Ćw. 4 POMIAR G
STOŚCI
Gęstość
jest wielkością charakterystyczną dla substancji, a podana w określonych warunkach standardowych
stanowi jedną z najważniejszych jej cech.
Dla substancji jednorodnej masa określana jest jako iloczyn gęstości i objętości: m=d*V gdzie m-
masa, d-gęstość, V-objętość; natomiast dla ciał niejednorodnych określana jest jako granica iloczynu
gęstości i zmian objętości: m=�v d*Dv
Podstawową jednostką jest kg*m-3, jednak w praktyce z reguły jest g*cm-3. Gęstość ciał zależy od
temperatury i ciśnienia.
Równanie Clapeyrona, opisuje zależność pomiędzy temp., ciśnieniem i objętością gazu doskonałego:
p*V=n*R*T
gdzie
p-ciśnienie,
n-liczba moli gazu,
T-temperatura (bezwzględna) [K](t[K]=t[�C]+273,15),
R-stała gazowa (R=NAk, gdzie NA  stała Avogarda, k-stała Boltzmanna, R=8,314 J*(mol*K)-1).
Rozróżnia się gęstość bezwzględną i względną.
Gęstość bezwzględna
jest to stosunek masy jednorodnego ciała do objętości, jaką zajmuje i wyrażana jest w g*cm-3,
zazwyczaj wraz ze wzrostem temp. i spadkiem ciśnienia maleje gęstość.
Gęstość względna (d20/20)
dla próbki w temp. 20st.C, odniesiona do wody, określana jest jako stosunek masy znanej objętości
próbki w temp. 20st.C do masy wody o tej samej objętości również w temp. 20st.C.
Gęstość względna(dt/t)
oznaczona w temp. tst.C, odniesiona do wody, określana jest wg wzoru:
dt/t=dxt/dwt=mxt/mwt
gdzie
dt/t-gęstość względna badanego ciała,
dxt-gęstość bezwzględna badanego ciała,
dwt-gęstość bezwzględna wody,
mxt-masa badanego ciała,
mwt-mmasa wody.
Densymetria
jest to nauka zajmująca się pomiarem gęstości cieczy i ciał stałych. Do technik densymetrycznych
zaliczane są metody: piknometryczne, hydrostatyczne i areometryczne.
Piknometria
jedna z najdokładniejszych metod służąca do określania gęstości cieczy, na podstawie porównania
masy objętości badanej cieczy z masą takiej samej objętości wody w tej samej temperaturze,
pomiarów dokonuje się w piknometrach, szklane naczynia o kształcie banieczki z płaskim dnem,
często wyposażone są w termometr.
W metodach areometrycznych wykorzystywana jest siła wyporu, z jaką ciecz działa na zanurzone w
niej ciało stałe, do pomiarów stosuje się areometry. W najprostszym wariancie jest to pusta rurka
szklana, której górna wydłużona część zaopatrzona jest w specjalną skalę, część dolna zaś w postaci
bańki, wypełniona jest materiałem o dużej gęstości. W praktyce miernikiem czułości areometru jest
najczęściej stosunek bańki do przekroju poprzecznego trzpienia.
W stałej temp. wyraża się wzorem:
m=(V+h*s)*d
gdzie
d-gęstość,
m-masa areometru,
V-objętość bańki,
h-wysokość zanurzonej w cieczy części trzpienia,
s-przekrój poprzeczny trzpienia.
Typy aerometrów:
Ł� Gay-Lussaca,
Ł� Ballinga,
Ł� Trallesa,
Ł� Oechsle,
Ł� laktodensymetr.
Areometr Gay-Lussaca
służy do bezpośredniego pomiaru gęstości bezwzględnej cieczy.
Areometr Ballinga(lub Brixa)
jest wyskalowany w stopniach odpowiadających zawartości sacharozy w g*(100g)-1 roztworu.
