Способ установления ранней порчи мяса и мясных изделий, нарушения технологии производства и рецептуры

Изобретение относится к аналитической химии и контролю качества мясных продуктов. Способ включает формирование матрицы из 8-ми сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов АТ-среза с базовой частотой колебаний 9-10 МГц, электроды которых модифицируют, для чего на их поверхность наносят в качестве сорбентов пленки массой 10-15 мкг из ацетоновых растворов полиэтиленгликольсукцината, полиэтиленгликоль ПЭГ 2000, триоктилфосфиноксида, октилполиэтоксифенола, полиоксиэтилен(20)-сорбитан-моноолеата, дицикло-гексан-18-краун-6 в толуоле; одамин 6Ж в этаноле, углеродные нанотрубки в хлороформе, с последующим удалением избытка растворителя в сушильном шкафу в течение 20 мин при температуре не выше 40°С, отбор пробы массой 3 г, подготовку равновесной газовой фазы, для этого пробу помещают в стеклянный бюкс объемом 40 см³, герметично закрывают полиуретановой крышкой и выдерживают в течение 30 мин, отбор пробы равновесной газовой фазы, ввод ее в ячейку, регистрацию и обработку аналитических сигналов сорбции, при которой отклики отдельных сенсоров фиксируют одновременно в течение 60 с и формируют в виде суммарного сигнала в кинетический «визуальный отпечаток», который сопоставляют со стандартом, совпадение «визуальных отпечатков» анализируемых проб и стандартов более, чем на 75%, подтверждает их идентичность, снижение степени идентичности «визуальных отпечатков» ниже 75% свидетельствует о порче мяса и мясных изделий. Достигается повышение информативности, надежности и экспрессности определения. 1 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к аналитической химии и контролю качества мясных продуктов и может быть использовано для установления признаков начальной стадии порчи мяса и мясных изделий и нарушения традиционных рецептур вареных колбас путем добавления ароматобразующих добавок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ количественной оценки аромата мяса и мясных продуктов [Патент РФ №2331069, МПК 7 G01N 27/12, 5/02. - Заявл. 29.11.2006; опубл. 10.08.2008. - Бюл. №22].

Недостатком способа является использование для установления свежести продуктов одного показателя: интенсивности аромата мясных продуктов и невозможность оценки этого показателя на фоне других показателей аромата, в частности, при введении специй или при изменении рецептуры, особенно в случаях, когда избыточное содержание специй не позволяет установить начальную стадию порчи на фон ярко выраженного «копченого», «специйного», «кислого» оттенков аромата.

Техническая задача изобретения заключается в разработке способа установления признаков начальной стадии порчи мяса и мясных изделий, нарушения технологии производства и рецептуры, характеризующегося простотой, экспрессностью, информативностью определения и позволяющего за одно измерение определить свежесть мясного сырья и наличие испорченного сырья в готовых продуктах, которое нивелировано добавлением избыточного количества специй, содержание ароматобразующих добавок, соблюдение технологии и рецептуры по интегральному показателю аромата и степени их идентичности стандарту.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе установления признаков начальной стадии порчи мяса и мясных изделий, нарушения технологии производства и рецептуры, включающем формирование матрицы из 8-ми сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов АТ-среза с базовой частотой колебаний 9-10 МГц, электроды которых модифицируют, для чего на их поверхность наносят в качестве сорбентов пленки массой 10-15 мкг из ацетоновых растворов полиэтиленгликольсукцината, полиэтиленгликоля ПЭГ 2000, триоктилфосфиноксида, октилполиэтоксифенола, полиокси-этилен(20)-сорбитан-моноолеата, дицикло-гексан-18-краун-6 в толуоле; родамин 6Ж в этаноле, углеродные нанотрубки в хлороформе с последующим удалением избытка растворителя в сушильном шкафу в течение 20 мин при температуре не выше 40°C, отбор пробы массой 3 г, подготовку равновесной газовой фазы, при которой пробу помещают в стеклянный бюкс объемом 40 см³, герметично закрывают полиуретановой крышкой и выдерживают в течение 30 мин, отбор пробы равновесной газовой фазы, ввод ее в ячейку, регистрацию и обработку аналитических сигналов сорбции, при которой отклики отдельных сенсоров фиксируют одновременно в течение 60 с и формируют в виде суммарного сигнала в кинетический «визуальный отпечаток», который сопоставляют со стандартом, совпадение «визуальных отпечатков» анализируемых проб и стандартов более, чем на 75% подтверждает их идентичность, снижение степени идентичности «визуальных отпечатков» ниже 75% свидетельствует о порче мяса и мясных изделий.

