют для определения содержания белков и жиров в молоке, некоторых витаминов в пищевых продуктах, выяснения характера заболеваний плодов и овощей; исследования свежести мяса и рыбы и др. Этот метод основан на способности многих веществ после освещения их ультрафиолетовыми лучами испускать в темноте видимый свет различных оттенков.

Белки, жиры и углеводы дают люминесцентное свечение определенных оттенков, которое меняется при изменении их состава. Так, свежая рыба при облучении дает голубой свет; если же она начала портиться, то цвет становится фиолетовым. Здоровый картофель на разрезе имеет темную люминесценцию, при поражении клубней фитофторой она становится голубоватой, при подмораживании – беловатой, при поражении кольцевой гнилью – зеленоватой. Люминесцентным методом можно обнаружить примесь маргарина в животных жирах, примесь плодово-ягодных вин в виноградных и др.

Спектроскопия используется в товароведных исследованиях для количественного и качественного анализов пищевых продуктов. С помощью этого метода можно определять состав и количество макро- и микроэлементов, содержание в пище витаминов А, К, В₁, В₂, В₆, никотиновой кислоты, токоферолов, каротина и др. Спектральный метод анализа основан на изучении спектров паров исследуемых веществ.

Хроматография – один из эффективных методов разделения и анализа сложных смесей веществ. Был открыт русским ученым М.С.Цветом в 1903 г. В настоящее время он используется в различных областях химии и биологии.

С помощью хроматографии изучают химический состав пищевых продуктов, его динамику при хранении, природу и содержание ароматических и красящих веществ, аминокислотный состав и др. Этот метод отличается высокой чувствительностью.

Хроматография – динамическое разделение смеси веществ с помощью сорбционных методов. Способ хроматографии охватывает множество методов разделения, но общим для всех них является то, что они основаны на распределении отдельных соединений между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых неподвижна и омывается другой – подвижной. В роли подвижной фазы может выступать жидкость или газ, а в качестве неподвижной – твердые тела или жидкость.

Существует несколько классификаций хроматографических методов.
В зависимости от механизма разделения веществ различают следующие виды хроматографии: адсорбционная – основана на различной способности отдельных веществ адсорбироваться на тех или иных сорбентах; распределительная – основана на различной растворимости отдельных компонентов смеси в двух несмешивающихся жидкостях; ионообменная – основана на различной способности разделяемых веществ к ионному обмену с тем или иным ионитом; диффузионная - основана на разделении веществ по скорости диффузии внутри сорбента.

В зависимости от выбранного типа подвижной и неподвижной фаз различают хроматографию газовую, в которой подвижной фазой является газ, и жидкостную – подвижная фаза жидкость.

По технике выполнения и по видам вспомогательных средств различают хроматографию бумажную, колоночную, тонкослойную, газовую и др.
Потенциометрический метод основан на определении потенциала между электродом, насыщенным водородом, и жидкостью, имеющей водородные ионы. Этот метод широко используется для измерения рН, а по величине рН можно судить о свежести мяса и некоторых других продуктов.

Кондуктометрический метод основан на измерении электропроводности материалов. С помощью этого метода определяют титруемую кислотность темноокрашенных продуктов (виноградных вин, плодово-ягодных соков), так как в момент нейтрализации электропроводность растворов резко снижается или полностью отсутствует. Кондуктометрический метод измерения влажности сыпучих продуктов основан на зависимости между влажностью продукта и его электрическим сопротивлением. Определение влажности кондуктометрическим методом проводится специальными приборами – электровлагомерами и сводится к измерению сопротивления сыпучего материала. Этот метод измерения влажности применяется для таких пищевых продуктов, как зерно, мука, сахар-песок, кофе и др.

Реологические методы применяют в товароведных исследованиях для изучения структурно-механических свойств пищевых продуктов. С их помощью определяют упруго-вязкие характеристики теста, вязкость мясного фарша, прочность крахмального клейстера, консистенцию маргарина.

Микроскопирование широко используют при изучении структуры тканей пищевых продуктов, для установления вида крахмала, наличия в продукте примесей и микроорганизмов.

Химические и биохимические методы. Этими методами устанавливают химический состав пищевых продуктов, определяют показатели, характеризующие качество сырья. С их помощью можно судить об изменениях, происходящих в продуктах при транспортировании, хранении и реализации. Такие методы, как правило, основаны на химических реакциях исследуемого вещества с определенными реактивами с использованием приемов весового и объемного анализов.

Химическими методами определяют содержание в пищевых продуктах минеральных веществ, воды, сахаров, жиров, а также витаминов и других компонентов.
В товароведной практике эти методы широко используют для установления соответствия химического состава пищевых продуктов требованиям стандартов. Например, содержание влаги в пищевых продуктах может быть установлено высушиванием, электрометрическим и другими методами. Определение содержания сахаров основано на их способности окисляться в щелочной среде солями тяжелых металлов. Содержание минеральных веществ определяют сжиганием и прокаливанием органической части продукта в муфельных печах.

