Валідація методів досліджень сировини та продуктів харчування на нешкідливість

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема Валідація методів досліджень сировини та продуктів харчування на нешкідливість

План

1. Стисла характеристика харчових продуктів як складних багатокомпонентних систем

2. Методологічна основа контролю якості харчової продукції

3. Основні відомості про органолептичну оцінку

4. Характеристика фізико-хімічних методів оцінки якості

Літературні джерела

1. Стисла характеристика харчових продуктів як складних багатокомпонентних систем

З огляду на величезну розмаїтість сировини харчова промисловість випускає продукцію різноманітного асортименту з урахуванням галузевого характеру.

В окремі групи кожного виду галузевої продукції виділені: у м'ясній і молочній продукції - м'ясо, м'ясопродукти, м'ясні кулінарні вироби, жири, консерви, молоко, молочні продукти тощо; у рибній продукції - риба жива, риба-сирець, консерви і пресерви, маринади, риба і рибопродукти охолоджені, морожені, солені, в'ялені та копчені, рибна кулінарія, ікра тощо; у борошномельно-круп'яній продукції - борошно, хлібопекарські вироби, крупи, макаронні вироби тощо; у плодоовочевих продуктах - сухофрукти, мариновані овочі та фрукти, консерви, соки, екстракти тощо; у маслоробних і жирових продуктах - маргарин, маргаринові продукти, олія харчова, технічна, ефірна тощо.

Для кожної групи харчових продуктів характерна наявність визначальних видів сировини, що істотно впливає на формування технологічних процесів виробництва конкретних видів продукції, на їх споживчі та технологічні характеристики^

Сировина, яка використовується для приготування харчових продуктів, розрізняється за:

хімічним складом і сукупністю властивостей;

структурно-механічними властивостями (тверда, пружно-ніжна, в'язко пластична, рідиноподібна тощо);

галузями застосування;

характером та інтенсивністю впливу (мікробіологічний, біохімічний, фізичний, хімічний тощо) з переходом сировини до готової продукції.

Таким чином, харчові продукти досить різноманітні за хімічним складом своїх компонентів, фізичними властивостями, призначенням. Однак усі вони є, як правило, складними багатокомпонентними гетерогенними системами, найчастіше зі складною змішаною структурою (у чистому вигляді зустрічаються рідко). Харчові продукти мають комплекс різних властивостей. Сукупність цих властивостей, що визначає якість продукції, формується на різних етапах процесів харчових виробництв. Ці процеси - складні хімічні перетворення вихідної сировини на готову продукцію різного характеру.

У ході переробки вихідні сировинні компоненти -- гетерогенні дисперсні системи - зазнають низки змін. Між водою, хімічними сполуками і біологічною структурою харчових продуктів відбуваються фізико-хімічні (розчинення, набрякання, денатурація, виділення тепла, осмотичні явища, адсорбція, окислювання тощо), біологічні та механічні взаємодії й перетворення. Від них безпосередньо залежать властивості харчових продуктів, їх структура, консистенція, припустима тривалість зберігання.

Більшість продуктів характеризується наявністю досить міцних структурних зв'язків. У результаті механічних впливів ці зв'язки руйнуються з утворенням вторинної коагуляційної структури. Однак утворений вторинний продукт також зберігає свою гетерогенність і високу дисперсність, хоча й відрізняється від первинного. У ході теплових процесів продукт, як правило, переходить до якісно нового стану, змінюються його характеристики. Механізм формування властивостей продуктів наведений на рис. 1.



Рис. 1. Механізм формування властивостей харчової продукції

харчовий продукт якість органолептичний

Гетерогенність сировини й харчових продуктів обумовлює наявність поверхні розподілу між різними фазами (рідкими, твердими і газоподібними). Величина міжфазової поверхні, яка віднесена до одиниці маси або обсягу системи, залежить, у першу чергу, від дисперсності системи, тобто розміру часток дисперсної фази та їх концентрації в обсязі системи.

Визначальними характеристиками дисперсних продуктів є однорідність, ступінь дисперсності, концентрація, які за однакових властивостей дисперсної і дисперсійної фаз визначають усе різноманіття видів харчових продуктів, що існують, і, відповідно, методів контролю.

Харчові дисперсні системи залежно від своєї структури поділяються на три типи:

І - двофазні системи, які складаються з твердої дисперсної і газової фаз (усі види порошків: борошно, цукор, крохмаль тощо);

II- двофазні системи, що містять тверду фазу в рідкому дисперсійному середовищі (усі види суспензій і паст: тісто, фарші, сиропи, шоколад та інші маси);

III- трифазні системи, утворювані твердою, рідкою і газовими фазами (зефір, дріжджове, заварне тісто тощо).

Трифазні системи, як правило, утворюються із систем II типу за значного зменшення вмісту в них рідкої фази і з введенням газової фази або виділенням її в результаті хімічної реакції або підвищення температури тощо.

Структура харчових продуктів, їхні хімічні властивості впливають на вибір методів їхнього контролю, нормованих показників якості, на підготовку проб до аналізу.

2. Методологічна основа контролю якості харчової продукції

Безпечними для здоров'я споживача вважаються харчові продукти, які або зовсім не містять токсичних речовин, що представляють небезпеку для здоров'я людини, або містять їх у кількостях, припустимих санітарними нормами й гігієнічними вимогами. Безпеку сировини й готової продукції, у першу чергу, оцінюють по кількісному вмісті і якісному складу чужорідних, потенційно небезпечних речовин і з'єднань антропогенного або природного походження. Відповідно до міжнародної термінології їх називають контамінантами, ксенобіотиками або чужорідними хімічними речовинами (рис. 2).

Установлено, що із загальної кількості контамінантів, з якими доводиться зіштовхуватися сучасній людині, до 70% надходять в організм із їжею, інші -- з повітря й з водою. Таким чином, одними із основних джерел забруднення є, як це не парадоксально, повітря, вода, ґрунт. У воді, зокрема, може бути наявно до 240 речовин, багато з яких є ксенобіотиками (радіонукліди, нітрати, важкі метали, пестициди, штами вірусів і патогенних мікроорганізмів і т.п.).



