Сравнительные характеристики спортивного питания на основе молочного и растительного белка. Часть 2

1 2 3

---

Часть 2. Экспериментальная часть.

Пункт 2.1 Схема эксперимента.

С целью анализа пищевой ценности и качества полученного функционального продукта использовались органолептические и физико-химические методы исследования.

Пункт 2.2. Сравнительная характеристика органолептической оценки молочного и растительного белка

Методика органолептической оценки показателей качества изделий Органолептическое (сенсорное) исследование продукта проводится с использованием человеческих органов чувств – зрения, вкуса, обоняния, осязания. Достоверность органолептической оценки зависит от квалификации и индивидуальных качеств дегустатора. Учитывая фактор субъективности отдельного индивида, следует делать выводы об органолептических критериях путем осреднения данных полученных от нескольких дегустаторов. Как правило, оценка продукта проводится «вслепую», когда дегустатор не имеет информации о производителе или марке продукции. Это помогает избежать предвзятого мнения при оценке и выносу вердикта относительно качества продукта. Основными оцениваемыми характеристиками являются внешний вид, консистенция, цвет, запах и вкус. Внешний вид отражает зрительное впечатление о форме, текстуре и других характеристиках. Цвет – показатель, характеризующий соответствие окрашивания данному продукту, его равномерность и адекватность. Запах – характеризуется ароматом, источаемым продуктом. Зависит от количества и качества выделяемых летучих веществ. Оценка строится на общем впечатлении от аромата, степени соответствия продукту, наличию/отсутствию 48 посторонних запахов. Для интенсификации выделения ароматных веществ можно увеличить поверхность продукта или повысить температуру. Консистенцию определяют сначала руками, ощупывая продукт, сминая и растягивая его в руках, затем оценивают ощущение при употреблении в пищу, жесткость, прожевываемость и др. Вкус – один из важнейших показателей пищевого продукта. Это чувство, возникающее при воздействии химических соединений пищевого продукта на вкусовые рецепторы языка. Основные 4 вкусовые характеристики это: горечь, соленость, сладость и кислота. Для сенсорной оценки продукции используют бальную систему оценок. В нашем случае опирались на 5-и бальную систему качества, где: 1 балл – неудовлетворительное; 2 балла – едва удовлетворительное; 3 балла – удовлетворительное; 4 балла — хорошее; 5 баллов — отличное качество, очень хорошее;

Органолептическая оценка молочного белка OPTIMUM NUTRITION 100% WHEY GOLD STANDARD

Средний балл органолептической оценки по результатам 5 экспериментов: 4,16
Органолептическая оценка соевого протеина MyVegan Soy Protein

Средний балл органолептической оценки по результатам 5 экспериментов: 3,72

Пункт 2.3. Сравнительная характеристика аминокислотного скора молочного и растительного протеина

Зная аминокислотный профиль какого-либо протеина имеется возможность сравнить его с эталонным составом, а также посчитать аминокислотный скор и биологическую ценность того или иного продукта:

Один из способов расчета аминокислотного скора сводится к вычислению процентного содержания каждой из аминокислот в исследуемом белке по отношению к их содержанию в белке, принимаемом за эталонный, по следующей формуле:

 

АС = (АКХ / АКС) · 100%,

где АКС – содержание аминокислот в стандартном белке; АКХ – содержание аминокислот в исследуемом белке.

Лимитирующими являются те незаменимые кислоты, скор которых имеет значение менее 100%.

Для оценки биологической ценности белков используют величину КРАС:

БЦ = 100 – КРАС, %

КРАС = ∑∆ РАС / n,

где ∑∆ РАС – разность аминокислотного скора для каждой незаменимой аминокислоты по сравнению с одной из наиболее дефицитной; n – число незаменимых аминокислот.

Аминокислотный скор молочного белка

I. Рассчитаем аминокислотный скор в протеиновой смеси «IsoSensation» от компании UltimateNutrition – один из самых популярных производителей спортивного питания в России.