Наиболее распространенным методом определения поваренной соли в продукте является метод Мора, основанный на титровании иона хлора раствором азотнокислого серебра. Кислотность продуктов устанавливают титрованием раствором едкой щелочи в присутствии индикатора, а в окрашенных растворах с помощью рН-метра. Определение содержания витамина С основано на его способности окисляться 2, 6-дихлорфенолиндофенолом.
С помощью биохимических методов изучают интенсивность дыхания плодов и овощей, изменение сахаро- и газообразующей способности муки, ферментативную активность каталазы в молоке, процессы гидролиза и автолиза при созревании мяса и др. Так, интенсивность дыхания плодов и овощей определяют по количеству поглощенного кислорода и выделенного углекислого газа.

Микробиологические методы. Эти методы служат для установления степени обсемененности пищевых продуктов микроорганизмами. При этом определяют как общее их содержание, так и вид микробов, наличие в продуктах бактерий, вызывающих пищевые отравления и заболевания. Микробиологическими методами можно также определить содержание в пищевых продуктах витаминов, биологически активных веществ и др.

Физиологические методы. Такие методы исследования качества пищевых продуктов применяют для определения усвояемости пищи, реальной энергетической ценности. Эти методы анализа проводят главным, образом на подопытных животных и птицах.

Товароведно-технологические методы. Этими методами пользуются для установления степени пригодности продукта к промышленной переработке, а также для определения свойств продуктов, проявляющихся в процессе их употребления. Так, при изучении хлебопекарных свойств муки обязательно проводят пробную выпечку хлеба и определяют в нем объемный выход, цвет и характер корки, пористость, цвет, эластичность, липкость мякиша и другие показатели.

Регистрационные методы - это методы определения показателей качества продукции, осуществляемые на основе наблюдения и подсчета числа определенных событий, предметов и затрат. Эти методы основываются на информации, получаемой путем регистрации и подсчета определенных событий, например, подсчета числа дефектных изделий в партии и т.д.

Расчетные методы - отражают использование теоретических и эмпирических зависимостей показателей качества продукции от ее параметров. Эти методы применяют в основном при проектировании продукции, когда последняя еще не может быть объектом экспериментального исследования. Этим же методом могут быть установлены зависимости между отдельными показателями качества продукции.

Социологические методы - основаны на сборе и анализе мнений фактических и возможных потребителей продукции; осуществляется устным способом, с помощью опроса или распространения анкет-вопросников, путем проведения конференций, совещаний, выставок, дегустаций и т.п. Этот метод применяют для определения коэффициентов весомости.

Экспертные методы - это методы, осуществляемые на основе решения, принимаемого экспертами. Такие методы широко используют для оценки уровня качества (в баллах) при установлении номенклатуры показателей, учитываемых на различных стадиях управления, при определении обобщенных показателей на основе совокупности единичных и комплексных показателей качества, а также при аттестации качества продукции. Экспертные методы оценки качества продукции применяются при невозможности или нецелесообразности по конкретным условиям оценки использовать расчетные или измерительные методы. Их используют самостоятельно или в сочетании с другими методами при оценке нормативно-технической документации на продукцию и качество продукции, при выборе наилучших решений, реализуемых в управлении качеством продукции, а также для: классификации оцениваемой продукции и потребителей; определения номенклатуры и коэффициентов весомости показателей качества; выбора базовых образцов и определения значений базовых показателей; измерения и оценки показателей с помощью органов чувств; оценки единичных показателей, значения которых определены расчетным или измерительным методом; определения комплексных показателей качества и в других случаях.

Для оценки качества продукции с помощью экспертных методов создают экспертные комиссии (технические, дегустационные и др.). Экспертная комиссия состоит из двух групп: рабочей и экспертной. При формировании экспертной группы учитывают психофизиологические возможности эксперта и состояние его здоровья. Эксперт должен быть компетентным, деловитым и объективным.

Рабочая группа осуществляет подготовку и проведение экспертной оценки качества продукции и анализ ее результатов.

Оценка уровня качества продукции - это совокупность операций, включающая выбор номенклатуры показателей качества оцениваемой продукции, определение значений этих показателей и сопоставление их с базовыми. При проведении экспертной оценки качества продукции представляют в виде иерархической структуры.

Обобщенные показатели относят к самому высокому уровню, а групповые комплексные - к нижерасположенным. На нижнем уровне структурной схемы находятся единичные показатели. Число уровней иерархии определяется сложностью продукции, количеством показателей, целью и требуемой точностью.

Органолептические методы - методы, осуществляемые на основе анализа восприятий органов чувств. Значения показателей качества находятся путем анализа полученных ощущений на основе имеющегося опыта. Толкование термина «органолептический» происходит от греческого слова «organon» (орудие, инструмент, орган) плюс «lepticos» (склонный брать или принимать) и означает «выявленный с помощью органов чувств».