Рис. 2. Основні типи контамінантів харчових продуктів

У складі повітряного середовища присутні більше 500 шкідливих речовин: з'єднання сірки, що володіють канцерогенною дією, окис і диоксид вуглецю, різноманітні викиди промислових підприємств, пари мінеральних кислот й органічних розчинників, спори мікроскопічних грибів, дріжджових клітин й ін.

Наявність у харчових продуктах навіть звичайних компонентів, але в незвичайних кількостях, може вплинути на рівень їхньої безпеки. По цих же причинах варто контролювати кількісний вміст нуклеїнових кислот, вітамінів, мікро-, макроелементів, харчових добавок і т.п.

Відомо, наприклад, що перевищення норм добового споживання, що рекомендують, аскорбінової кислоти чинить каталізуючу дію на процес утворення вільних радикалів.

У багатьох видах сировини, що використовується при виробництві харчових продуктів, присутні природні токсини й антиаліментарні речовини.

Зокрема до них відносять:

- інгібітори ферментів травлення (в основному інгібітори протеаз, що погіршують процес розщеплення й засвоєння білків), котрі містяться в насіннях бобових, злакових, картоплі й деяких інших видах сировини;

лектити, рицин -- токсичні речовини, що знижують активність клітин слизової кишечника;

антивітаміни -- з'єднання, що руйнують або інактивують вітаміни. До них належать ферменти аскорбатоксидаза, тіаминаза; природні антагоністи тіаміну, рибофлавіну й ін.;

оксалати -- солі щавлевої кислоти, що інтенсивно з'єднують кальцій й виводять його з організму, викликаючи демінералізацію;

ціаногенні глікозиди -- речовини, що містяться в деяких видах рослинної сировини й утворюють при розпаді в ході технологічної обробки синильну кислоту;

- алергени, незвичайні аміно- і жирні кислоти й т.п.

Використання недозволених харчових добавок і БАД або застосування допущених добавок у перевищених дозах (особливо це стосується нітриту натрію, харчових фосфатів, синтетичних барвників, антиокислювачів і консервантів), істотно підвищує ризик токсикації так само, як і несанкціоноване застосування деяких нових методів обробки сировини, нетрадиційних технологій, окремих видів сировини й функціональних препаратів, отриманих шляхом хімічного й мікробіологічного синтезу.

У зв'язку із цим, необхідно відзначити появу на харчовому ринку фальсифікованих продуктів харчування. При фальсифікації, як правило, піддається підробці одна або кілька характеристик продукту.

Наслідком асортиментної і якісної фальсифікації є поява на ринку небезпечних продуктів, здатних викликати харчові отруєння, порушення обміну речовин, зниження імунозахисних функцій організму, збільшення ризику втрати здоров'я.

Як виправдання ситуації, що склалася виробники фальсифікованої й сурогатної продукції посилаються на дефіцит вітчизняної сировини, низьку якість м'яса, закуповуваного за кордоном, та необхідність зниження собівартості готової продукції й інших причин, підриваючи довіру споживача до самого поняття продовольчої безпеки.

З метою захисту споживача, який справедливо думає, що безпека є визначальним показником якості харчових продуктів, поряд з законом «Про безпечність харчових продуктів» почав діяти закон «Про технічне регулювання» та ін.

Беручи до уваги інтенсивний розвиток і впровадження нанотехнологій у різних галузях господарської діяльності, службою за наглядом в сфері захисту прав споживачів і благополуччя людини ухвалено рішення про здійснення контролю за використанням наноматеріалів у практичній діяльності, і зокрема, при виробництві харчових продуктів і БАД. У зв'язку з недостатньою вивченістю проблеми й можливим несприятливим впливом на організм людини виробник зобов'язаний вказувати в інформації для споживача відомості про використання при виготовленні продукції нанотехнологій і наноматеріалів.

На рівень безпеки харчових продуктів впливає наявність у готових м'ясних виробах механічних домішок (часток кісток, металу, піску, скла, шпагату й т.д.), які потрапляють у продукцію внаслідок неправильної експлуатації приміщень й устаткування під час технологічного процесу.

Певну небезпеку представляє потрапляння в сировину й у готову продукцію засобів дезінфекції, очищення, дезінсекції й дератизації виробничих приміщень, устаткування й інвентарю.

Досить висока ймовірність появи хімічних речовин -- ксенобіотиків -- у процесі зберігання готової продукції: продукти окислювання ліпідів, нітрозаміни, що утворяться в результаті розкладання залишкового нітриту натрію й азотвмісних груп в амінокислотах білків м'яса й володіючі сильною мутагенною дією; поліхлоровані біфеніли й т.п. Внаслідок контакту харчового продукту з пакувальними матеріалами (жерсть, полімерні матеріали) у процесі тривалого зберігання може відбуватися дифузія солей важких металів (олово, цинк, свинець) і пластифікаторів у м'ясні вироби. Контамінанти харчових продуктів можуть мати різний характер впливу на організм людини: деякі мають пряму токсичну дію, що досить легко можна встановити; частина чужорідних речовин має кумулятивну дію, тобто накопичується в організмі й при досягненні певної кількості починає проявляти токсичність. Є також група контамінантів, що характеризуються метаболічною активацією, тобто здатністю піддаватися в організмі певним перетворенням або взаємодіяти з іншими речовинами, у результаті чого відбувається прояв токсичності.

Вибірковий аналіз якості м'ясних продуктів, вироблених в Україні, показує, що в окремих регіонах до 5% виробів містять токсичні елементи й з'єднання в кількостях, близьких до небезпечного рівня, у зв'язку із чим необхідне здійснення більш жорсткого контролю за наявністю контамінантів на всіх етапах технологічного циклу.

Найнебезпечнішою й важливою для харчової продукції є група мікробіологічних (біологічних) показників безпеки, що характеризується наявністю шкідливих бактерій, вірусів і паразитів, у першу чергу, таких патогенних мікроорганізмів як SаІтопеІІа, Еschrichia соlі 0157:Н7, Listeria топосуtоgепеs, СІоstridium botulinum, Staphilococcus аиrеиs.

Забруднення сировини й продуктів тваринного походження хвороботворними мікроорганізмами при відсутності належного контролю може відбуватися фактично на кожному етапі трофологічного ланцюга: від вирощування тварин і птиці до моменту споживання отриманих продуктів харчування.

Можливі шляхи контамінації харчових продуктів мікроскопічними грибами представлені у табл. 1.

