Kontrola kvalitetaprehrambenih proizvoda

Predavanje 5

5. ODREĐIVANJA U KONTROLI KVALITETA

Tekstura prehrambenih proizvoda

Procena teksture se vrši čulom vida i dodira, ali često iosećajem koji hrana daje u ustima (mekoća, tvrdoća ...).

Prema standardu BS 5098:tekstura je osobina hrane nastala kombinacijom fizičkihsvojstava i onih opaženih čulima vida, sluha, dodira(uključujući i osećaj u ustima).

Tekstura Konzistencija

Primarne osobine

Tvrdoća Sila potrebna za kompresiju hrane između kutnjaka (za čvrstu hranu) ili

između jezika i tvrdog nepca (za polučvrstu hranu)

Kohezivnost Stepen do kojeg hrana može biti deformisana pre nego što dođe do

raskidanja

Viskoznost Sila potrebna da se hrana povuče iz kašike preko jezika

Elastičnost Brzina kojom se definisani uzorak vraća u svoje prvobitno stanje nakon

prestanka sile deformacije

Adhezivnost Sila potrebna za uklanjanje prijanjalih materijala za nepce u toku

konzumacije hrane

Sekundarne osobine

Frakturabilnost

(lomljivost)

Sila kojom se hrana mrvi, puca ili lomi. To je rezultat stepena tvrdoće i

niskog stepena adhezivnosti

Žvakljivost Vreme ili broj potrebnih žvakanja za omekšavanje čvrste hrane do stanja

pogodnog za gutanje. Zavisi od tvrdoće, kohezivnosti i elastičnosti

Gumljivost Energija potrebna za dezintegraciju polučvrste hrane pre gutanja. To je

rezultat tvrdoće niskog stepena i kohezivnosti visokog stepena

Voda u namirnicama

Osnovna materija

Namirnice se posmatraju kao binarni sistemi:- Voda (tečna faza)- Suva materija (čvrsta faza)

Neke namirnice sadrže čak i preko 90% vode.

Složeni disperzni sistemi:voda je vezana na različite načine za suvu materiju.

- Polarnost

- Hemijski vezana (hidratna) voda- Apsorpcioni kapacitet

- Monomolekulski sloj: sloj vode koji se prvi vezuje zaskelet od suve materije

- Adsorbovana voda

- Kapilarno vezana voda

Aktivnost vode

Aktivnost vode - određuje najniži limit raspoložive vode zamikrobni rast.

Aktivnost vode (ne sadržaj vode !) jedan od najkritičnijihfaktora pri determinaciji kvaliteta i sigurnosti proizvoda kojesvakodnevno konzumiramo !!!

Aktivnost vode utiče na rok upotrebe, bezbednost, teksturu,ukus i miris hrane.

Najveći broj bakterija ne raste kada je aktivnost vode ispod0,91, i najveći broj plesni prestaje sa rastom pri vrednostiispod 0,80.

Aktivnost vode može imati signifikantnu ulogu udeterminaciji aktivnosti enzima i vitamina u hrani i možeimati glavni uticaj na boju, ukus i aromu hrane.

Procesi korišćeni za redukciju količine slobodne vode u hraniuključuju tehnike kao što su:

Koncentrovanje

Dehidracija

Sušenje zamrzavanjem

Supstanca aw

Destilovana voda 1

Česmenska voda 0,99

Sirovo meso 0,99

Mleko 0,97

Sok 0,97

Salama 0,87

Kuvana slanina < 0,85

Zasićeni rastvor NaCl 0,75

Tačka na kojoj žitarice gube hrskavost 0,65

Tipični zatvoreni vazduh 0,5 - 0,7

Med 0,5 - 0,7

Suvo voće 0,5 - 0,6

Supstance i njihova aw vrednost

aw vrednost za rast mikroorganizama

aw Mikroorganizmi rastu na ovoj aw i više Primeri hrane

0,95

Pseudomonas, Escherichia, Proteus,

Shigella, Klebsiella, Bacillus,

Clostridium perfringens, neki kvasci

Veoma kvarljiva hrana (sveže i

konzervirano voće, povrće, meso, riba),

mleko, kuvane kobasice, hleb

0,91Salmonella, Vibrio parabaemolyticus, C.