Органолептические свойства - это свойства объектов, оцениваемые органами чувств человека (вкус, запах, консистенция, окраска, внешний вид и т.п.). Органолептический анализ пищевых и вкусовых продуктов проводится посредством дегустаций, т.е. исследований, осуществляемых с помощью органов чувств специалиста - дегустатора без применения измерительных приборов.

Для оценки некоторых продуктов применяют специфические признаки, не показанные в приведенной классификации.

Контроль качества пищевых продуктов, как правило, основан на сочетании органолептических и инструментальных (или других несенсорных) методов. Например, микробиологические показатели наряду с органолептическими применяют для оценки свежести пищи.

В зависимости от поставленной задачи применяют различные методы, которые можно разделить на три группы:

-методы приемлемости и предпочтения (предпочтительности, желательности, удовлетворительности);

-методы различительные (сравнения, различения, дифференциации);

-методы описательные.

Методы приемлемости и предпочтения используют, когда необходимо знать мнение потребителей о качестве продуктов, поэтому к дегустациям обычно привлекают большое число потребителей.

Различительные методы применяют, когда требуется выяснить, существует ли разница между оцениваемыми образцами. Некоторые методы из этой группы позволяют также количественно оценить имеющуюся разницу. Различительные методы широко используют также при проверке сенсорных способностей дегустаторов.

С помощью описательных методов можно суммировать параметры, определяющие свойства продукта, рассматривать интенсивность этих свойств, а в некоторых случаях и порядок проведения отдельных составляющих свойств продукта, т.е. построить профили свойств (например, профили вкуса, запаха, консистенции продукта).

Методы потребительской оценки ставят своей целью проверку реакции потребителей в связи с изменением рецептуры и технологических режимов. Одновременно с новым продуктом необходимо оценивать существующий продукт, приготовленный традиционным способом. Поскольку потребители очень разные, рекомендуются соблюдать следующие условия:

- к оценке привлекать широкий круг потребителей предпочтительно того региона, где продукт будет реализовываться. При этом следует ориентироваться на мнение такой категории лиц, для которой продукт предназначен. Например, к оценке качества изделий детского назначения привлекать детей соответствующего возраста и их родителей;

- результаты потребительской оценки будут более достоверными, если к дегустациям продуктов одной товарной группы привлекать постоянный коллектив оценщиков, предварительно прошедших ознакомление с правилами проведения дегустаций и применяемыми методами.

Аналитические методы органолептического анализа основаны на количественной оценке показателей качества и позволяют установить корреляцию между отдельными признаками. К аналитическим относят методы парного сравнения, треугольный, дуо-трио, ранговый, балловый и др.

Дегустационная комиссия должна состоять из 5-9 человек, обладающих специальными знаниями, навыками и проверенной чувствительностью.

Среди аналитических методов можно выделить группы качественных и количественных различительных тестов.

Методы качественных различий позволяют ответить на вопрос, есть ли разница между оцениваемыми образцами по одному из показателей качества (вкусу, запаху, консистенции, внешнему виду) или общему впечатлению о качестве, но не отвечают на вопрос, какова разница между образцами. К этой группе относятся методы сравнения: парного, треугольного, два из трех (дуо-трио), два из пяти. Они основаны на сравнении двух подобных образцов со слабо выраженными различиями. Образцы могут быть представлены в виде пары (парный метод), в виде проб из трех образцов (два из которых идентичны) или в виде проб из пяти образцов (один образец повторяется в пробе два раза, другой - три раза). Пробы должны быть закодированы. Методы применяют в тех случаях, когда следует убедиться, имеются ли различия между двумя образцами продукта. Эти тесты применяют также при отборе дегустаторов.

К качественным различительным тестам относятся методы индекса разбавления и метод scoring. Эти методы позволяют количественно оценить интенсивность определенного свойства или уровень качества продукта в целом.

Метод индекса разбавлений предназначен для определения интенсивности запаха, вкуса, окраски продукта по величине предельного разбавления. Метод состоит в том, что жидкий продукт подвергают ряду возрастающих разбавлений до получения концентрации, при которой отдельные показатели не улавливаются органолептически.

Показатель (индекс) вкуса, запаха, окраски выражается числом разбавлений или процентным содержанием исходного вещества в растворе.

Метод scoring (с англ. отсчет очков) основан на использовании шкал графических и словесных. Дегустатору предлагают два образца продукта, для которого оцениваемая характеристика имеет минимальное и максимальное значение, и один образец, для которого интенсивность характеристики не известна. При сравнении третьего образца с двумя первыми оценивается относительное значение характеристики и отмечается на шкале перпендикулярным штрихом с учетом расстояния от обоих концов.

Метод scoring (баллов) позволяет количественно оценивать качественные признаки продуктов и открывает большие возможности для изучения корреляции между органолептическими свойствами продуктов и объективными параметрами, измеряемыми инструментальными методами.

Следует отметить, однако, что наиболее объективную информацию можно получить, только используя измерительные методы. По сравнению с органолептическим анализом они более длительные и сложные, но лишены субъективности эксперта.