Stosowany jest powszechnie w przetwórstwie owocow-warzywnym, a areometr Brixa w
gorzelnictwie i cukrownictwie. W przypadku gdy w roztworze znajdują się również inne składniki,
areometr podaje przybliżoną zawartość ekstraktu. Przy dokonywaniu pomiarów w temp. różnej od
normalnej(20st.C) odczyt należy sprowadzić do tej temp., wprowadzając poprawki z odpowiednich
tabel. Temp. niższa od normalnej poprawkę należy odjąć, w wyższej poprawkę dodać od wartości
odczytu. Przybliżona zależność między gęstością roztworu a wskazaniem areometru:
d17,5/17,5=260/260-�Blg, natomiast zależność stopni Ballinga od stopni Oechsle: �Blg*4=�Oe
Aerometr Trallesa
zwany alkoholomierzem, podaje zawartość alkoholu w stopniach Trallesa(�Tr), czyli procentach
objętościowych  cm3*(100cm3)-1. Areometry Trallesa skalowane są w różnych zakresach temp.(np.
5-15, 15-25), co daje możliwość zwiększenia dokładności odczytu. Przy pomiarach dokonywanych w
temp. innej niż normalna należy wprowadzić poprawki. Temp. niższa od normalnej poprawkę należy
dodać, w wyższej poprawkę odjąć od wartości odczytu.
Areometr Baume
podaje gęstość w stopniach Baume(�Be), które w przybliżeniu odpowiadają procentowej zawartości
chlorku sodu w roztworze wodnym. Punkt zerowy na skali Baume odpowiada gęstości wody, punkt
10� Baume  gęstości 10-procentowego roztworu NaCl. Skala jest rozszerzona do 70� Baume.
Wykorzystywany jest do pomiaru gęstości roztworów soli kuchennej, syropów skrobiowych.
Aerometr Oechsle
jest stosowany do pomiarów gęstości moszczu gronowego w stopniach(�Oe), które wskazują, ile
gramów alkoholu można otrzymać z 1dm3 wina po całkowitym odfermentowaniu cukru. Przeliczanie
stopni Oechsle na gęstość względną odbywa się zgodnie za wzorem: d15/15=1+(Oe/1000), natomiast
stopni Oechsle do stopni Baume: d15/15=144,3/144,3+-�Be. Wartość stopni Be dodaje się w przypadku
cieczy o gęstości mniejszej od 1, odejmuje  dla gęstości większej od 1.
Laktodensymetr
służy do pomiaru gęstości mleka. Na jego skali podane są stopnie umowne(�Ld), zwykle od 20 do 40,
wskazujące tysięczne części gęstości mleka, np. 28�Ld(t=15�C) odpowiada gęstości mleka
d=1,028g*cm-3. Za pomocą laktodensymetru można wykazać, czy badana próbka mleka była
rozcieńczana wodą lub innym roztworem wodnym.
Gęstościomierze elektroniczne
zarówno proste urządzenie ręczne, jak i aparaty laboratoryjne wyposażone w termostat, o różnym
zakresie pomiaru gęstości i temp.. Zasada pomiaru polega tu na mierzeniu okresu drgań w U-rurce,
wypełnianej badańą próbką, która poddana jest wzbudzeniu elektromagnetycznemu. Zmiana
częstotliwości drgań jest przekazywana do przetwornika, w którym zamieniana jest na sygnał
proporcjonalny do gęstości. Gęstościomierze dają możliwość szybkiego i dokładnego pomiaru
gęstości, a niektóre z nich wyposażone są również w automatyczną funkcję korekcji lepkości.
Oznaczanie ilości sacharozy w próbce za pomocą areometru Ballinga
polega na pomiarze stężenia wodnego roztworu sacharozy areometrem B. i przeliczeniu na zawartość
cukru w określonej objętości roztworu. Otrzymaną próbkę cukru rozpuścić w destylowanej wodzie,
roztwór przenieść przez lejek ilościowo do kolby miarowej o pojemności 250cm3 i uzupełnić do kreski
wodą dest., gotowy roztwór przenieść do cylindra o pojemności 250cm3. Delikatnie zanurzyć aero. B.
w cieczy tak aby nie dotykał ścianek cylindra, dokonać odczytu wg menisku górnego, zmierzyć temp.
roztworu, aero. Wyjąć z cylindra, opłukać pod bieżącą wodą i wytrzeć do sucha.
