УДК 532.135035.63/64

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА НА БАЗЕ ПРИБОРА «СТРУКТУРОМЕТР СТ2» ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПИЩЕВЫХ СРЕД

ЧЕРНЫХ Валерий Яковлевич

ФГБНУ Научно-исследовательский институт хлебопекарной промышленности, 107553, Москва, ул. Большая Черкизовская, дом 26а, polybiotest@rambler.ru

INFORMATIONMEASURING SYSTEM BASED ON THE DEVICE "STRUCTUROMETR ST2" FOR FOOD MEDIA RHEOLOGICAL CHARACTERISTICS CONTROL Chernykh V. Ya.

     Abstract: The work is devoted to the formation of a methodology for assessing the rheological behavior of different food media using a universal informationmeasuring system, created on the basis of domestic texture analyzer "Structurometr ST2". This system allows you to explore the dynamics and kinetics of the rheological behavior of foods at different rates of strain or load, measured by conventional and classical rheological characteristics: total, elastic and plastic deformation, maximum effort of loading, the work of plastic deformation, elastic modulus, yield stress, viscosity, relaxation time of stress, etc. Inserted in Structurometr ST2 techniques allow to determine in accordance with the applicable standards: gel strength on the basis of agar, agaroid and gelling starch; fat products hardness; gelatin strength; strength of pasta; bread crumb hardness, etc.

     Key words: texture analyzer Structurometr ST2, conventional and classical rheological characteristics, rate of deformation or loading, gel strength, fat hardness, gelatin and pasta strength, bread crumb hardness

     Ключевые слова: анализатор текстуры «Структурометр СТ2», условные и классические реологические характеристики, скорость деформации или нагружения, прочность геля, твердость жирового продукта, прочность желатина и макаронных изделий, чёрствость мякиша хлеба.

     Конкурентный характер развития многих отраслей пищевой промышленности вызвал резкое увеличение ассортимента выпускаемых пищевых продуктов и необходимость постоянного их обновления. Изменился подход к управлению технологическими операциями процесса производства, направленному на получение небольших партий готовой продукции с определенными показателями качества.

     Основными приемами в управлении технологиями производимых продуктов питания являются: корректировка технологических свойств сырья с учетом рецептуры изделий, направленное формирование реологических свойств полуфабрикатов при протекании технологических операций, в первую очередь, операции смешения рецептурных ингредиентов, управление режимами механической и гидротермической обработки изделий. При реализации биотехнологических операций внимание уделяется целенаправленному подбору видов микроорганизмов, их адаптации или активизации и условий симбиоза и жизнедеятельности, с учетом получаемых продуктов метаболизма, существенным образом изменяющих показатели текстуры продукта.

     Существующая оценка качества пищевых продуктов в соответствии с требованиями ГОСТов и ТУ осуществляется по органолептическим и физико-химическим показателям, количество и значимость которых определяется видом продукта.

     Для управления качеством пищевых продуктов необходима формализация отдельных технологических операций процесса производства, которая должна осуществляться на основе применения интегральных характеристик объекта управления. С математических позиций интегральная характеристика рассматривается как функция от всего множества базисных переменных состояния полуфабриката или готовой продукции. Физический смысл интегральности заключается в том, что такая характеристика является реакцией системы, в формировании которой участвовали все ее составные части. К таким интегральным характеристикам, отражающим состояние полуфабрикатов на качественном уровне для большинства технологических операций, если не для всех, можно отнести реологические параметры.

     При оценке качества пищевых продуктов применяется такой интегральный органолептический показатель, как текстура, включающий в себя параметры реологического поведения изделия, его запах и вкус, которые определяются человеком с использованием зрения, обоняния, осязания, слуха и вкуса. Оценка текстуры продукта, осуществляемая отдельным человеком при прикосновении или надавливании на продукт, при откусывании от него определенной части и при её разжевывании и проглатывании носит субъективный характер.