Технический результат изобретения заключается в повышении надежности обнаружения легколетучих азотсодержащих соединений, образующихся в результате порчи сырья и мясных продуктов, детектировании их на фоне избыточного содержания специй, что свидетельствует о нарушении технологии изготовления и рецептуры мясных изделий, изготовленных в соответствии с требованиями ГОСТ или ТУ; повышении экспрессности определения - время анализа не превышает 15 минут, мобильности детектирующего устройства.

На Фиг. представлены «визуальные отпечатки» образцов: вареная колбаса «Докторская» (стандарт); колбаса вареная «Докторская», при выработке которой использовано сырье сомнительной свежести, но содержание специй не превышает регламент (исследуемый образец 1); вареная колбаса «Докторская», при выработке которой использовано сырье сомнительной свежести, пороки завуалированы завышенным содержанием специй, что свидетельствует о нарушении рецептуры и технологии производства (исследуемый образец 2).

Способ установления признаков начальной стадии порчи мяса и мясных изделий, нарушения технологии производства и рецептуры осуществляется следующим образом.

Формируют матрицу из 8-ми сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов. Для модификации электродов используют ацетоновые растворы полиэтиленгликольсукцината, полиэтиленгликоля 2000, триоктилфосфиноксида, октилполиэтоксифенола; полиокси-этилен(20)-сорбитан-моноолеат, дицикло-гексан-18-краун-6 в толуоле; родамин 6Ж в этаноле, углеродные нанотрубки в хлороформе. Тонкие пленки сорбентов формируют нанесением микрошприцем их растворов на тензочувствительную область пьезокварцевых резонаторов. При выборе покрытий электродов учитывали необходимость определения за одно измерение различных групп соединений, свидетельствующих о применении сырья сомнительной свежести при производстве мясных изделий, в том числе в случае нивелирования порока завышенным содержанием специй. Избыток растворителя удаляют в сушильном шкафу в течение 15-20 мин при температуре не выше 40°C.

Модифицированные пьезокварцевые резонаторы закрепляют в держателях на крышке закрытой ячейки детектирования.

Затем отбирают пробы взятых на исследование образцов массой 3 г, помещают в стеклянный бюкс объемом 40 см³, герметично закрывают полиуретановой крышкой, выдерживают в течение 30 мин. Пробы равновесной газовой фазы образцов объемом 3 см³ поочередно вводят шприцем через патрубок, снабженный полиуретановой прокладкой, который расположен на уровне электродов пьезокварцевого резонатора.

При диффузии легколетучих веществ в околосенсорное пространство ячейки детектирования и их адсорбции на пленке изменяется частота колебаний сенсора, отклики которого регистрируются программным обеспечением.

Аналитическим сигналом «электронного носа» в парах равновесной газовой фазы для проб, принимаемых за стандарт и соответствующих по показателям нормативным документам, является многомерный массив откликов матрицы сенсоров, представляемых в виде кинетического «визуального отпечатка» (фиг.), для которого рассчитывают интегральный показатель - площадь «визуального отпечатка», далее с помощью программного обеспечения сопоставляют со стандартом, совпадение «визуальных отпечатков» анализируемых проб и стандарта более, чем на 75% подтверждает их идентичность, снижение степени идентичности «визуальных отпечатков» ниже 75% свидетельствует о порче мяса и мясных изделий.

Продолжительность анализа с учетом пробоподготовки составляет 10-15 мин, время измерения - 3 мин; число измерений без обновления массива сенсоров - 50. Повторное нанесение пленок на электроды пьезорезонаторов - не более 45 мин.