botulinum, Lactobacillus, neke plesni

Neki sirevi (Cheddar, Swiss, Provolone),

konzervirano meso, koncentrati voćnih

sokova sa 55% sukroze ili 12% NaCl

0,87Većina kvasaca, Candida, Torulopsis,

Hansenula micrococcus

Fermentisane kobasice, suvi sir,

margarin, hrana sa 65% sukroze ili

15% NaCl

0,80

Većina plesni, većina Saccharomyces

spp., Debaryomyces, Staphylococcus

aureus

Većina koncentrata voćnih sokova,

kondenzovano mleko, sirup, brašno,

visoko-šećerni kolači

U zavisnosti od aktivnosti vode koju poseduju, prehrambeniproizvodi se mogu svrstati u tri grupe:

- proizvodi sa visokim aktivitetom vode (> 0,9)

- proizvodi sa srednjim aktivitetom vode (0,6 - 0,9)

- proizvodi sa niskim aktivitetom vode (< 0,6)

hidrofilni i kserotolerantni mikroorganizmi

osmofilni i kserofilnimikroorganizmi

oksidacija ...

Snižavanje aktivnosti vode povećavastabilnost proizvoda u perioduosetljivosti na mikrobni rast.

Aktivnost vode se može smanjiti:- sniženjem temperature proizvoda- sušenjem proizvoda- neznatnim promenama recepta

Merenjem sadržaja vlage pokazalose da torta sadrži 30% vode, dok sudelići voća imali 50% vode

Metode za određivanje aktivnosti vode

Rel. vlažnost vazduha > Rel. vlažnosti namirnice

tada voda iz vazduha prelazi u namirnicu i vlaži je sve dokse ne uspostavi ravnotežno stanje (ekvilibrijum). Sastanovišta namirnice, ovaj proces se naziva sorbcija(adsorbcija).

Rel. vlažnost namirnice > Rel. vlažnosti vazduha

tada voda iz namirnice prelazi u okolinu dok se ne uspostaviravnotežno stanje (ekvilibrijum). To je proces desorbcije(transpiracija).

Aktivnost vode nekog proizvoda može biti određena prekorelativne vlažnosti vazduha u okolini uzorka kada suvazduh i uzorak u ekvilibrijumu (ravnoteži)

Aktivnost vode je bezdimenzionalna veličina

gde je p napon pare vode u supstanci a p0 napon pare čistevode na istoj temperaturi.

0p

paw

%100 waRH

%100 waRH 0p

paw

Nema uređaja koji može biti stavljen u proizvod da bi sedirektno merila aktivnost vode.

Tenziometrijski princip:namirnica se postavlja u uslovima različite relativnevlažnosti vazduha. Traži se vlažnost pri kojoj nemasorpcionih procesa – relativna vlažnost namirnice je ista kaorelativna vlažnost vazduha.Kada se relativna vlažnost vazduha sa kojom je namirnica udinamičkoj ravnoteži podeli sa 100 dobija se aktivnost vodeu namirnici.

Metod je veoma spor a rezultat ima malu preciznost.

Klasični instrumenti se zasnivaju na primeni manometaraza merenje pritiska vodene pare.

Pri ovom postupku namirnica se stavlja u vakuum što jojomogućava da uspostavi ravnotežu (na kontrolisanojtemperaturi) sa okolnim vazduhom, tj. napon pare okolnogvazduha je u ravnoteži sa naponom pare ispitivanog uzorka.

Metoda nije pogodna za brze rutinske analize jer jepotrebno dosta vremena da bi se postigla ravnoteža.

Druga metoda se zasniva na merenju snižavanja tačkemržnjenja rastvora. Ova metoda se koristi za tečnenamirnice i to one koje imaju visoku aktivnost vode (preko0,97), mada može i za tečnosti sa aktivnošću vode iznad0,80.

Higrometri mogu da mere npr. tačku rose. Ova metoda sezasniva na kondenzaciji vodene pare (isparene iz uzorkanamirnice) na površinu ogledala koje se hladi dotemperature rose.Merenje je relativno brzo, ali je moguća greška uslednečistoće ogledala.