Таблиця 1. Шляхи забруднення продуктів мікотоксинами

Харчові продукти тваринного походження, що містять мікотоксини	Харчові продукти рослинного походження, забруднені мікотоксинами	Харчові продукти тваринного походження, забруднені мікотоксинами
Сільськогосподарські тварини, птахи, риба	-	-
Корма, забруднені мікотоксинами	-	-
Під час прибирання, транспортування, зберігання, в процесі приготування харчових продуктів і кормів, у домашніх умовах	В період вирощування тварин; під час отримання сировини; в процесі зберігання і приготування
Рослини, сільськогосподарські культури	Харчові продукти тваринного походження
Токсикогенні штами мікроскопічних грибів

В процесі виробництва й переробки м'ясної сировини доводитися мати справу з 18 видами бактерій, 26 видами паразитів, 9 групами вірусів, 4 групами біотоксинів. Понад 25% сировини рослинного походження уражене мікотоксинами. Статистика показує, що 80% харчових отруєнь зумовлено наявністю в продукції санітарно-показових, патогенних мікроорганізмів, дріжджів, цвілевих грибів й їхніх токсинів.

При цьому деякі токсини мають виражену канцерогенну дію, викликають порушення функції печінки, провокують появу алергії, придушують імунітет й активність тканинних ферментів, порушують синтез білка й т.д.

Ступінь мікробіологічного забруднення сировини й готових харчових продуктів багато в чому залежить від санітарного стану й культури виробництва; особистої гігієни й компетентності персоналу; рівня відповідності бактеріологічних показників використовуваної сировини, допоміжних матеріалів, функціональних препаратів і харчових добавок необхідним нормативам; від ефективності застосовуваних режимів технологічної обробки й зберігання; від наявності й результативності проведеного гігієнічного моніторингу (табл. 2).

Таблиця 2. Гігієнічний моніторинг

Гігієнічний моніторинг
Моніторинг забруднення навколишнього середовища	Моніторинг забруднення харчової сировини і харчових продуктів
повітря	вода	грунт	радіаційний контроль	вирощування	переробка	зберігання

Встановлена залежність показників безпеки продукції від стану й рівня контамінації сільськогосподарської сировини; екологічне благополуччя регіону, що виробляє сировину; закономірності в зміні якості готових м'ясних виробів залежно від якості застосовуваних допоміжних матеріалів, прянощів, харчових добавок та інше.

Для забезпечення гарантованої безпеки продуктів харчування на більшості закордонних і вітчизняних підприємств переробної галузі діє система аналізу небезпек по критичних точках -- НАССР (Нazard Аnalysis and СгіtісаІ Соntгоl Роnts), що передбачає проведення послідовного аналізу й виявлення небезпек для якості при виробництві харчових продуктів за рівнем критеріїв ризику.

Система НАССР нерозривно пов'язана із практикою застосування міжнародного стандарту якості ІСО 9001:2000 й ІСО 22000:2005. У цей час на відповідність вимогам ІСО сертифіковано біля мільйона підприємств більш ніж в 150 країнах. Вміст речовин, шкідливих для здоров'я людини, нормується і не повинен перевищувати ГДК (гранично допустиму кількість), встановлених гігієнічними вимогами до якості й безпеки виробничої сировини й харчових продуктів.

Діючі нормативи за мікробіологічними показниками передбачають обов'язковий контроль кількісного вмісту чотирьох груп мікроорганізмів:

- мезофільні аеробні й факультативно-анаеробні мікроорганізми й бактерії групи кишкових паличок (санітарно-показова група);

умовно патогенні мікроорганізми й сульфітредукуючі клостридії;

патогенні мікроорганізми, у тому числі сальмонели;

мікроорганізми псування -- в основному дріжджі й цвілеві гриби.

Крім того, контролюється кількісний вміст:

- важких металів;

токсинів мікроорганізмів (афлатоксин - В₁ і дезоксиніваленол, зеараленол, патулін);

пестицидів (гексахлорциклогексан і його ізомери), ДДТ і його метаболітів;

кормових (гризин, бацитрацин) і лікувальних (левоміцетин, тетрациклін) антибіотиків;

азотвмісних з'єднань й, зокрема, нітрозамінів (сума нітрозодиетил- і нітрозодиметиламіна);

поліциклічних ароматичних вуглеводнів (бензапірен) для м'ясопродуктів, що піддавалися копченню.

У сировині й м'ясопродуктах імпортного виробництва здійснюється експертний контроль вмісту гормональних препаратів, особливих форм антибіотиків і ветеринарних засобів.

Оцінку рівня безпеки сировини, харчової продукції, м'яса птаха, яєць і продуктів їхньої переробки здійснюють при проведенні обов'язкової сертифікації шляхом визначення стандартизованих для кожної групи показників із застосуванням різних методів дослідження.

Використовувані методи контролю безпеки підрозділяють на:

хімічні;

оптичні (флуоресцентно-спектральні, фотометричні);

фізико-хімічні (хроматографічні, атомно-абсорбційні, спектрометричні й вольтамперометричі, іонометричі, радіометричні й ін.);

мікробіологічні;

біологічні.

Необхідно відзначити, що зараз в усьому світі існує тенденція не тільки до вдосконалювання існуючих методів кількісного визначення контамінантів, але і до створення нових більш точних методів дослідження безпеки харчових продуктів. З'явилися компактні прилади для експрес-визначення ряду важких металів, радіонуклідів і хлорвміснихих пестицидів.

При оцінці якісного складу фальсифікованих харчових продуктів широко використовують комплексні дослідження із залученням мікроструктурного аналізу. Гістологічні дослідження дають можливість ідентифікувати компоненти рецептури й кількісно оцінити їхню частку в харчовому продукті.

Підвищений інтерес викликає залучення до аналізів біотехнологічних і біологічних методів дослідження, найбільшою мірою відтворюючі умови реального об'єкта -- людини.

Зокрема, біологічні методи містять у собі проведення експериментів на вищих тваринах (свині, собаки, кури), на культурах тканини, на безхребетних, мікроорганізмах і т.д.

3. Методологічна основа контролю якості харчової продукції. Фундаментом методологічної основи контролю якості харчової продукції є оцінка цієї продукції.

Оцінку якості харчової продукції можна розглядати як систему, складовими елементами якої є методи випробувань двох напрямків - стандартизовані та науково-дослідні. Використання цих методів визначається сформульованою метою і завданнями, властивостями оцінюваних об'єктів і умовами проведення оцінки.