     Для повышения объективности при определении показателей текстуры готовых пищевых продуктов, приходится создавать дегустационные советы с включением в их состав подготовленных экспертов с определенной сенсорной чувствительностью. Это создает определенную трудность в оперативности контроля и невозможности выдачи конкретных рекомендаций по управлению технологическими операциями процесса производства этих продуктов. Поэтому, определение реологических характеристик – показателей текстуры сырья, полуфабрикатов и готовых изделий необходимо осуществлять с использованием инструментальных методов контроля, позволяющих повысить оперативность и объективность оценки и формализовать процесс управления реологическим поведением полуфабрикатов на различных стадиях процесса производства, а в конечном итоге стабилизировать качество вырабатываемого пищевого продукта.

     Целью настоящей работы является формирование методологии оценки реологического поведения различных пищевых сред с использованием универсальной информационно-измерительной системы, созданной на базе отечественного текстуроанализатора «Структурометр СТ2».

     Данный прибор (см. рис.1) позволяет исследовать динамику и кинетику реологического поведения пищевых продуктов при различных скоростях их деформирования или нагружения, по измеряемым условным и классическим реологическим характеристикам: общая, упругая и пластическая деформации, работа пластической деформации, модуль упругости, предельное напряжение сдвига, вязкость, время релаксации механических напряжений и др.

 Рисунок 1 – Информационно-измерительная система на базе прибора «Структурометр СТ2» для определения реологических характеристик пищевых сред

     Прибор может быть укомплектован различными инденторами: «Валента», «Каминского», «Блюма», «Никкансуи», «Строганова», «Цилиндр Ø36», «Конус45», «ЦилиндрØ5», и др., обеспечивающие соответственно контроль: прочности геля (ГОСТ 26185-84) на основе агара, агароида и желирующего крахмала; твердости жировых продуктов (ГОСТ 976 – 81); прочности желатина (ISO 9665); прочности геля на основе агар-агара (Nikkansui); прочности макарон (ГОСТ 976-81); черствости мякиша хлеба (ААСС 74-09); предельного напряжения сдвига для ржаного теста (Конус45), твердости маргарина (ЦилиндрØ5) и др. Некоторые инденторы представлены в таблице 1. Они крепятся к тензодатчику с помощью основного держателя (см. № п/п 1).

Таблица 1

Неполный перечень инденторов, поставляемых к прибору «Структурометр СТ2»

     В виде примера представлены реологический профиль мякиша хлеба (рис.2) и кривая релаксации механических напряжений (рис.3), определяемые с помощью индентора «Цилиндр Ø36».

Рисунок 2 – Изменение усилия нагружения на инденторе «ЦилиндрØ36» при внедрении его в мякиш хлеба и реверсивном движении 

     Из рисунка 2 устанавливаются все его деформационные характеристики: hобщ – общая деформация; hуп – упругая деформация; hпл – пластическая деформация.

Рисунок 3 – Кривая релаксации механических напряжений

     Из рисунка 3 – экспоненциальной кривой релаксации механических напряжений устанавливаются модули упругости и коэффициенты динамической вязкости (см. формулы 1 и 2).

     

     Используя различные инденторы и режимы работы прибора для разных пищевых сред можно получать полный текстурный профиль анализируемого продукта [1,2].

     Таким образом, информационно-измерительная система на базе прибора «Структурометр СТ2» с использованием различных видов инденторов и режимов нагружения анализируемых пищевых сред позволяет получать их интегральные реологические характеристики используемые для формализации различных технологических операций процесса производства пищевых продуктов.

Литература

1.Черных В.Я. Реологический и текстурный профили мякиша хлебобулочных изделий. Сборник материалов научно-практической конференции «Управление реологическими свойствами пищевых продуктов». – М.: 30-31 марта 2010г., МГУПП. с.9-17.

2. Максимов А.С., Черных В.Я. Реология пищевых продуктов. Лабораторный практикум: Учебник. – СПб.: ГИОРД, 2006. – 176с.

Наши контакты

Вы можете связаться с нами одним из удобных Вам способов:


+7 (499) 34 079 34

INFO@Q-LAB.PRO, Q-LAB@MAIL.RU

127540, г. Москва, ул. Дубнинская, дом 2, корпус 5, комната №15

Режим работы: 9:00 - 18:00

© структурометр 2019
Сообщение успешно отправлено

Спасибо! Ваше сообщение успешно отправлено. Наш менеджер свяжется с  Вами в ближайшее время.

Заявка успешно отправлена

Спасибо! Ваша заявка успешно отправлена. Наш менеджер свяжется с  Вами в ближайшее время.