Рассчитаем аминокислотный скор в изоляте белка молочной сыворотки 90%

Содержание эталонных аминокислот в продукте (в мг на 100 г порошка):

Изолейцин – 4900

Лейцин – 10300

Лизин – 8700

Метионин – 1700

Цистеин – 2300

Фенилаланин – 3100

Тирозин – 2900

Триптофан – 2400

Треонин – 7000

Валин – 5700

Аминокислотный скор:

АС = (АКХ / АКС) · 100%

Изолейцин: АС = (4900/4000) · 100 = 122,500 %

Лейцин: АС = (10300/7000) · 100 = 147,143 %

Лизин: АС = (8700/5500) · 100 = 158,182 %

Метионин: АС = (1700/1750) · 100 = 97,143 %

Цистеин: АС = (2300/1750) · 100 = 131,429 %

Фенилаланин: АС = (3100/3000) · 100 = 103,333 %

Тирозин: АС = (2900/3000) · 100 = 96,667 %

Триптофан: АС = (2400/1000) · 100 = 240 %

Треонин: АС = (7000/4000) · 100 = 175 %

Валин: АС = (5700/5000) · 100 = 114 %

Лимитирующими аминокислотами являются: метионин, АС которого равен 97,143 % и тирозин, АС которого равен 96,667 %.

Разность аминокислотного скора для каждой аминокислоты по сравнению с дефицитной (∑∆ РАС):

Изолейцин: ∑∆ РАС = 122,500 – 96,667 = 25,833

Лейцин: ∑∆ РАС = 147,143 – 96,667 = 50,476

Лизин: ∑∆ РАС = 158,182 – 96,667= 61,515

Метионин: ∑∆ РАС = 97,143 – 96,667= 0,476

Цистеин: ∑∆ РАС = 131,429 – 96,667= 34,762

Триптофан: ∑∆ РАС = 240 – 96,667= 143,333

Треонин: ∑∆ РАС = 175 – 96,667= 78,333

Валин: ∑∆ РАС = 114 – 96,667= 17,333

Величина КРАС:

КРАС = ∑∆ РАС/n, где n = 8

КРАС = 418,727/8 = 52,341

Биологическая ценность БЦ, %:

БЦ = 100 – КРАС

БЦ = 100 – 52,341 = 47,659

Аминокислотный скор соевого белка

АС = (АКХ / АКС) · 100%

Изолейцин: АС = (4200/4000) · 100 = 105 %

Лейцин: АС = (7100/7000) · 100 = 101,4 %

Лизин: АС = (5500/5500) · 100 = 100 %

Метионин: АС = (1100/1750) · 100 = 62,8 %

Цистеин: АС = (1100/1750) · 100 = 62,8 %

Фенилаланин: АС = (4500/3000) · 100 = 150 %

Тирозин: АС = (3200/3000) · 100 = 106,6 %

Триптофан: АС = (1100/1000) · 100 = 110 %

Треонин: АС = (3300/4000) · 100 = 82,5 %

Валин: АС = (4300/5000) · 100 = 86 %

Лимитирующей аминокислотой является: метионин, АС которого равен 62,8 %

Разность аминокислотного скора для каждой незаменимой аминокислоты по сравнению с одной из наиболее дефицитной (∑∆ РАС):

Наиболее дефицитной незаменимой аминокислотой является метионин АС которого 62,8 %

Изолейцин: ∑∆ РАС = 105 – 62,8 = 42,2

Лейцин: ∑∆ РАС = 101,4 – 62,8 = 38,6

Лизин: ∑∆ РАС = 100– 62,8 = 37,2

Фенилаланин: ∑∆ РАС = 150– 62,8 = 87,2

Триптофан: ∑∆ РАС = 110 – 62,8 = 47,2

Треонин: ∑∆ РАС = 82,5 – 62,8 = 19,7

Валин: ∑∆ РАС = 86 – 62,8 = 23,2

Величина КРАС:

КРАС = ∑∆ РАС/n, где n = 8

КРАС = 295,3/8 = 36,9

Биологическая ценность БЦ, %:

БЦ = 100 – КРАС

БЦ = 100 – 36,9 = 63,1

Пункт 2.4. Сравнительные характеристики растворимости молочного и растительного белка

Растворимость— способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы —растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см³ (мл) растворителя (г/100 г или см³/100 см³). Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ — практически только от температуры. Все вещества в той или иной степени растворимы в растворителях. В случае, когда растворимость слишком мала для измерения, говорят, что вещество нерастворимо.

Зависимость растворимости веществ от температуры выражается с помощью кривых растворимости. По кривым растворимости производят различные расчёты. Например, можно определить массу вещества, которое выпадет в осадок из насыщенного раствора при его охлаждении.