Električni higrometri se baziraju na tri tripa senzora zavlagu pri čemu je osetljivost sva tri senzora veoma visoka iiznosi do ± 0,005 aw jedinica.

Sadržaj vode

48-75% u svežem mesu max. 35% u sremskim kobasicama i kulenu max. 40% u drugim vrstama trajnih kobasica max. 55% u polutrajnim kobasicama i konzervama od

fino usitnjenog mesa max. 60% u barenim kobasicama max. 21% u mesnom ekstraktu

max. 12% orah u ljusci max. 26% plod urme max. 6% jezgro badema max. 7% jezgro kikirikija max. 15% u žitu max. 13% u pšenici za kuvanje max. 14% u zrnu kukuruza za kokanje

DestilacijaSušenje u običnoj sušnici

Određivanje vode

Ostale metode

Sušenje u običnoj sušnici

Sušenje se vrši na propisanoj temperaturi u sušnicipod atmosferskim pritiskom do konstantne mase.

m

a 100(%) vodeSadržaj

a - razlika u masi posude sa uzorkom pre i posle sušenja (g)m - odmerena količina uzorka (g)

Sušenje u vakuum sušnici

Destilacija

Ova metoda, poznata i kao ”azeotropnadestilacija”, posebno je pogodna za određivanjesadržaja vode kod namirnica (začini, aromatičnobilje, masti, ulja, kakao, čokolada, sirupi, masnapeciva, mleko u prahu, žitarice i dr.) koje sadržetermolabilne i lako isparljive sastojke.

m

nn 12100

m - masa ispitivane supstance (g)n1 - broj ml vode dobijen tokom prve destilacijen2 - ukupan broj ml vode dobijen u obe destilacije

Ostale metode

Sušenje uz dodatak peska i etanola

Hemijske metode

Elektrohemijske metode

Refraktometrijske metode

Specifične metode

Sadržaj mineralnih materija

Nakon spaljivanja (mineralizacije) životnih namirnicazaostaju neisparljive mineralne materije kao suvi ostatak(pepeo). Sastav pepela zavisi od vrste namirnice i načinaspaljivanja.

Pri višim temperaturama može doći do međusobne reakcijeizmeđu mineralnih materija. Pepeo uglavnom sadrži kalijum,natrijum, kalcijum, magnezijum, fosfor, sumpor, hlor isilicijum.

Takođe, nalaze se i karbonati koji nastaju spaljivanjemnamirnica koje sadrže soli vinske, limunske i jabučnekiseline, kao i neki elementi koji dospevaju u namirnicuprskanjem i zaprašivanjem (Pb, Sn, Sb, Zn, Cu, Fe ...).

Vlažno spaljivanje

Spaljivanje na visokoj temperaturi

Određivanje mineralnih materija

Ukupnipepeo

Pepeo nerastvoran u

HCl

Sulfatniostatak

Ukupnipepeo

U zavisnosti od vrste namirnice, one se direktnospaljuju na temperaturi 500-900°C.

x - masa pepela (g), tj. razlika masa lončića sa pepelom i praznog lončićam - odmerena količina uzorka (g)

m

x 100(%) pepela Sadržaj

Pepeo nerastvoran u

HCl

Pepeo nerastvoran u hlorovodoničnoj kiselinipredstavlja ostatak dobijen obradom sulfatnog iliukupnog pepela hlorovodoničnom kiselinom R, iizračunava se u odnosu na 100 g droge.

Sulfatniostatak

Relativna gustina, Gustina

Relativna gustina d 2020 neke supstance predstavlja odnos

mase određene zapremine te supstance i mase istezapremine vode, na temperaturi od 20°C.

Gustina 20 (kg/m3) neke supstance predstavlja odnos masei zapremine te supstance na 20°C.

Indeks refrakcije

Indeks refrakcije n nekog medijuma u odnosu na vazduhjednak je odnosu sinusa ugla upadnog zraka svetlosti uvazduhu i sinusa ugla prelomljenog zraka u datommedijumu.Ukoliko nije drugačije propisano, indeks refrakcije se merina 200,5°C, propuštanjem D-linije natrijumovog spektra(=589,3 nm), a označava se sa n20

D.