Oznaczenie stężenia alkoholu etylowego w próbce za pomocą areometru Trallesa
oznaczenie polega na pomiarze gęstości rozcieńczonego roztworu alkoholu aerometrem Trallesa i
przeliczeniu na stężenie w procentach objętościowych oraz masowych. Do kolby miarowej o pojem.
200cm3 odmierzyć 10cm3 otrzymanej próbki alkoholu, dopełnić wodą dest. Do kreski i wymieszać,
roztwór przenieść do cylindra 100cm3, zanurzyć areometr. T. Odczytać wynik wg menisku dolnego,
zmierzyć temp. roztworu, aerometr wyjąć, opłukać i wytrzeć do sucha.
Porównanie wskazań areometrów w różnych cieczach
oznaczenie polega na obserwowaniu zachowania się różnych areometrów po zanurzeniu w różnych
cieczach. Do cylindrów 250cm3 napełnionych wodą, roztworem alkoholu, mlekiem i sokiem
owocowym zanurzyć kolejno czyste i suche areometry. Zachowanie się areometrów zapisać w postaci
tabelki, gdy jest to możliwe odczytać wskazania areometru.
Ćw. 15 ANALIZA SENSORYCZNA
Jakość żywności to pojęcie kompleksowe, obejmujące aspekty zdrowotności, jakości sensorycznej i
dyspozycyjności. Jakość sensoryczną określają takie cechy: wygląd zew., zapach, smakowitość i
tekstura
Analiza sensoryczna
dziedzina analityki, która zajmuje się badaniem jakości produktów za pomocą jednego lub kilku
zmysłów stosowanych jako aparat pomiarowy. A.s. pozostaje w ścisłej relacji z badaniami
konsumenckimi, w których określa się reakcje konsumentów na produkt, w tym akceptację,
preferencje i pożądalność.
W percepcji sensorycznej reakcja na bodziec może być rozpatrywana w trzech aspektach:
jakościowym,
ilościowym i
hedonicznym, (hedoniczna  stopień odczuwanej przyjemności, ilościowy  intensywność bodz
ca,
jakościowe  wrażenie jest rozpoznawane i wyrażane słownie.)
Analiza sensoryczna:
- przedmiot badania: sensoryczna reakcja na fizyczny lub chemiczny bodziec w badanym materiale
- pomiar, ocena: synteza elementarnych pobudzeń w kompleksowe wrażenie
- charakter informacji: ilościowy, jakościowy i hedoniczny, integracja bodz
ców, interakcje
intermodalne
- uzyskany wynik: z zasady względny
- zależność uzyskanych wyników do zastosowanej metody: wyniki zależne od metody: każda metoda
dostarcza innej inf. sensorycznej
- sposób wyrażania wyników: zależny od metody; binarny, porządkowy, numeryczny
Chemiczna/instrumentalna
- przedmiot badania: ilość lub stężenie substancji w badanym materiale
- pomiar, ocena: analiza zlożonego obiektu, rozdzielanie na podstawowe elementy
- charakter informacji: ilościowy, ewentualnie jakościowy
- uzyskany wynik: z zasady - absolutny
- zależność uzyskanych wyników do zastosowanej metody: wyniki na ogół niezależne od zast. metody
- sposób wyrażania wyników: numeryczny  jak pojedyncza liczba
W SQCCP(Sensory Quality Critical Control Point)
dąży się do osiągnięcia optymalnego profilu sensorycznego produktu poprzez m.in. identyfikację
kluczowych elementów surowcowych i procesu oraz parametrów technologicznych, a także wpływu
zmienności surowców oraz dodatków na jakość sensoryczną finalnego produktu. Wyróżnia się oceny
analityczne i oceny konsumenckie.
Metody analityczne można podzielić na:
Ł� dyskryminacyjne,
Ł� kolejności,
Ł� skalowania,
Ł� ilościowej analizy opisowej jakości sensorycznej
Ł� określania zmian intensywności wrażeń sensorycznych w czasie.
