Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВЕЖЕСТИ РИСОВОЙ КРУПЫ

Изобретение относится к пищевой промышленности в области контроля качества продукции с помощью газового анализа и может быть использовано для определения свежести рисовой крупы и ее пригодности для дальнейшего хранения и переработки.

Известен способ органолептической оценки свежести рисовой крупы описательным методом, предусматривающим определение цвета, вкуса и запаха. При этом в продукте не должно быть прогорклого и кислого вкуса, затхлого и плесневелого запаха (ГОСТ 6292-93 Крупа рисовая. Технические условия).

Недостатками указанного способа являются:

- субъективность, т.к. ощущения цвета, вкуса и запаха зависят от физического, психологического состояния экспертов;

- невозможность получить численные значения исследуемых характеристик продукта и, следовательно, недостаточно высокая точность определения;

- сложность организации дегустационной оценки;

- необходимость перерывов для восстановления обонятельных и вкусовых рецепторов экспертов, что существенно удлиняет процесс;

- трудность выявления порчи крупы на начальных этапах.

Известен способ определения свежести круп по кислотному числу жира, заключающийся в экстракции жира н-гексаном, последующем удалении растворителя, высушивании, взвешивании жира и титровании извлеченных свободных жирных кислот КОН концентрацией 0,1 моль/дм³ (ГОСТ Р 52466-2005 Зерно и продукты его переработки. Метод определения кислотного числа жира). Рисовая мука считается свежей, если кислотное число жира не превышает 70 мг КОН на 1 г жира (Приезжева, Л.Г. Изменение кислотного числа жира при хранении рисовой крупы / Л.Г. Приезжева, И.А. Панкратьев, И.А. Вережникова / Хлебопродукты, №11-12, 2012).

К недостаткам известного способа относятся трудоемкость и длительность процесса.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности, сокращении продолжительности и трудоемкости исследования.

Для достижения указанного технического результата способ определения свежести рисовой крупы, характеризующийся тем, что отбирают пробу рисовой крупы, варят в воде в соотношении 1:3 в течение 15-20 мин для усиления аромата, охлаждают до температуры 20-25°C, раздельно помещают по 5 г пробы в пять стеклянных герметично закрытых емкости (виал), опускают виалы в автоматическое устройство отбора проб мультисенсорной системы распознавания компонентов газовых смесей типа «VOCmeter», нагревают до температуры 50-55°C в течение 10-20 мин, отбирают из емкостей летучие вещества, пропускают их через четыре неселективных металл-оксидных сенсора, реагирующих на летучие компоненты образца изменением электрической проводимости чувствительного слоя, которая преобразовывается в электрический сигнал, регистрируют сигнал на компьютере, обрабатывают, сравнивают с эталонными образцами методом главных компонент (PCA), получают отчет в виде диаграммы, по которой определяют координаты центра тяжести кластера (L), соответствующего центру кластера по оси главных компонент (PC1), и устанавливают свежесть рисовой крупы. Причем рисовую крупу считают свежей, если центр тяжести кластера не превышает 25000 условных единиц.

Сущность способа заключается в следующем.

При хранении пищевых продуктов, в том числе рисовой крупы, происходит разложение химических веществ (белков, углеводов и пр.) с образованием летучих соединений (CO, NO, NO₂, SO₂, CH₄ и др.). Кроме того, каждый продукт отличается характерным составом ароматических соединений.

С целью повышения точности, сокращения длительности проведения испытания и снижения трудоемкости свежесть рисовой крупы устанавливают по значению координаты центра кластера по оси главных компонент, полученного при исследовании образца с помощью мультисенсорной системы распознавания компонентов газовых смесей типа «VOCmeter».

Для этого отбирают пробу рисовой крупы, варят в воде в соотношении 1:3 в течение 15-20 мин для усиления аромата, охлаждают до температуры 20-25°C, раздельно помещают по 5 г пробы в пять стеклянных чистых виал, которые затем пломбируют ручным устройством для закупоривания алюминиевого обжимного колпачка.

Далее виалы опускают в автоматическое устройство отбора проб мультисенсорной системы распознавания компонентов газовых смесей типа «VOCmeter» и нагревают до температуры 50-55°C в течение 10-20 мин. При температуре ниже 50°C происходит недостаточно интенсивное выделение ароматических компонентов крупы, а при температуре выше 55°C возможна денатурация белков, что снижает точность и достоверность определения. Указанный временной интервал термостатирования является оптимальным для выделения достаточного количества летучих веществ, необходимого для реакции сенсоров.

