Результат интеллектуальной деятельности: Способ определения наличия муки из мягкой пшеницы в муке, полученной при переработке твердой пшеницы

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано на мукомольных предприятиях и на предприятиях по изготовлению макаронных изделий для контроля качества (идентификации) муки из твердой пшеницы для макаронных изделий на наличие примеси муки из мягкой пшеницы (белозерной и краснозерной) по цветовым характеристикам с целью получения муки высшего сорта (крупки), идущей на производство макаронных изделий группы А, и для исключения фальсификации продукции.

Макаронные изделия (макароны), выработанные из муки, полученной из твердой пшеницы (без примеси мягкой), являются продуктом не только для здорового питания, но и элементом диетического питания благодаря находящимся в них органическим соединениям. Макароны, выполненные из муки из твердой пшеницы, имеют более низкие значения гликемического индекса. Макароны из твердых сортов пшеницы легко усваиваются, а активные углеводы и полезные минеральные вещества улучшают пищеварение, и, как следствие, обмен веществ, что естественно наилучшим образом сказывается на здоровье. Даже незначительные примеси мягкой муки существенно снижают качество макаронных изделий при варке.

Известен (ГОСТ 31750-2012. Изделия макаронные. Методы идентификации) способ определения наличия в макаронных изделиях муки из мягкой пшеницы, основанный на визуальной идентификации компонентного состава глиадинового белка, выделенного из макаронных изделий методом электрофореза с применением полиакриламидного геля. Электрофорез разделяет глиадиновый белок на фракции различной подвижности, которые отражаются в электрофореграмме в виде полосок.

Известно (там же) определение наличия в макаронных изделиях муки из мягкой пшеницы путем выделения пальмитата β-ситостерола. Метод определения основан на различной растворимости пальмитата β-ситостерола в ацетоне при различных температурах. По наличию осадка судят о наличии в пробе муки из мягкой пшеницы. При отсутствии осадка макаронные изделия изготовлены из муки из твердой пшеницы или с примесью муки из мягкой пшеницы не более 10%.

Известно (там же) определение наличия в макаронных изделиях муки из мягкой пшеницы тестовым комплектом BioKits PQC (экспресс-метод). Метод основан на обнаружении глиадина из генома D мягкой пшеницы, который отсутствует у твердой пшеницы. В тестовом комплекте используют моноклональное, меченое пероксидазой, антитело для связи с глиадином мягкой пшеницы.

Недостаток всех указанных способов заключается в длительности исследования (5-6 часов), недостаточно высокой достоверности в установлении фальсификации только на основе визуальной идентификации компонентного состава глиадинового белка, значительного количества аппаратуры, материалов, реактивов и требуется высокая квалификация исследователей.

Известен (заявка WO 98/04737, опубл. 05.02.98) способ определения "фальсифицированной" крупки из твердой пшеницы, загрязненной мукой мягкой пшеницы с использованием определения D-генома у видов пшеницы. Способ включает проведение ПЦР-анализа экстракта ДНК из обработанного пищевого продукта на присутствие в нем нуклеотидной последовательности, характерной для D-генома и являющейся частью либо Dgas44 семейства последовательностей ДНК, высокоповторенных в D-геноме, либо PSR128 интрона, представленного одной копией.

Серьезным недостатком способа является то, что при использовании последовательности Dgas44 возможна некоторая недостоверность анализа, обусловленная присутствием небольшого числа копий данной последовательности нуклеотидов в А- и В-геномах. Способ сложный, достаточно трудоемкий, требует высокой квалификации исполнителя, большого количества оборудования, материалов, что существенно ограничивает применение данного метода, в производственных условиях в лабораториях трудно выполним.

Известен (RU, патент 2249046, опубл. 27.03.2005) способ определения примеси муки мягкой пшеницы в крупке (семолине) твердой пшеницы. При реализации способа осуществляют полимеразную цепную реакцию (ПЦР) на наличие специфичной для генома мягкой пшеницы (Т. destivum) последовательности ДНК. ПЦР проводят с использованием пары олигонуклеотидных праймеров, гомологичных области внешнего транскрибируемого спейсера высокоповторяющихся генов рибосомных РНК локуса NorD3, принадлежащего исключительно геному D мягкой пшеницы. По факту обнаружения в продуктах ПЦР соответствующей ДНК-последовательности размером 791 п.н. судят о загрязненности ("фальсифицированности") крупки твердой пшеницы.

Способ сложный, достаточно трудоемкий, требует высокой квалификации исполнителя, большого количества оборудования, материалов, что ограничивает применение данного метода, в производственных условиях, хотя безусловно дает наиболее достоверные результаты в организациях по контролю качества продукции и при проведении научно-исследовательских работ.

Известен (Экспертная методика определения типового состава пшеницы. Методические рекомендации - М., ЭКЦ МВД России, 1995 г.) способ определения типового состава зерна пшеницы в смеси - определение наличия мягкой пшеницы в смеси с твердой. Метод основан на различиях белка мягкой и твердой пшеницы. Используя метод двойной иммунодиффузии, установлено, что белки зерна мягкой пшеницы в отличие от твердой пшеницы образуют метки преципитации с диагностической сывороткой (специально изготовленной), а это служит одним из критериев отличия мягкой пшеницы от твердой пшеницы. Разработаны и получены тест-системы, позволяющие дифференцировать мягкие и твердые сорта пшеницы.

Основными недостатками являются необходимость специальной подготовки оператора и относительно длительное время получения результатов.