Взаємозв'язок контролю й оцінки показаний у моделі оцінки якості харчової продукції (рис. 2).

Як бачимо на прикладі цієї моделі, стандартизовані методи випробувань застосовуються на етапі розроблення, освоєння продукції, її контролю, а науково-дослідні методи застосовуються на етапі розробки й освоєння. Основними принципами оцінки якості харчової продукції є цілеспрямованість, регламентованість, вірогідність, збіжність і відтворюваність. Ці ж принципи зберігаються в системному розгляді взаємозв'язку контролю і його об'єктів.

Характер оцінки якості харчових продуктів визначається видом контролю - вхідного, операційного, приймального (рис. 3).

Кожний вид контролю має чітко сформульовану мету, досягнення якої здійснюється шляхом розв'язання низки завдань, узгоджених із метою контролю. Ці завдання можуть розглядатися як додаткові складові кінцевої мети, розподілені й упорядковані на визначеному інтервалі часу.

На основі отриманих у ході контролю даних з'ясовують причини, усунення яких дозволяє виправити помилки технологічного процесу й поліпшити якість продукції, що випускається.

Загальний алгоритм здійснення контролю за якістю харчової продукції, що спирається на використання різних методів випробувань, наведений на рис. 4. У схемі контролю основним є технологічний ланцюжок, що зв'язує стандарти різних видів.

Значна кількість стандартів, що регламентують методи випробувань, зумовлена різноманітним асортиментом харчової продукції. На основі перерахованих стандартів оцінюються показники якості сировини, напівфабрикатів і готової продукції.

Використання цих стандартів дозволяє здійснювати вхідний, операційний контроль і контроль готової продукції.

Дотримання вимог нормативної документації, що регламентує здійснення контролю, забезпечує його вірогідність.

Вірогідність контролю - це ступінь неупередженої відповідності результатів контролю дійсному технічному стану об'єкта.

Відтворюваність результатів контролю залежить від його матеріально-технічного забезпечення, від об'єктивності та професіоналізму спеціалістів, що здійснюють контроль.

У ході контролю якості харчової продукції оцінюються її споживчі й технологічні характеристики.

Споживчі характеристики харчових продуктів визначаються органолептичними властивостями, що є найбільш важливими для одержання визнання споживачів. Для оцінки цих властивостей розроблені стандартизовані органолептичні методи контролю.

Технологічні характеристики продукції визначаються технологічними властивостями сировини і характеризуються комплексом фізико-хімічних показників і реологічних характеристик.

Сукупність споживчих і технологічних характеристик харчової продукції визначає її якість, що залежить від низки факторів:

складу і властивостей сировини;

дотримання рецептур;

дотриманням умов і режимних параметрів технологічних процесів виробництва і збереження;

використовуваного устаткування;

пакувального матеріалу тощо.

Кількісною характеристикою однієї або декількох властивостей продукції, що є складовими до її якості, є показник. Якість оцінюють за одиничними і комплексними показниками, тобто такими, які характеризують одну або кілька властивостей продукції відповідно.

Основними показниками або критеріями якості харчових продуктів є органолептичні, фізико-хімічні, мікробіологічні показники, а також показники безпеки (токсикологічні).



Рис. 2. Модель методології оцінки якості харчової продукції

Ступінь значущості окремих показників різний. У деяких випадках якість продукції оцінюють за визначальним показником. Вирішальними для оцінки якості харчових продуктів є показники, що визначають їх харчову цінність і безпеку.

Власне, визначаючи якість продукції, встановлюють відповідність її основних властивостей вимогам стандартів або технічних умов. Нестандартні (тобто не відповідні вимогам нормативної документації) вироби можуть бути придатними або не придатними до вживання. Це питання постає в кожному конкретному випадку залежно від виду продукту й характеру встановленої невідповідності чинним вимогам. Залежно від характеру параметрів показників їх контроль здійснюють двома основними методами дослідження: органолептичним і вимірювальним. Оцінка якості продукції органолептичним методом виконується за визначеними якісними показниками (параметрами). Ці параметри повинні бути підібрані таким чином, щоб повно й об'єктивно охарактеризувати споживчі властивості оцінюваного продукту. В органолептичній оцінці якості харчового продукту беруть участь такі показники, як зовнішній вигляд, консистенція, запах і смак. Показник колір, будучи складовою частиною показника зовнішній вигляд, виокремлено як самостійний. Деякі види харчової продукції оцінюються за такими специфічними показниками, як форма, вигляд у розрізі, структура (консистенція) тощо.

Аналіз органолептичних показників проводиться для перевірки відповідності якості продукції та сировини вимогам, установленим нормативною документацією, рецептурами і технологічним режимом виробництва. Іноді дані органолептичного аналізу узагальнюють у вигляді позитивного або негативного висновку про якість продукту.

Рис. 3. Характер оцінки якості харчової продукції



Рис. 4. Схема контролю якості харчової продукції

Рис. 5. Технологічний ланцюжок, який пов'язує стандарти різних видів, що використовуються під час контролю

Оцінка органолептичних показників передує фізико-хімічному аналізу, що дозволяє більш повно оцінити якість продукції та підвищити оперативність контролю. Його результати враховуються під час відбору зразків для лабораторного (інструментального) аналізу.

Оцінку показників якості вимірювальними методами виконують з використанням технічних засобів.

Застосування вимірювальних методів аналізу, використання відповідних приладів і апаратури дозволяє здійснити оперативний контроль показників на різних етапах технологічного процесу і спрямовано регулювати показники якості готових продуктів.

3. Основні відомості про органолептичну оцінку

Використання органолептичних методів при оцінюванні якості харчової продукції.

Основні відомості про органолептичну оцінку.

Органолептична оцінка - це найдавніший метод оцінки якості продуктів. Вона застосовувалася людиною з давніх часів, задовго до появи хімічних, фізичних, фізико-хімічних і мікробіологічних методів. Ця оцінка дозволяє відрізнити високоякісний продукт від неякісного, фальсифікований від натурального. Вона широко використовується на етапі обговорення наукових експериментів і виробничих випробувань нових технологічних прийомів і режимів. Ця оцінка здійснюється, насамперед, за допомогою зору, слуху, нюху, дотику і смаку.