Процесс выделения твёрдого вещества из насыщенного раствора при понижении температуры называется кристаллизацией. Кристаллизация играет огромную роль в природе—приводит к образованию некоторых минералов, участвует в процессах, протекающих в горных породах.

Характеристики растворимости подразделяются на качественные и количественные:

Качественные характеристики определяют мнение исследователя в отношении растворимости данного вещества — хорошо растворимо, плохо растворимо, мало растворимо, нерастворимо и т.п., и являются субъективными. Попытка сделать их более объективными была сделана в Государственной фармакопее СССР для обозначения растворимости лекарственных средств, но она не получила распространения.

Количественные характеристики определяют количество вещества, растворенного в данном количестве растворителя при данных условиях и обычно имеют размерности концентрации (моль/л, г/100 г растворителя, г/100 г раствора, г/кг растворителя, мольная доля и т.д.).

Качественная и количественная растворимость приводится в справочной литературе.

Для определения качественной растворимости часто используется эмпирическое правило «подобное растворяется в подобном». Это правило разные источники объясняют немного по разному: полярные вещества растворяются в полярных растворителях, вещества имеющие гидроксильные группы хорошо растворяются в растворителях с гидроксильными группами и т.п.

Растворимость зависит от растворяемого вещества, растворителя, температуры, давления, наличия в растворителе других веществ.

Растворимость большинства газов растет с ростом давления и уменьшается с ростом температуры. Для твердых и жидких веществ влияние давления на растворимость менее значимо, чем для газов.

Температура имеет различное влияние на различные системы «растворяемое вещество — растворитель», но в большинстве случаев при увеличении температуры растет растворимость (обратной зависимостью обладают, например, многие соли кальция). Так как растворяемое вещество часто увеличивает температуру кипения растворителя, растворимость при атмосферном давлении может быть измерена и выше температуры кипения растворителя. При повышенном давлении и температуре растворимость может сильно увеличиваться (например, в воде при высоком давлении и температуре относительно хорошо растворяются углеводороды и кварц, которые почти нерастворимы при обычных условиях).

Наличие в растворителе других веществ может сильно влиять на растворимость.

Примеры:
1) добавление в водный раствор неполярных веществ солей может привести к выделению неполярного вещества в осадок, за счет эффекта высаливания,
2) наличие растворенного кислорода сильно влияет на растворимость ртути в воде за счет эффектов поверхностного окисления, 3) наличие небольшого количества влаги в абсолютном этаноле может сильно изменить растворимость неполярных веществ.

 

Способы измерения растворимости:

Самым старым способом измерения растворимости является растворение вещества до его выпадения в осадок, выдерживание такой смеси при определенной температуре, отделение осадка и вычисление растворившегося вещества. Молярная концентрация — это величина численно равная отношению количества растворённого вещества к объёму раствора. Единица измерения моль/л.

В современных условиях для измерения очень малых значений растворимости часто пользуются хроматографическими системами.

При измерениях растворимости важно учесть все факторы, которые могут повлиять на растворимость.

Многие белки растворяются в воде, что обусловлено наличием на поверхности белковой молекулы свободных гидрофильных групп. Растворимость белка в воде зависит от структуры белка, реакции среды, присутствия электролитов. В кислой среде лучше растворяются белки, обладающие кислыми свойствами, а в щелочной — белки, обладающие основными свойствами. Альбумины хорошо растворяются в дистиллированной воде, а глобулины растворимы в воде только в присутствии электролитов. Не растворяются в воде белки опорных тканей (коллаген, кератин, эластин и др.).

Подавляющее большинство белков обладает гидрофильными свойствами, т.е. способностью легко взаимодействовать с молекулами воды. Гидрофильность белков обусловлена полярными заряженными и полярными незаряженными группами, расположенными на поверхности их молекул. Полярными заряженными группами в молекуле белка являются радикалы лизина, гистидина, аргинина, аспарагиновой и глутаминовой кислот; полярными незаряженными — радикалы серина, треонина, тирозина, цистеина, аспарагина, глутамина и другие. Гидрофильные вещества легко растворяются в воде и водных растворах.

Растворимость белков в растворителях неодинакова и зависит от многих факторов: природы, состава и рН растворителя, ионной силы и температуры раствора, структурных особенностей молекулы данного белка и других факторов. Среди белков есть и нерастворимые в некоторых растворителях. Это связано с особенностью их структуры.