Sensoryczne badania analityczne/badania konsumenckie:
- cel badań: porównywanie jakości produktów konkurencyjnych, opracowanie nowych produktów,
zapewnienie jakości sens. produktów/ określanie reakcji konsumentów na produkty
- zadania stawiane oceniającym: wykrywanie różnic, porównywanie ze standardem, pomiar wrażenia
w czasie/ akceptacja lub odrzucenie, określanie preferencji w warunkach wyboru
- wymagania odnośnie zespołu oceniającego: przeszkolony zespół odpowiednio do stosowanej
metodyki/ grupa nieprzeszkolonych konsumentów o odpowiedniej liczności
- wymagania odnośnie warunków ocen: laboratorium analiz sensorycznych/ laboratorium analiz
sensorycznych, miejsa publiczne, warunki domowe.
Metody różnicowe
stosuje się je do wykrywania, czy istnieją ogólne różnice w jakości sensorycznej produktów, lub do
stwierdzenia różnic pod względem wybranej charakterystyki jakościowej, wskutek na przykład zmiany
procesu technologicznego, opracowywania nowego produktu i wpływu dodatków aromatyzujących,
najważniejsze metody to: parzysta, trójkątowa i duo-trio.
Metoda parzysta
polega na porównywaniu próbek w parach w celu stwierdzenia różnicy w jakości sensorycznej
określonej cechy. Zadanie oceniającego sprowadza się do dokonania wyboru próbki.
Metoda trójkątowa
polega na porównaniu próbek w elementach trójkowych  w każdym z nich dwie są identycznej
jakości, trzecia zaś jest odmienna pod względem badanej cechy, trzeba stwierdzić które z 3 próbek są
identyczne, oraz wskazać próbkę odmienną.
Metoda duo-trio
polega na porównaniu dwóch próbek nieznanej jakości ze wskazanym i zaznaczonym standardem  s
i stwierdzeniu, która z dwóch próbek jest identyczna ze standardem, a która odmienna.
Metoda kolejności(szeregowania)
polega na uszeregowaniu kilku próbek, podanych w losowej kolejności, pod względem określonej
cechy jakościowej, zaletą jest stosunkowo proste zadanie i szybkość wykonania oceny
Metoda skalowania
służą do ilościowego wyrażania jakości i intensywności sensorycznej produktu pod względem
wybranych cech, każda liczba jest proporcjonalna do intensywności cechy jakościowej, najczęściej
stosowane skale to: skala kategorii, skale liczbowe i skale liniowe.
Skala kategorii
przedstawia różne, hierarchicznie uporządkowane określenia słowne przypisane odpowiednim
poziomom jakości. Mogą być bardziej lub mniej rozbudowane, najbardziej znana jest skala oceny
szkolnej
W skalach liczbowych
różnym poziomom jakości przyporządkowane są odpowiednie liczny, najczęściej 5,7 lub 9 stopni.
Skale graficzne
stanowią odcinek linii prostej określonej długości z odpowiednimi określeniami brzegowymi, dzielą
się one na skale strukturowane i niestrukturowane oraz bipolarne.
Metoda ilościowej analizy opisowej(QDA  Quantitative Descriptive Analysis) smakowitości,
tekstury, kompleksowej jakości sensorycznej, należy do najbardziej złożonych, a jednocześnie
dynamicznie rozwijających się i szeroko stosowanych metod. Metodę tą wykorzystuje się do
jakościowo-ilościowego określania kompleksowej i szczegółowej sensorycznej charakterystyki
produktu, zakłada się że zapach, smakowitość lub tekstura nie są pojedynczymi cechami jakości lecz
kompleksem wielu cech jednostkowych. Procedura metody obejmuje ogólnie: przedstawienie
zespołowi oceniającemu kilku zróżnicowanych próbek produktu z zadaniem zdefiniowania
jednostkowych cech jakościowych przez każdego oceniającego; przeprowadzenie analizy
częstotliwości występowania poszczególnych określeń i ustalenie wstępnej liczby wyróżników;
wykonanie próbnych ocen szkoleniowych i przedyskutowania wyników; przygotowanie ostatecznej
liczby wyróżników, definicji i ewentualnie podanie standardów reprezentujących cechy; ilościową
charakterystykę wszystkich wyróżników przy użyciu jednolitej skali intensywności. Ocenę ilościową
przeprowadza się na skali liniowej o odpowiednich określeniach brzegowych, następnie ulegają
konwersji i przedstawione w postaci wykresów oraz obróbce statystycznej.