Органолептична оцінка деяких показників якості харчових продуктів перевищує за швидкістю і чутливістю застосовувані дотепер апаратурні методи, основою яких є складна і найчастіше трудомістка лабораторна методика.

Для оцінки якості харчових продуктів користуються терміном «органолептична властивість», маючи на увазі визначення якості, що сприймається органами чуття. Висока органолептична властивість продукту свідчить про те, що він має привабливий вигляд, приємний аромат і виражений смак. Органолептичну оцінку проводять шляхом дегустації - випробування. Під час визначення якості певного виробу органолептичним методом ураховують і оцінюють умовно один або кілька якісних показників. Крім зазначеного, в органолептиці використовують також інші терміни, зміст яких ми розглянемо нижче.

Сенсорний аналіз - аналіз за допомогою органів чуттів (високоспецифічних рецепторних органів), що надають організму інформацію про навколишнє середовище за допомогою зору, слуху, нюху, смаку, дотику, вестибулярної рецепції.

Органолептичний аналіз - сенсорний аналіз харчових продуктів, смакових і ароматизуючих речовин за допомогою нюху, смаку, дотику і зору. Термін не є синонімом сенсорного аналізу. Його значення має обмеження за об'єктом дослідження і кількістю органів чуттів.

Органолептична оцінка - оцінка відповідної реакції органів чуттів людини на властивості харчового продукту як досліджуваного об'єкта, яка визначається за допомогою якісних і кількісних методів. Якісна оцінка виражається за допомогою словесних описів, а кількісна, що характеризує інтенсивність відчуття, - у числах (шкалах) або графічно.

Дегустація - випробування, що проводяться групою осіб для органолептичної оцінки зовнішнього вигляду, кольору, текстури, смаку, запаху продукту з метою визначення його якості.

Імпульс - речовина або фізичний вплив, що викликає відчуття під час взаємодії з хеморецепторами.

Смак - відчуття, що виникає в результаті взаємодії смакового стимулу з рецепторами, відображає властивості стимулу та фізіологічні особливості індивіда.

Запах - відчуття, що виникає в результаті взаємодії нюхового стимулу з рецепторами, відображає властивості стимулу та фізіологічні особливості індивіда.

Текстура - мікроструктура харчового продукту, тобто система взаємного розташування його структурних елементів, що органолептично характеризується комплексом зорових, слухових, дотикових відчуттів, які виникають під час розжовування продукту.

Консистенція - характеристика текстури, що виражає сукупність реологічних властивостей харчового продукту.

Аромат - природний, характерний запах продукту (аромат свіжих фруктів, прянощів).

Букет - запах, що виникає під час дозрівання, шумування, ферментації (букет сиру, вина, чаю).

Флейвор - комплексне відчуття в порожнині рота, викликане смаком, запахом і текстурою харчового продукту.

Органолептичний аналіз полягає у виявленні якісних відмінностей або у визначенні загальної чи часткової якості за допомогою органів чуттів без урахування обліку особистих смаків дегустаторів. Отже, органолептичний аналіз - це суто фізіологічний процес, в якому вимірювальним приладом є наші органи чуттів.

Під час органолептичної оцінки проводиться більш докладний аналіз вражень, отриманих органами чуттів. Тому окремо оцінюється інтенсивність вражень зору, запаху, дотику (соковитість, консистенція, липкість) і смаку, а іноді вводяться також додаткові оцінки певних особливо важливих якісних показників, таких, як ступінь солоності, кислоті, солодкості тощо.

Інтенсивність вражень визначається порогом відчуття і сприйняття, що є двома мінімумами імпульсу. Якщо, наприклад, якийсь запах ледь помітний і точніше його визначити неможливо, ми маємо справу з порогом відчуття. Якщо незначне збільшення інтенсивності імпульсу дозволяє розпізнавати вид і якість імпульсу, у цьому випадку говорять про поріг, або сприйняття розпізнавання. Величина порогу характеризує сенсорну чутливість дегустатора.

Значення порогу імпульсів для кожного конкретного дегустатора є постійним за суворо визначеними умовами. Залежно від цього дегустаторів поділяють на групи за ступенями вразливості їхніх органів чуттів. Кваліфікованому дегустаторові необхідно володіти специфічною сенсибілізацією, тобто сприйнятливістю до впливу специфічних імпульсів. У харчовій промисловості для працівників, які відповідають за якість продукції, необхідне з'ясування сенсорного мінімуму.

Сенсорні мінімуми мають враховувати сприйняття відтінків основних кольорів, характерних для оцінюваних об'єктів, специфічних запахів і смаку, а в деяких випадках - розвиток відчуття дотику. Крім того, необхідно з'ясувати мінімум спостережливості та сенсорної пам'яті.

В однієї й тієї особи сенсорна чутливість, тобто величина порогу, може змінюватися залежно від стану здоров'я, настрою, утоми, уважності. Тому перед органолептичною оцінкою необхідна перевірка сприйнятливості органів чуттів фахівців.

За тривалого впливу імпульсів виявляється фізіологічна втома організму. Умови, від яких залежить фізіологічна втома, можуть бути загальними (залежними від стану організму в цілому) і пов'язаними з функціонуванням конкретного органу чуття.

Існують два види факторів фізіологічної втоми: фізіологічний і психічний. За час тривалих оцінок найістотнішого значення набувають психічні фактори, психічна втома настає раніше за фізіологічну. Тому кількість проб під час проведення оцінки повинна бути суворо обмежена, що особливо важливо під час визначення якісних показників в одному продукті.

Явища адаптації та фізіологічної втоми можуть мати значний і небажаний вплив на хід і результат органолептичних оцінок.

На сприйнятливість органів чуттів дуже впливають умови життя. За нормального стану органів чуттів можна досягти виняткової тонкості відчуттів, якщо постійно брати участь у методичній оцінці якості харчових продуктів і систематично тренувати сенсорну вразливість.

4. Характеристика фізико-хімічних методів оцінки якості

Характеристика фізико-хімічних методів оцінки якості. Фізико-хімічні методи оцінки якості харчової продукції використовуються для визначення показників, що можуть бути проконтрольовані шляхом комплексного використання фізичних і хімічних методів.