Большое значение для растворимости белка имеет ионная сила раствора (в частности, концентрация электролита). При низких ионных силах растворимость белка увеличивается, а при высоких — уменьшается. Зависимость растворимости большинства белков от рН при данной ионной силе описывается U -образной кривой с минимумом растворимости вблизи изоэлектрической точки и увеличенной растворимостью при значениях рН меньше и больше изоэлектрической точки. С повышение температуры до определенной величины (например, от 0 до 25 – 40 °С) растворимость большинства белков повышается (это правило имеет исключение).

При растворении белков в воде и водных растворах происходит гидратация каждой белковой молекулы, т.е. взаимодействие полярных групп белка с водой. При этом например, -СО-NH- группы связывают по одной молекуле воды, карбоксильные группы — по четыре молекулы воды, аминогруппы — по одной молекуле воды.

В результате гидратации вокруг заряженных молекул белка образуется электрозаряженный водный слой (гидратная оболочка), состоящая из молекул воды, ориентированных по отношению к молекуле белка строго определенным образом

Чем дальше молекулы воды удалены от поверхности молекулы белка, тем беспорядочнее их расположение в растворе. Вокруг электронейтральных молекул белка гидратная оболочка не образуется.

Гидратная оболочка препятствует агрегации белковых частиц и тем самым способствует устойчивости раствора белка. Таким образом, заряд и гидратная оболочка являются важными факторами, обусловливающими устойчивость белковых растворов.

Процесс растворения условно можно разделить на четыре стадии. В первой стадии до начала растворения система состоит из чистых компонентов: низкомолекулярной жидкости и полимера (белка). Вторая стадия процесса набухание заключается в том, что молекулы жидкости проникают в погруженный в нее белок, раздвигают полипептидные цепочки и разрыхляют его. Расстояние между молекулами в белке, а также его масса и объем увеличиваются. Третья стадия растворения заключается в том, что по мере набухания объем белка и расстояние между макромолекулами увеличиваются настолько, что макромолекулы начинают отрываться друг от друга и переходить в слой низкомолекулярной жидкости. В четвертой стадии растворения молекулы полимера равномерно распределены по всему объему системы, образуя истинный гомогенный раствор.

Пункт 2.4.1. Растворимость молочного белка

В сравнительно узком интервале температур, приблизительно от 0 до 40 °С, растворимость большинства белков возрастает с повышением температуры. При температурах, превышающих 40—50 °С, большинство белков утрачивает стабильность, начинается их денатурация, сопровождающаяся обычно резким снижением растворимости. Кривая растворимости изолята сывороточного белка в воде в зависимости от температуры представлена на рисунке 1, в молоке на рисунке 2.

 

Рисунок 1. Кривая растворимости изолята сывороточного белка в воде

 

Кривая растворимости изолята сывороточного белка в молоке

 Пункт 2.4.2. Растворимость растительного белка

 

 Кривая растворимости изолята соевого белка в молоке

 Пункт 2.5. Сравнение активности воды и сроков хранения молочного и растительного белка

Изменение влагосодержания пищевых продуктов негативно влияет на их качество и сроки хранения. При этом продукты теряют требуемые текстурные характеристики – например, сахарный песок становится твердым и комковатым, а изюм – жестким, готовые сухие зерновые завтраки теряют рассыпчатую текстуру, а вяленое мясо становится жестким и сухим.

Изменения в содержании влаги обусловливают и многие другие изменения. Некоторые сухие продукты, производимые из зерновых культур, в условиях низкой влажности прогоркают значительно быстрее и становятся неприемлемыми для потребителя. Лабильные пищевые вещества, такие как витамины и натуральные пигменты (например, хлорофилл) быстрее окисляются при хранении в условиях пониженной влажности. С другой стороны, при чрезмерном повышении содержания влаги значительно возрастает скорость ферментативного гидролиза и усиливается неферментативное потемнение по типу реакции Майяра.

Даже незначительные колебания температуры при хранении пищевых продуктов с умеренным содержанием влаги создают условия для локального повышения в них влажности. Области повышенной влажности могут стать участниками развития микробиологической порчи (например, участком повышенной обсемененности бактериями, инфицирующими пищевой продукт или вырабатывающими различного вида токсины). Активные системы регулирования содержания влаги должны включать в себя регулирование влажности и температуры внешней среды.