Регенерация сенсора (полное восстановление начальной частоты колебаний) производится осушенным лабораторным воздухом, подающимся в ячейку с помощью компрессора в течение 1-2 мин.

Способ поясняется следующим примером.

Пример. Продемонстрируем способ на примере анализа образцов вареной колбасы «Докторская».

Формируют матрицу из 8-ми сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов. Для модификации электродов используют ацетоновые растворы полиэтиленгликольсукцината, полиэтиленгликоля 2000, триоктилфосфиноксида, октилполиэтоксифенола; полиокси-этилен(20)-сорбитан-моноолеат, дицикло-гексан-18-краун-6 в толуоле; родамин 6Ж в этаноле, углеродные нанотрубки в хлороформе. Тонкие пленки сорбентов формируют нанесением микрошприцем их растворов на тензочувствительную область пьезокварцевых резонаторов. При выборе покрытий электродов учитывали необходимость определения за одно измерение различных групп соединений, свидетельствующих о применении сырья сомнительной свежести при производстве мясных изделий, в том числе в случае нивелирования порока завышенным содержанием специй. Избыток растворителя удаляют в сушильном шкафу в течение 15-20 мин при температуре не выше 40°C.

Затем отбирают пробы взятых на исследование образцов вареной колбасы «Докторская» в.с. массой 3 г, помещают в стеклянный бюкс объемом 40 см³, герметично закрывают полиуретановой крышкой, выдерживают в течение 30 мин.

Вначале исследуют образец, изготовленный в соответствии с требованиями ГОСТ (стандарт), затем образец, при выработке которого использовано сырье сомнительной свежести, но содержание специй не превышает регламент (исследуемый образец 1), и образец, при выработке которого использовано сырье сомнительной свежести, пороки завуалированы завышенным содержанием специй, что свидетельствует о нарушении рецептуры и технологии производства (исследуемый образец 2).

Пробы равновесной газовой фазы образцов объемом 3 см³ поочередно вводят шприцем через патрубок, снабженный полиуретановой прокладкой, который расположен на уровне электродов пьезокварцевого резонатора.

При диффузии легколетучих веществ в околосенсорное пространство ячейки детектирования и их адсорбции на пленке изменяется частота колебаний сенсора, отклики которого регистрируются с помощью программного обеспечения.

Регенерация сенсора (полное восстановление начальной частоты колебаний) производится осушенным лабораторным воздухом, подающимся в ячейку с помощью компрессора в течение 2 мин.

Аналитическим сигналом является многомерный массив откликов матрицы сенсоров, представляемых в виде кинетического «визуального отпечатка» стандарта, исследуемых образцов 1 и 2 вареной колбасы (фиг.), для которых рассчитывают интегральный показатель - площадь «визуального отпечатка», далее с помощью программного обеспечения сопоставляют со стандартом, совпадение «визуальных отпечатков» анализируемых проб и стандарта более чем на 75% подтверждает их идентичность, снижение степени идентичности «визуальных отпечатков» ниже 75% свидетельствует о порче мяса и мясных изделий.

Так, при анализе вареной колбасы «Докторская» установлено увеличение площади «визуального отпечатка» исследуемого образца 1 (фиг., Исследуемый 1) по сравнению со стандартом (фиг., Стандарт) на 32% (S_иccл.1=7606 ед.², S_cтaнд.=5763 ед.²). Различие между пробами составляет более 25% и изменение формы «визуального отпечатка» (обведено штрихом) свидетельствует об образовании азот- и кислородсодержащих легколетучих соединений в результате использования несвежего исходного сырья.

При исследовании вареной колбасы «Докторская» установлены отличия в геометрии «визуальных отпечатков» исследуемого образца 2 (фиг.. Исследуемый 2) по сравнению со стандартом (фиг., Стандарт) (выделено штрихом на фиг.) и увеличение площади «визуального отпечатка» исследуемого образца 2 (фиг., Исследуемый 2) по сравнению со стандартом (фиг.. Стандарт) на 55% (S_иccл.2=8906 ед.², S_cтaнд.=5763 ед.²). Различие между пробами составляет более 25%, что свидетельствует о превышении содержания ароматобразующих добавок вследствие применения при выработке изделий мясного сырья сомнительной свежести, то есть нарушение рецептуры и производства вареных колбасных изделий.