За допомогою фізико-хімічних методів аналізу визначають зміни фізичних властивостей системи (коефіцієнт заломлення світла, поглинання світла, електричної провідності тощо), що відбуваються в результаті хімічних або електрохімічних реакцій. Інтенсивність фізичного сигналу залежить від концентрації обумовленого компонента. Найбільш поширеними фізико-хімічними методами визначаються оптичні або електричні властивості, що залежать від концентрації речовини, яку виявляють у розчині.

Розрізняють такі фізико-хімічні методи дослідження харчових продуктів: поляриметричний, рефрактометричний, електрохімічні, електрофоретичні, хроматографічні та люмінесцентні. До фізико-хімічних методів також належить і фотоколориметричний метод дослідження (різновид абсорбційного аналізу) у тому випадку, коли обумовлений компонент не має власного забарвлення і його перетворюють на забарвлений за допомогою реакцій зі специфічними фотометричними реагентами.

Поляриметричний метод дослідження харчових продуктів ґрунтується на властивості анізотропних, оптично активних речовин змінювати напрямок поляризованих променів світла під час його проходження крізь ці речовини. У поляризованого світла, пропущеного крізь шар розчину оптично активної речовини, площина поляризації виявляється поверненою під деяким кутом, який називають кутом повороту площини поляризації. Оптична активність таких речовин може бути обумовлена особливостями будови їх кристалічних сіток - у цьому випадку речовини виявляють оптичну активність тільки у твердому кристалічному стані, або особливостями будови молекул - оптична активність таких речовин можлива тільки в розчинах. Оптична активність характеризується питомим обертанням, під яким розуміють кут, на який повернеться площина поляризації під час проходження поляризованого променя крізь розчин, у 1 л якого міститься 1 г розчиненої речовини. Питоме обертання залежить від природи речовини, його температури, концентрації в розчині, а також довжини хвиль поля світла і розчинника. До речовин останньої групи належать здебільшого такі органічні речовини, як сахароза, глюкоза, фруктоза, винна кислота. Поляриметричний метод розроблено для кількісного визначення саме цієї групи речовин.

Метод широко застосовується у виробництві олії і жирів, у цукровій та інших галузях харчової промисловості.

Рефрактометричний метод полягає у вимірюванні показника заломлення (рефракції) речовин у разі переходу променя світла з одного середовища в інше. За показником заломлення судять про концентрацію речовин у розчині.

Рефрактометрію широко застосовують для оцінювання якості жирів, томат-продуктів, варення, джему й інших продуктів. Цим методом користуються також для кількісного визначення жирів, вологості, вмісту спирту в розчині ( разом із пікнометричним методом), для пофазового контролю в процесі виробництва харчових продуктів - кондитерських виробів, напоїв, деяких видів консервів тощо.

Показник заломлення залежить від температури, тому рефрактометричні вимірювання проводять при +20 °С (у разі відхилення температури від потрібної вводять відповідні температурні виправлення).

Для вимірювання показника заломлення рідких речовин і розчинів застосовують прилади, які називаються рефрактометрами.

Основні електрохімічні методи враховують визначення концентрації речовин за значенням інших параметрів. Вони полягають у вивченні тих або інших закономірностей взаємодії речовини з електричним струмом, який проходить крізь її розчин.

До електрохімічних методів належать:

Електрогравіметричний метод що полягає в електролітичному виділенні з водних розчинів металів або окислів із подальшим гравіметричним визначенням їхньої маси. Метод ґрунтується на законах електролізу, які встановлюють пропорційність між масою речовини, що виділяється на електроді, величиною струму, що пройшов крізь розчин, і хімічним еквівалентом речовини.

Кулонометричний метод аналізу також базується на законах електролізу. Однак цим методом вимірюють не речовину, яка виділяється в процесі електролізу, а величину струму для її виділення.

Залежно від умов проведення електролізу розрізняють пряму кулонометрію (коли на робочому електроді виділяється необхідна речовина) і кулонометричне титрування (коли допоміжна речовина - титрант, що кількісно взаємодіє з обумовленою речовиною і виділяється на робочому електроді).

3. Кондуктометричний метод аналізу ґрунтується на вимірюванні електричної провідності або електричного опору, які залежать від природи досліджуваної речовини, його концентрації, температури, діелектричної проникності и інших факторів.

Розрізняють пряму кондуктометрію і кондуктометричне титрування. При прямій кондуктометрії концентрацію обумовленої речовини вимірюють за її електропровідністю або електричним опором. За обмірюваною електропровідністю або опором знаходять вміст речовини за допомогою каліброваних графіків, які складаються за стандартними розчинами.

Методом кондуктометричного титрування точку еквівалентності визначають за зміною електропровідності розчину.

При оцінюванні якості харчових продуктів цей метод застосовується для визначення концентрацій окремих компонентів (вологи, жиру, амінокислот, пектинових і мінеральних речовин, алкалоїдів). З його допомогою можна контролювати якість молока, соків, напоїв, цукру, прянощів. Особливо широко використовуються кондуктометричні методи аналізу для визначення вологості та концентрації компонентів у ході технологічних процесів виробництва продуктів харчування.

4.Потенціометричний аналіз - є найзручнішим, найнадійнішим і найбільш поширеним методом визначення кислотності (рН) продукту (рН-метрія).

Розрізняють два види потенціометричного аналізу: пряма потенціометрія і потенціометричне титрування.

Пряма потенціометрія застосовується для визначення концентрації іонів з використанням залежності потенціалу електрода від складу розчину. Цей метод використовують при визначенні концентрації іонів водню (рН-метрія) та деяких інших іонів (срібла, натрію, калію, хлору тощо - іонометрія), що передбачає вимірювання електродного потенціалу, який виникає в аналізованому розчині під час опускання електродної пари. Електродний потенціал залежить від природи електроду, складу і концентрації розчину, температури.

Метод потенціометричного титрування використовують для визначення концентрації іонів в аналізованому розчині титруванням, коли точку еквівалентності визначають за різкими, стрибкоподібними змінами потенціалу вимірювального електрода. Потенціометричним титруванням користуються при контролі якості харчових продуктів для визначення загальної (титрованої) кислотності в забарвлених і непрозорих розчинах, коли не можна застосувати інші методи титрометричного аналізу.

5.Полярографічний аналіз - полягає в одержанні та дослідженні кривої залежності сили струму, що протікає крізь досліджуваний розчин, від потенціалу, який плавно зростає, прикладеного до електродів.