Optička rotacija

Optička rotacija je osobina koju pokazuju određenesupstance da obrću ravan polarizacije polarizovane svetlosti.Polarimetar mora obezbediti očitavanja sa tačnošću do±0,01°.

Ispitivanje droga

Makroskopija: Ispituje se spoljna građa i boja.

Mikroskopija: Ispituju se anatomske karakteristike droge.

Strane primese

Pod stranim primesama se podrazumevaju:

delovi iste biljke koji u opisu droge nisu propisani, delovidrugih biljaka ili materije mineralnog porekla.

Sadržaj etarskog ulja

Određivanje sadržaja etarskihulja u biljnim drogama izvodi sedestilacijom vodenom parom.

Kiselinski broj

Kiselinski broj IA je broj koji izražava u miligramima, količinukalijum-hidroksida potrebnu za neutralizaciju slobodnihkiselina prisutnih u 1 g supstance.

m

nCI KOH

A

10,56

Estarski broj

Estarski broj IE je broj koji izražava u miligramima količinukalijum-hidroksida potrebnu za saponifikaciju estaraprisutnih u 1 g supstance.Izračunava se iz saponifikacionog broja IS i kiselinskogbroja IA.

ASE III

Hidroksilni broj

Hidroksilni broj IOH označava broj miligrama kalijum-hidroksida koji su ekvivalentni količini sirćetne kiselineutrošene za acetilovanje 1 g supstance.

AOH I

m

nnI

1205,28

m

nnIOH

12610,5

Jodni broj

Jodni broj II je broj koji izražava u gramima količinuhalogena računato na jod, koji se mogu adirati, upropisanim uslovima, na 100 g supstance.

m

nnI I

12269,1

Peroksidni broj

Peroksidni broj IP je broj koji u miliekvivalentima aktivnogkiseonika izražava količinu peroksida koji sadrži 1000 gsupstance.

m

nnI P

1210

Saponifikacioni broj

Saponifikacioni broj je broj koji u miligramima izražavakoličinu kalijum-hidroksida potrebnu za neutralizacijuslobodne kiseline i za saponifikaciju estara prisutnih u 1 gsupstance.

m

nnI S

1205,28

Sadržaj etanola

Sadržaj etanola u tečnosti seizražava kao broj ml etanola koji senalaze u 100 ml tečnosti, azapremina se meri na 20±0,1°C.Ovo se naziva "zapreminskiprocenat etanola" (% V/V).

Takođe, sadržaj može da se izrazi ugramima etanola na 100 g tečnosti,što je poznato kao "maseniprocenat etanola" (% m/m).

Sadržaj masti po Soxhlet-u

Metoda se zasniva na rastvaranjumasnih materija u nepolarnom rastvaraču.

100uzorka masa

sušenja posle balonu u masti masa(%) masti Sadržaj

Sadržaj belančevina (azota) po Kjeldahl-u

Metoda se zasniva na razaranju organskematerije sumpornom kiselinom. Dejstvomsumporne kiseline na povišenoj temperaturiproteini se razgrađuju do amonijaka,ugljenik(IV)-oksida i sumpor(IV)-oksida.Ostale bezazotne organske materijerazaraju se do vode, ugljenik(IV)-oksida isumpor(IV)-oksida. Izdvojeni amonijakse kvantitativno vezuje sa sumpornomkiselinom i gradi amonijum-sulfat.Dodatkom koncentrovanog rastvoranatrijum-hidroksida ponovo se oslobađaamonijak, koji se destilacijom vodenom parom uvodi u sud u kome senalazi određena zapremina kiseline poznate koncentracije. Završnomtitracijom utvrđuje se količina preostale kiseline.

odvaga

37,610000028,0)SOF(H)SOH N (0,02 ml(%) eBelancevin 4242 X

Određivanje temperature mržnjenja mleka

Određivanje refrakcije mlečnog seruma

Određivanje suve materije

Određivanje kiselosti mleka

Utvrđivanje mesnatosti

Ispitivanje kvaliteta jaja

“MODERNE” ANALITIČKE METODE

UV-VIS

“MODERNE” ANALITIČKE METODE

GC HPLC

TLC

HROMATOGRAPHY

“MODERNE” ANALITIČKE METODE

HPLC

“MODERNE” ANALITIČKE METODE

HPLC