Данный источник информации принят в качестве ближайшего аналога.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в контроле качества муки из твердой пшеницы, идущей на изготовление макаронных изделий группы А, на наличие в ней муки из мягкой пшеницы, направленная для исключения фальсификации продукции - муки и макаронных изделий в части нарушения рецептуры.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в упрощении способа при одновременном повышении его быстродействия.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ выявления примеси муки, полученной из мягкой пшеницы в муке, полученной из твердой пшеницы. Согласно разработанному способу - пробу муки, отобранную дозатором, помещают в кювету, дно которой выполнено из оптического стекла, уплотняют пробу поршнем дозатора с получением ровного слоя муки на дне, помещают кювету на шаблон - фиксатор, установленный на поверхность стекла экспонирования сканера, сканируют поверхность дна кюветы с получением изображения в цифровой форме, анализируют полученное изображение с выявлением его цветовых характеристик, которые сравнивают с ранее полученными цветовыми характеристиками эталонных образцов с определением содержания примеси по результатам сравнения.

Технический результат достигается тем, что оперативную информацию о наличии примеси муки мягкой пшеницы в муке высшего сорта из твердой пшеницы (крупке) получают в цифровом виде широко распространенными сканирующими устройствами в формате RGB, основанном на красной (R), зеленой (G) и синей (В) базовых составляющих цвета.

Предпочтительно сканирование проводят с использованием стандартного планшетного сканера (отдельными или в составе многофункциональных устройств) типа Epson Perfection с датчиком типа CCD и с разрешением от 300 точек на дюйм.

Разработанный способ предназначен для контроля (идентификации) муки из твердой пшеницы для макаронных изделий группы А на наличие примеси (добавок) мягкой пшеницы (белозерной и краснозерной). Контроль осуществляют с использованием стандартного планшетного сканера, подключенного к компьютеру, и соответствующего программного обеспечения (ПО).

Предлагаемое изобретение реализовано применением сканеров с соответствующим разработанным программным обеспечением, при этом контроль (идентификации) муки из твердой пшеницы для макаронных изделий группы А на наличие мягкой пшеницы (белозерной и краснозерной) осуществляется следующим образом.

Исследуемую муку после тщательного перемешивания отбирают дозатором и помещают в специальную кювету с прозрачным дном и крышкой - уплотнителем в виде дозатора, обеспечивающем равномерность прижатия муки ко дну кюветы, определенную высоту и плотность уплотнения. Такая пробоподготовка исследуемой муки направлена на повышение точности и воспроизводимости измерений. Затем кювету устанавливают на шаблон - фиксатор, помещенный на поверхность стекла экспонирования сканера, осветитель которого сканирует поверхность продукта (дно кюветы), и формируют цифровое изображение, которое передается в компьютер. Полученное цифровое изображение обрабатывается ПО для вычисления цветовых характеристик: цвет в цветовом пространстве RGB (в диапазоне 0-255) и в системе Lab. Сформированные цветовые характеристики сопоставляют с цветовыми характеристиками линейки «эталонов» муки с различным содержанием мягкой пшеницы. По результатам сопоставления испытуемого образца с «эталоном» определяют наличие мягкой пшеницы. Программное обеспечение позволяет также получить численные значения координат цвета на диаграмме CIE (Commission Internationale de l'Eclairage - Международная комиссия по освещению) xyY и название цвета в соответствии с тем или иным атласом цвета. Разработанный способ анализа качества муки из твердой пшеницы для макаронных изделий группы А на наличие мягкой пшеницы (белозерной и краснозерной) достаточно прост и краткосрочен при выполнении.

Время, затраченное на проведение анализа по контролю (идентификации) муки из твердой пшеницы для макаронных изделий группы А на наличие примеси (добавок) муки из мягкой пшеницы (белозерной и краснозерной) по предлагаемому способу, составило 3-4 минуты, что несопоставимо с временем, затрачиваемым на определение наличия муки из мягкой пшеницы в муке из твердой пшеницы по описанным ранее способам, которое составляет 5-6 часов.

Промышленная применимость предложенного способа проверена опытным определением наличия примеси муки мягкой пшеницы в муке высшего сорта из твердой пшеницы (крупке) по цветовым характеристикам в формате RGB. Достоверность разработанного способа подтверждена большим количеством исследуемых образцов. Были изучены 24 пробы муки высшего сорта (крупки) из твердой пшеницы муки, полученной при размоле зерна твердой пшеницы в лабораторных условиях (4 пробы), и пробах муки из твердой пшеницы с различным содержанием муки из мягкой пшеницы. Среднее значение интенсивности в системе RGB (в синей (В) базовой составляющей цвета при повторяемости результатов измерения - 4) составило: для муки высшего сорта (крупки), полученной в лабораторных условиях при размоле твердой пшеницы, без наличия мягкой пшеницы (0%) - 1213 (86; 80,3); при максимально допустимом содержании мягкой пшеницы 15% - 1258 (82; 72,9); при содержании мягкой - 20% - 1270 (80; 71,5), а при 25% содержании муки из мягкой пшеницы - 1303 (76; 69,0). В скобках указаны различия по показателям: Н - цветовому тону и желтизне, рассчитанной по специальному алгоритму, соответственно. Полученные различия значимы для установления наличия муки из мягкой пшеницы и исключения фальсификации.

Таким образом, использование предлагаемого способа контроля (идентификации) качества муки из твердой пшеницы для макаронных изделий группы А на наличие мягкой пшеницы (белозерной и краснозерной) обеспечивает технический результат, состоящий в упрощении, а также увеличении скорости и точности получаемых результатов.