При визначенні якості харчових продуктів полярографія досі використовується обмежено, здебільшого, для якісного і кількісного визначення макро- і мікроелементів, амінокислот, вітамінів, для контролю глибини окисних і гідролітичних процесів, денатураційних змін білків. У виробництві харчової продукції застосовуються автоматичні полярографічні аналізатори концентрацій розчинів - концентратоміри.

Електрофоретичний метод ґрунтується на явищі електрофорезу - переміщення в електричному полі заряджених часточок колоїдного розчину або суспензії. Ці методи широко застосовуються для поділу й очищення складних сумішей речовин близької будови (препаративний електрофорез), а також для вивчення властивостей, будови і складу речовин, аналізу їхніх сумішей (аналітичний електрофорез). Так, з їх допомогою можна швидко розділяти й аналізувати (якісно і кількісно) склад білків, ферментів, антибіотиків, токсинів, полісахаридів, вітамінів та інших компонентів харчових виробництв. Тому методи електрофорезу часто використовуються для наукових досліджень; з метою ж контролю якості харчових продуктів ними користуються поки що рідко.

Разом із поляриметричним, рефрактометричним, фотоколориметричним, електрохімічним і електрофоретичним методами аналізу до найважливіших фізико-хімічних методів слід віднести хроматографію. Хроматографія є одним із найбільш ефективних та універсальних методів поділу й аналізу складних сумішей речовин. Останнім часом вона успішно застосовується для визначення якості харчових продуктів. Хроматографічні методи незамінні для оцінювання харчових продуктів, що мають дуже складний хімічний склад.

Хроматографія - це процес поділу складної суміші речовин на компоненти за допомогою сорбційних методів у динамічних умовах. Основою хроматографії всіх видів є розподіл речовини між двома фазами, що не змішуються. Одна з фаз нерухома й омивається іншою фазою, рухомою. Роль нерухомої фази виконують тверді тіла або рідини, а як рухому фазу використовують рідину або газ.

З огляду на обраний тип рухомої фази хроматографія поділяється на газову і рідинну. Залежно від агрегатного стану обох фаз розрізняють твердо-рідинну, рідинно-рідинну, газоадсорбційну і газорідинну хроматогра'фії.

Зважаючи на види допоміжних засобів, що використовуються в хроматографічних методах, розрізняють паперову, тонкошарову і колонкову хроматографію.

Газорідинна хроматографія є найбільш важливим методом для вивчення складу жирних кислот природних жирів і олії, а також ліпідів, виділених із різних харчових продуктів. Метод газорідинної хроматографії застосовують також для визначення жиророзчинних вітамінів, вуглеводів (цукрів), аналізу гліцеридів і амінокислотного складу харчових продуктів.

Паперова хроматографія є одним із найбільш поширених видів рідинно-рідинної хроматографії. Особливість паперової хроматографії полягає в тому, що як нерухому фазу використовують воду, яку утримують волокнами спеціально фільтрованого паперу, призначеного для хроматографії. За допомогою цього методу визначають фенольний склад копчених продуктів, амінокислоти, вміст цукрів.

Тонкошарова хроматографія може розглядатися як різновид паперової хроматографії. Замість паперу в тонкошаровій хроматографії використовують скляні пластинки, на які тонким шаром наносять сорбент. Цим методом визначають фракційний склад ліпідів, вміст вітамінів, залишкових кількостей пестицидів, амінокислот, нуклеотидів, цукру, фенолу, гормонів, алкалоїдів та інших сполучень у харчових продуктах.

Колонкова хроматографія характеризується тим, що поділ речовин за цим методом відбувається в скляній, сталевій або алюмінієвій колонці спеціальної конструкції за певних умов. Розрізняють такі найбільш поширені способи поділу сумішей у колонках: розподільна (рідинно-рідинна), адсорбційна (твердо-рідинна), іонообмінна і гель-фільтраційна хроматографія.

У розподільчій колонковій хроматографії нерухомою фазою є рідина, пов'язана з твердим носієм. Ця різновидність методу застосовується для визначення гідрофільних сполук (амінокислот, цукрів) і ліпофільних речовин (жирних кислот, алкалоїдів).

В адсорбційній колонковій хроматографії нерухома фаза є твердою. У цьому випадку хроматографічній поділ базується на обумовленому адсорбцією розподілі компонентів між рухомою рідкою і нерухомою твердою фазами. Методом адсорбційної хроматографії користуються для поділу каротиноїдів, антоціанів, катехінів, стеринів, вітамінів, для фракціонування ліпідів і фосфоліпідів на окремі групи.

В іоннооб'мінній хроматографії замість звичайної адсорбції відбувається адсорбція іонів. Це найпростіший і найбільш ефективний спосіб поділу речовин, молекули яких можуть дисоціювати в розчині. За допомогою цього методу визначають жиро- і амінокислотний склад продуктів. Окремим напрямком використання методу іонообмінної хроматографії - визначення солей важких металів у молочних продуктах. Гель-фільтраційна (молекулярно-ситова) хроматографія, яка широко застосовується для поділу білків, дозволяє фракціонувати суміші речовин за розмірами їхніх молекул при використанні рівномірного високопористого неіоногенного гелю. Залежно від виду гелю хроматографію підрозділяють на гель-проникаючу (яку здійснюють на ліпофільних полімерах, що набухають в органічних розчинниках) і гель-фільтраційну (що базується на використанні гідрофільних гелів). За допомогою цих методів виконують, в основному, поділ фракцій білків харчових продуктів.

Різні види хроматографії застосовують також для ідентифікації летких компонентів природних речовин (під час аналізу аромату харчових продуктів).

Кожний із методів хроматографії є специфічним і має певні переваги. Більш повні і точні результати можна одержати, використовуючи різні види хроматографії, що взаємно доповнюють один одного.

І, нарешті, остання група фізико-хімічних методів оцінки якості харчової продукції - люмінесцентний аналіз. Люмінесценцією називається світіння атомів, іонів, молекул і більш складних часток речовини, що виникає в результаті переходу в них електронів з поверненням зі збудженого стану до нормального. Щоб речовина почала люмінесціювати, до неї необхідно ззовні підвести певну кількість енергії. Частки речовини, поглинаючи енергію, переходять у збуджений стан, перебуваючи в ньому якийсь час. Потім вони повертаються до стану спокою, віддаючи при цьому частину енергії збудження у вигляді квантів люмінесценції.