Затем отобранные из емкостей летучие вещества пропускают через четыре неселективных металл-оксидных сенсора (MOS), реагирующих на летучие компоненты образца изменением электрической проводимости чувствительного слоя, которая преобразовывается в электрический сигнал и передается по присоединенному кабелю на внешний персональный компьютер.

Далее результаты исследования обрабатывают с помощью компьютерной программы «ARGUS» методом главных компонент (PCA), получают отчет в виде диаграммы, полученные значения сенсоров прибора в условных единицах сравнивают с эталонными образцами.

На рис. 1(а) приведен общий вид пространственного расположения точек мультисенсорного анализа эталонных проб рисовой крупы.

На рис. 1(б) представлен увеличенный фрагмент пространственного расположения точек мультисенсорного анализа эталонных проб рисовой крупы, соответствующих свежему продукту.

Экспериментально установлено, что если пространственное расположение точек мультисенсорного анализа проб рисовой муки близко к кластерам с точками 1 и 2, то образец рисовой крупы является свежим. Резкое увеличение размеров кластеров 3, 4 и 5 демонстрирует, что образец приобретает совершенно другой аромат вследствие порчи (рис. 1).

При качественном определении свежести рисовой крупы методом главных компонент с помощью компьютерной программы «ARGUS» осуществляется сравнение показаний прибора с базой данных и их распределение к ближайшему кластеру.

Для количественного определения свежести рисовой крупы определяют координаты центра тяжести кластера L из пяти точек, соответствующего центру кластера по оси главных компонент (PC1). При этом установлено, что рисовая крупа является свежей, если центр тяжести кластера не превышает 25000 условных единиц (рис. 2).

На рис. 2 изображено пространственное расположение кластеров свежести проб рисовой крупы (база данных эталонных образцов рисовой крупы), где «fresh» - уровень, характеризующий продукт питания как свежий, «stale» - уровень, характеризующий продукт питания как несвежий.

Использование для количественного определения свежести рисовой крупы компьютерной программы позволяет ускорить процесс, получать более достоверные данные, выраженные в цифровом виде.

Предлагаемое изобретение поясняется на следующих примерах.

Пример 1. Отбирают 50 г рисовой крупы, варят в 150 г воды 20 мин, охлаждают до температуры 22°C, помещают по 5 г пробы в пять стеклянных виал, которые затем пломбируют ручным устройством для закупоривания алюминиевого обжимного колпачка. Виалы с анализируемыми образцами опускают в автоматическое устройство отбора проб мультисенсорной системы распознавания компонентов газовых смесей VOCmeter, нагревают до температуры 55°C в течение 15 мин, отбирают из емкостей летучие вещества, пропускают их через четыре неселективных металл-оксидных сенсора, реагирующих на изменение электрической проводимости в присутствии анализируемых газов. Полученные сигналы сенсоров обрабатывают на компьютере, сравнивают с базой данных эталонных образцов рисовой крупы методом главных компонент с помощью компьютерной программы, получают отчет в виде диаграммы (рис. 3), по которой определяют пространственное положение кластера из 5 точек и координаты его центра тяжести.

На рис. 3 представлено пространственное расположение точек при обработке методом главных компонент показаний сенсоров MOS мультисенсорного анализа образцов рисовой крупы для Примера 1 (П1), отнесенной обрабатывающей программой к категории свежее («fresh»).

Получают, что все точки мультисенсорного исследования попадают в кластер свежести «fresh» (свежий), при этом центр тяжести кластера L равен 22500 условных единиц по оси главных компонент (PC1). Следовательно, образец рисовой муки является свежим и может использоваться для длительного хранения и переработки.

Пример 2. Процесс определения свежести образца рисовой крупы проводят аналогично примеру 1.

На рис. 4 представлено пространственное расположение точек при обработке методом главных компонент показаний сенсоров MOS мультисенсорного анализа образцов рисовой крупы для Примера 2 (П2), отнесенной обрабатывающей программой к категории несвежее («stale»).

После обработки результатов мультисенсорного исследования получают, что все точки попадают в кластер свежести «stale» (несвежий), при этом центр тяжести кластера L равен 123000 условных единиц по оси главных компонент (рис. 4). Следовательно, образец рисовой крупы является несвежим и не может использоваться для длительного хранения и переработки.

Таким образом, изобретение позволяет повысить точность, сократить длительность, снизить трудоемкость способа определения свежести рисовой крупы, а также оценить ее количественно.