Для регулирования влажностного режима используются различные упаковочные материалы. Даже если упаковочная пленка обладает отличными гидроизолирующими свойствами, она не может полностью обеспечить оптимальные условия хранения продукта. Содержание влаги в готовом продукте может незначительно отличатся от оптимального уровня, обеспечивающего максимальный срок хранения. Упаковочный материал имеет мельчайшие трещины на сгибах или не всегда герметичен в местах термосварки. Материал упаковки характеризуется также частичной проницаемостью для водяного пара. Все эти факторы влияют на изменение содержания влаги в продукте, в значительной степени определяя продолжительность срока хранения и конечное качество.

Оптимальный подход заключается в использовании активной системы регулирования содержания влаги, способной реагировать и управлять изменяющимися условиями на протяжении «жизни» пищевого продукта.

Для понимания и применения системы управления содержанием влаги необходимо получить базовое представление о показателе активности воды. Активность воды, обозначаемая a_w, может быть измерена для любого пищевого продукта. Она представляет собой отношение и выражается десятичной дробью с двумя или тремя значащими цифрами после запятой. a_w определяется следующим образом:

a_w = P_s/P_w,

где P_s – парциальное давление паров данного продукта или раствора;

где P_w – парциальное давление паров чистой воды.

Значения a_w, находятся в диапазоне от 0,00 (абсолютная сухость) до 1,00 (чистая вода). Таким образом, можно измерить значения активности воды для конкретных видов продуктов, например, 0,33 или 0,62 для готовых сухих завтраков или сухофруктов соответственно. Этот показатель хорошо используется практиками, изучающими пищевые продукты.

Для практических целей, возможно, предпочтительнее преобразовывать значе­ние а_w в относительную влажность. Мы знакомы с термином «относительная влаж­ность» из сообщений прогноза погоды или для описания условий, которые могут ощущаться как комфортные или дискомфортные. По определению относительная влажность равна а_w x 100.

Если давление водяного пара в продукте и окружающем воздухе; одинаково, то они находятся в равновесии, но эта система не статическая, а динамическая, в кото­рой потеря воды продуктом компенсируется равным ее количеством, поступающим из окружающей среды. Когда пищевой продукт оказывается в условиях, близких к равновесному состоянию, степень воздействия на продукт будет определять защит­ная упаковка и ее барьерные свойства. Вторым фактором является внешняя среда, в которой находится упаковка и содержащийся в ней продукт. В условиях понижен­ной влажности продукт может терять влагу, а при повышенной влажности он будет её аккумулировать. Если влажность продукта и окружающей среды одинакова, ни­каких изменений во влагосодержании происходить не будет в виду равновесия влажности внутри упаковки и окружающей воздушной среды.

Любой созданный по рецептуре или натуральный пищевой продукт характери­зуется некоторым уникальным значением a_w, при котором его текстура будет опти­мальной. Изменения в рецептуре могут влиять на а_w, особенно если эти изменения касаются жидких продуктов. Например, добавление в качестве подсластителя саха­розы снижает а_w продукта. При внесении моносахаридов (например, глюкозы или фруктозы) а_w снижается почти в два раза, поскольку в единице массы глюкозы со­держится в 1,9 раза больше молекул по сравнению с единицей массы сахарозы.

Если упаковать продукты с различными значениями а_w„ то последняя примет некоторое промежуточное значение. При этом содержание влаги ни в одном из про­дуктов не будет находиться на оптимальном уровне. Если все же необходимо упако­вать продукты, компоненты которых отличаются значениями a_w, например, печенье с фруктовой начинкой, то рецептуру каждого из компонентов необходимо изменить для получения одинакового значения а_w,  иначе собственно печенье размягчится и окажется недостаточно хрустящим, а начинка — твердой и вязкой.

Получить влажную фруктовую начинку и хрустящее печенье с одинаковым зна­чением а_w довольно трудно, однако подобрав состав смеси сахара, муки, жиров, эмульгаторов и т. д., можно создать продукт достаточно приемлемого качества с дли­тельным сроком хранения (6 – 12 мес), но с относительно узким допустимым диапа­зоном изменения в содержании влаги или а_w.