Metoda Time-Intensity
polega na śledzeniu zmian intensywności określonej cechy próbki w czasie i zapisu ich przebiegu.
Przykładem produktów gdzie aspekt czasowy wrażeń jest szczególnie ważny, są guma do żucia lub
cukierki.
Metody konsumenckie dzielą się na: preferencji oraz akceptacji.
W ocenach preferencji
dokonuje się wyboru próbki bardziej pożądanej spośród dwóch lub więcej próbek, stosuje się w tym
celu metodę parzystą oraz szeregowania.
W ocenach akceptacji i stopnia pożądalności
wyraża się stosunek do ocenianej próbki, wykorzystuje się metodę skali hednonicznej i jej
modyfikacje, najczęściej 9-stopniowa skala hednoniczna oraz skala graficzna struktur. I niestrukt.
Zespół oceniający w badaniach analitycznych, cechy kandydatów:
Ł� zainteresowanie ocenami,
Ł� zdolność skupienia,
Ł� spostrzegawczość,
Ł� punktualność i
Ł� niezawodność
Ł� wrażliwość sensoryczna.
Konsumenci w badaniach hedonicznych  wiek, płeć, wykształcenie, częstotliwość spożywania
produktu.
Zalety i wady różnych warunków ocen konsumenckich(zalety/wady):
- laboratorium analizy sensorycznej: kontrola warunków otoczenia, względnie niski koszt badań/
warunki nietypowe dla konsumentów, jednorazowa ocena próbki
- publiczne: duża ilość osób, populacja losowa, duża liczba wyników w krótkim czasie/ brak
możliwości skupienia nad oceną, ograniczona możliwość kontroli przebiegu oceny
- domowe: najbardziej zbliżone do warunków konsumpcji, możliwość kilkakrotnej oceny/ wysoki
koszt badań, długi czas trwania badań.
Przygotowanie próbek produktów do ocen
muszą być uważnie dobrane w celu uniknięcia błędów, należy przestrzegać aby cechy sensoryczne
nie zostały w jakikolwiek sposób zmienione przez wprowadzanie np. obcych zapachów, smaków.
Podawania próbek do ocen
Ł� anonimowość,
Ł� rodzaj naczyń,
Ł� wielkość jednostkowa,
Ł� temp.,
Ł� liczba próbek
Ł� kolejność prezentacji.
Anonimowość - brak znaków firmowych na opakowaniach czy nalepek
Rodzaj naczyń  naczynia bezwonne i niereagujące z próbkami, muszą być wszystkie jednakowe
Wielkość jednostkowa  zależy od metody oraz produktu, każdy musi otrzymać taką samą ilość
próbki produktu.
Temperatura  musi być na stałym poziomie, najczęściej temp. pokojowa.
Liczba próbek  zależy od typu produktu, liczby ocenianych cech, rodzaju testu, charakteru i stopnia
wyszkolenia zespołu.
Kolejność prezentacji  zwykle losowy, inny dla każdego oceniającego.
Określenie zdolności rozpoznawania czterech podstawowych jakości smaku  próba na daltonizm
smakowy.
Polega na zdolności rozpoznawania i definiowania czterech podst. smaków: słodki, słony, kwaśny i
gorzki. Przygotowanie roztworów 4 podstawowych smaków, odmierzając do kolb miarowych
1000cm3 odpowiednią ilość roztworu podstawowego każdego za smaków i uzupełniając do kreski
wodą destylowaną. Podanie próbek do oceny  przygotować 9 zakodowanych zlewek 50ml i wlać do
nich 20ml odpowiedniego smaku. Zadanie polega na zidentyfikowaniu rodzaju wyczuwanego smaku.