Ćw. 4

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=ʃ_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=N_Ak, gdzie N_A – 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 (d_20/20) – 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(d_t/t) - oznaczona w temp. tst.C, odniesiona do wody, określana jest wg wzoru: d_t/t=d_xt/d_wt=m_xt/m_wt gdzie d_t/t-gęstość względna badanego ciała, d_xt-gęstość bezwzględna badanego ciała, d_wt-gęstość bezwzględna wody, m_xt-masa badanego ciała, m_wt-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 trzepienia. 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 trzepienia, s-przekrój poprzeczny trzepienia. Typy aerometrów: Gay-Lussaca, Ballinga, Trallesa, Oechsle, 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: d_17,5/17,5=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: d_15/15=1+(Oe/1000), natomiast stopni Oechsle do stopni Baume: d_15/15=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 aero. 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

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 bodźca, 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 bodźców, 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

Chemiczn/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: dyskryminacyjne, kolejności, skalowania, ilościowej analizy opisowej jakości sensorycznej oraz 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: zainteresowanie ocenami, zdolność skupienia, spostrzegawczość, punktualność i niezawodność oraz 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 – anonimowość, rodzaj naczyń, wielkość jednostkowa, temp., liczba próbek oraz 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.