Значения а_w, натуральных продуктов (например, фруктов, овощей и зерен злако­вых культур) по мере их роста и созревания меняются в определенном интервале. Как правило, одной из стадий созревания является преобразование биополимеров (например, крахмала в глюкозу или фруктозу). По мере созревания яблок при посто­янном общем содержании влаги снижается а_w,. В ходе храпения яблоки потребляют часть глюкозы для получения энергии, необходимой для поддержания жизни плода. Со временем плоды теряют упругость, поскольку содержание влаги в них уменьша­ется. Салат и другие листовые овощи вянут, теряя набухаемость, и перестают быть хрустящими. В этих случаях потерю влаги можно значительно снизить, помещая по­добные пищевые продукты в среду повышенной влажности, которая обеспечивает им максимальный срок хранения, в течение которого они будут сохранять приемле­мый вкус и другие органолептические свойства в течение продолжительного перио­да времени. Для некоторых продуктов это будут сутки, а для других — месяцы.

Хранение свежих продуктов в условиях повышенной влажности имеет и свои недостатки. Относительно небольшие колебания температуры могут вызывать кон­денсацию влаги па поверхности упаковки или продукта. Эта локализованная влага (локальные значения а_w = 1,0) будет способствовать росту всех видов микроорга­низмов. Циклические изменения температур создают тенденцию к миграции влаги из продукта. Скорость потери влаги обычно бывает выше, чем ее поступление, по­этому продукт под воздействием повторных температурных циклов подвергается необратимой потере влаги.

Следует отметить, что вопреки ощущениям охлажденная воздушная среда имеет сравнительно низкую относительную влажность, находящуюся обычно в интервале 30-40%. Точка росы воздуха в холодильной камере зависит от температуры охлаж­дающих элементов камеры.

Для каждого пищевого продукта существует собственное оптимальное значение а_w.. В некоторых случаях даже незначительные изменения общего влагосодержания приводят к неприемлемости продукта для потребителя. В качестве примеров можно привести грибы сублимационной сушки или сухой томатный порошок, которые ста­новятся некондиционными уже при незначительном увеличении влажности. Вяле­ная говядина в узком интервале а_w (0,74-0,76) может значительно отличаться по текстуре (в этом случае допустимое отклонение а_w меньше 0,01). Такой узкий интер­вал допустимых значений а_w означает, что продукт должен быть защищен от контак­та с внешней средой посредством упаковки с низкой влагопроницаемостью.

Некоторые продукты обладают высокой устойчивостью к изменению содержа­ния влаги и a_w. Для фруктовых и ягодных пресервов колебания а_w, в пределах ±0,1 едва ли будут заметны. Для макаронных изделий допустимым являются значитель­ные колебания по содержанию влаги без заметных последствий для качества — раз­личные виды макаронных изделий продаются в бумажных пакетах без защитной пленки и даже в простой картонной упаковке.

По величине активности воды пищевые продукты делят на:

• продукты с высокой влажностью, a_w = 1÷0,9
• продукты со средней влажностью, a_w = 0,9÷0,6
• продукты с низкой влажностью, a_w = 0,6÷0

Изменение активности воды в закрытой, но уже вскрываемой упаковке с изолятом соевого белка в зависимости от времени, при постоянной комнатной температуре приведено на рисунке 5.

Зависимость Aw от времени τ в закрытой упаковке с изолятом соевого белка

 

Зависимость Aw от времени τ в закрытой упаковке с изолятом сывороточного белка

Методы измерения активности воды

Для определения активности воды a_w  в изоляте сывороточного белка и применяют различные методы. При использовании гравиметрических методов фиксируют изменение массы пробы или вспомогательного гигроскопического материала за счет сорбции влаги. Гигроскопические методы основаны на изменении геометрических размеров или электрофизических параметров гигроскопического материала (электропроводность, диэлектрическая проницаемость). Перечисленные методы являются косвенными. К прямым относится манометрический метод. Он заключается в непосредственном измерении давления водяного пара с помощью жидкостных, емкостных или других параметров. Этот метод принят за эталонный и чаще всего используется при проведении исследовательских работ.