Світіння, що виникає під дією світлових променів оптичного діапазону ультрафіолетових (УФ) і видимих частинок, називається фотолюмінесценцією, що залежно від виду збудженого рівня і часу перебування в ньому підрозділяється на флюоресценцію і фосфоресценцію. Флюоресценція - це вид власного світіння речовини, що триває тільки протягом опромінення. Якщо джерело збудження усунути, то світіння припиняється миттєво або не пізніше ніж через 0,001 сек. Фосфоресценцією називають власне світіння речовини, що продовжується після усунення джерела світла, яке збуджує. Для дослідження харчових продуктів використовують . ще флюоресценції.

За допомогою люмінесцентного аналізу (ЛА) можна знайти в досліджуваному зразку наявність речовини в концентр 10'¹¹ г/г. Якісний і кількісний ЛА використовують для визначення деяких вітамінів у харчових продуктах, вмісту білків їжі у молоці, для діагностики псування овочів, плодів, дослідження свіжості м'яса та риби і виявлення в продуктах харчування консервантів, лікарських препаратів, канцерогенних речовин, пестицидів. Зміна кольору люмінесценції дозволяє виявити деякі дефекти харчових продуктів. Наявність личинок гельмінт м'ясі виявляється за яскраво-рожевими крапками, характерна флюоресценція яких обумовлена складом їх рідини.

Здорова картопля на розрізі має жовту флюоресценцію, з ураженням картоплі фітофторою флюоресценція стає інтенсивно блакитною, з підморожуванням - білуватою, з ураженням кільцевою гнилизною - зеленуватою, з появою вірусних захворювань - різного кольору переважно в судинній частині бульби. Лимони й апельсини мають жовту флюоресценцію з блакитнуватим відтінком, мандарини темно-помаранчеву з фіолетовим відтіни При враженні блакитною цвіллю з'являється темно-синя флюоресценція у вигляді плям у місцях ураження.

Зміна кольору флюоресценції свіжих плодів і овочів дозволяє визначити початок їх псування на дуже ранній стадії, важко виявити іншими методами. ЛА може бути ефективним за сортового добору плодів і овочів, що направляються на зберігання, а також таких, що призначаються для тривалого транспортування або консервування. В останньому випадку різко скорочується кількість бракованих консервів.

За кольором флюоресценції можна зробити висновки про природу і доброякісність молока та молочних продуктів. Свіже м'ясо від здорових корів має флюоресценцію яскраво-жовтого кольору, молоко від корів із хворим вим'ям, а також молоко з додаванням соди або 15% води флюоресціює блідими жовтуватими тонами. Наявність туберкульозних бацил у молоці виявляється за характерною флюоресценцією їх у вигляді яскраво-жовтих пали¹ на темному тлі. Сир із недоспілим тістом флюоресціює на розрізі жовтим кольором. З дозріванням сирного тіста флюоресценція набуває відтінку від сіро-синього до фіолетового.

Розбіжності за кольором люмінесценції мають олія і тваринні жири. Пряжені тваринні жири (яловичий, свинячий, баранячий) не флюоресціюють, вершкове масло має канарково-жовту фліресценцію, а маргарин - блакитну. Ця ознака дозволяє визначити простим методом домішки маргарину у тваринних жирах. ЛА дозволяє встановити ступінь окисленості харчових жирів.

Спостереженням за кольором флюоресценції борошна можна визначити його ґатунок, вид і наявність у ньому шкідливих домішок. Оболонки, алейроновий шар і зародок зернівки пшениці та жита мають більш інтенсивне синє світіння порівняно з ендоспермом. Отже, чим нижчий ґатунок борошна, тим більш яскраву флюоресценцію має продукт. Різні види борошна також розрізняються за кольором світіння. Борошно з наявністю ріжка викликає фіолетове мерехтливе світіння. На колір та інтенсивність флюоресценції впливають також інші фактори. Наприклад, під час висушування пшеничного й житнього борошна флюоресценція змінюється від блискучої блакитної до жовтої. Для флюоресценції зерна і борошна, що зберігалися, характерна поява різних відтінків у кольорі.

Візуальним спостереженням за люмінесценцією можна характеризувати ступінь свіжості яєчних продуктів. Наприклад, свіжі курячі яйця з білою шкаралупою мають інтенсивну червону флюоресценцію, під час зберігання колір флюоресценції стає блакитним. У процесі зберігання курячих яєць із темною шкаралупою в люмінесценції з'являються блакитнувато-фіолетові тони.

За допомогою якісного ЛА можна визначити вид м'яса і дати орієнтовну оцінку його сортності. М'язова тканина м'яса тварин має власну флюоресценцію червонясто-коричневих тонів, причому для м'язів яловичини характерні оксамитові темно-червоні відтінки, для баранини - темно-коричневі, для свинини - ясно-коричневі. Сполучна (сухожилля, фасції) і хрящова тканини люмінесціюють яскравим блакитним кольором, а жирова тканина має ясно-жовте світіння.

У разі псування м'яса змінюється й колір його флюоресценції. На першій стадії псування на темно-червоному тлі м'язової тканини яловичини, яка флюоресценціює, з'являються зелені цятки, що розширюються в міру поглиблення псування продукту. Несвіжі м'язи флюоресценціюють темно-червоним кольором із суцільним зеленим нальотом.

Для визначення свіжості м'яса і риби сконструйовані люмінесцентні прилади. Фотометр Данилова і Кондратенка має кілька шкал для реєстрації люмінесцентних випромінювань різної інтенсивності.

Кількісний ЛА дозволяє визначити концентрацію досліджуваної речовини в розчині за інтенсивністю люмінесценції (ІЛ).

Техніка кількісного аналізу базується на тому, що за невеликого вмісту речовини, яка флюоресціює, у розчині існує пропорційна залежність між яскравістю світіння і концентрацією речовини в пробі. Найбільш зручно проводити порівняння за ІЛ розчину невідомої концентрації з еталонним розчином. За концентрацією речовини в стандартних розчинах розраховують вміст речовини в пробах.

У кількісному ЛА застосовують люмінесцентні фотометри, які часто називають флюориметрами або флюорометрами.

Літературні джерела