Продолжительность анализа с учетом пробоподготовки составляет 15 мин, время измерения - 3 мин; число измерений без обновления массива сенсоров - 50. Повторное нанесение пленок на электроды пьезорезонаторов - не более 45 мин.

Способ осуществим. Возможно установление признаков начальной стадии порчи мяса и мясных изделий, нарушения технологии и рецептуры их производства.

Сравнительная характеристика оценки аромата мясных изделий по прототипу и заявляемому способу представлена в таблице.

Как следует из примера, фиг. и таблицы, предлагаемый способ позволяет установить с высокой точностью признаки начальной стадии порчи мясного сырья, готового продукта, использование в составе рецептуры несвежего сырья, установить нивелирование его низкого качества избыточным добавлением специй, что свидетельствует о нарушении рецептуры и технологии производства, повысить экономичность и мобильность анализа, снизить энергетические и временные затраты, упростить контроль и повысить экспрессность испытаний, установить нарушения технологии производства, рецептуры и хранения продуктов.

Изменение массы пленок на электродах пьезосенсоров, природы сорбентов, алгоритмов обработки аналитической информации приводит к увеличению ошибки анализа, малому различию «визуальных отпечатков» стандартов и анализируемых образцов, ухудшает метрологические характеристики способа.

Предложенный способ позволяет:

- определять свежесть исходного сырья;

- установить признаки начальной стадии порчи готового продукта;

- использование при выработке готовых изделий несвежего мясного сырья;

- установить нарушение рецептуры и технологии производства из-за высокого содержания специй для маскировки применения мясного сырья сомнительной свежести;

- повысить экспрессность определения (время анализа не превышает 15 мин);

- повысить мобильность детектирующего устройства благодаря миниатюрным размерам анализатора газов и возможности эксплуатирования без дополнительных баллонов;

- снизить экономические затраты за счет многократного применения сенсоров и использования энергосберегающих технологий.

Способ установления признаков начальной стадии порчи мяса и мясных изделий, нарушения технологии производства и рецептуры
Показатель	Прототип	Новый способ
Установление признаков порчи мясного сырья	+	+
Установление факта применения мясного сырья сомнительной свежести для выработки мясных изделий	-	+
Установление факта нивелирования пороков аромата готовых мясных изделий избыточным содержанием специй	-	+

Способ установления признаков начальной стадии порчи мяса и мясных изделий, нарушения технологии производства и рецептуры, включающий формирование матрицы из 8-ми сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов АТ-среза с базовой частотой колебаний 9-10 МГц, электроды которых модифицируют, для чего на их поверхность наносят в качестве сорбентов пленки массой 10-15 мкг из ацетоновых растворов полиэтиленгликоль сукцината, полиэтиленгликоль ПЭГ 2000, триоктилфосфиноксида, октилполиэтоксифенола, полиокси-этилен(20)-сорбитан-моноолеата, дицикло-гексан-18-краун-6 в толуоле; родамин 6Ж в этаноле, углеродные нанотрубки в хлороформе с последующим удалением избытка растворителя в сушильном шкафу в течение 20 мин при температуре не выше 40°С, отбор пробы массой 3 г, подготовку равновесной газовой фазы, для этого пробу помещают в стеклянный бюкс объемом 40 см³, герметично закрывают полиуретановой крышкой и выдерживают в течение 30 мин, отбор пробы равновесной газовой фазы, ввод ее в ячейку, регистрацию и обработку аналитических сигналов сорбции, при которой отклики отдельных сенсоров фиксируют одновременно в течение 60 с и формируют в виде суммарного сигнала в кинетический «визуальный отпечаток», который сопоставляют со стандартом, совпадение «визуальных отпечатков» анализируемых проб и стандартов более чем на 75%, подтверждает их идентичность, снижение степени идентичности «визуальных отпечатков» ниже 75% свидетельствует о порче мяса и мясных изделий.