Метод зеркально охлаждаемого датчика точки росы:

В приборе, использующем этот метод, образец находится в равновесии с воздушной прослойкой измерительной камеры, в которой находится зеркало и устройство, обнаруживающее конденсацию на зеркале. В равновесном состоянии относительная влажность воздуха в камере имеет такое же значение, как и активность воды образца. В приборе температура зеркала точно контролируется термоэлектрическим устройством Пельтье. Обнаружение точного значения, при котором появляется первая конденсация на зеркале, отмечается фотоэлементом. Пучок света направляется на зеркало и отражается в приемнике светового излучения (в фотоэлементе). Приемник распознает изменение в отражении при возникновении конденсации на зеркале. Затем, термоэлемент, присоединенный к зеркалу, регистрирует температуру, при которой появилась конденсация. Затем на приборе загорается зеленый дисплей или звучит сигнал. Последнее значение активности воды и температура образца также отображаются на дисплее. Этот метод измерения активности воды используется в приборах AquaLab 3, AquaLab 3TE, AquaLab 4TE и AquaLab 4TEV.

В дополнение к методу, описанному выше, в приборах используется внутренняя вентиляция, благодаря которой воздух внутри камеры циркулирует, тем самым, уменьшая время наступления равновесия. С того момента как температура конденсации и температура поверхности образца будут одновременно измерены, потребность в полном тепловом равновесии будет устранена, это поможет сократить время измерений до пяти минут и меньше.

Температурный контроль:

Изменение активности воды, вследствие изменения температуры, для большинства материалов меньше чем 0,002 на градус Цельсия. Таким образом, прибор AquaLab идеально подходит для измерения активности воды образцов при комнатной температуре. Однако, температура образцов, имеющих температуру, отличную от комнатной, будет уравновешена до температуры прибора, перед тем, как будет посчитано значение активности воды. Большие различия в температурах приведут к более длительному времени вычисления, так как полный и точный расчет будет произведен только тогда, когда максимальная разница температур будет составлять не больше 2 градусов. Для того чтобы лучше контролировать температуру между Вашим образцом и прибором, Вы можете воспользоваться экраном равновесия образца в главном меню, который может показать разницу температур образца и камеры. Хотя для большинства применений в температурном контроле обычно нет необходимости, есть случаи, когда контроль температуры желателен. По этой причине компанией Decagon был разработан прибор для измерения активности воды с температурным контролем (модель AquaLab 3TE, AquaLab 4TE и AquaLab 4TEV). Существует ряд преимуществ прибора с наличием температурного контроллера. Ниже приведены несколько главных из них:

1) Исследовательские цели

Изучение влияния температуры на значение a_w (активность воды) образца, сравнение значений a_w различных образцов независимых от температуры, исследования увеличения срока годности или другие исследования активности воды, когда температурный контроль особо важен.

2) Выполнение правительственных требований или внутреннего регламента для определенных продуктов

Хотя для большинства продуктов значение активности воды варьируется в пределах ±0,002 на градус Цельсия, некоторые правила требуют измерения активности воды образца только при определенной температуре. Наиболее общее требование +25°С, хотя иногда встречается и +20°С.

3) Минимизация чрезмерных отклонений температуры окружающей среды

Если температура в лаборатории и температура прибора AquaLab ежедневно колеблется в пределах ±50°С, считываемые значения активности воды будут изменяться менее чем на ±0,01aW. Такие изменения температуры окружающей среды встречаются редко. Как было сказано выше, такая большая погрешность значения активности воды образца иногда допустима, поэтому потребности в контроле температуры может и не возникнуть. Однако, если в Вашей лаборатории так изменяется температура и Вам требуется точность более, чем 0,01aW, Вам необходим температурный контроллер.

Метод диэлектрического датчика влажности:

В этом методе для определения активности воды используется диэлектрический датчик влажности. В приборе, использующем такой принцип действия, между двумя пористыми электродами герметизированной камеры, помещен один пористый полимер. Электрические свойства полимера изменяются в зависимости от относительной влажности камеры. Электроды подают сигнал, основанный на относительной влажности в закрытой камере. Затем этот сигнал преобразовывается программным обеспечением и отображается на экране прибора как значение активности воды. В состоянии равновесия относительная влажность воздуха в камере равна значению активности воды образца. Этот метод измерения активности воды используется в приборах AquaLab LITE и AquaLabPawkit.

 

Определение содержания влаги по ГОСТ 9793-74:

Порядок проведения анализа:

Вбюкс помещают песок в количестве, примерно в 2-3 раза превышающем навеску продукта, стеклянную палочку и высушивают в сушильном шкафу при температуре (150±2) ^оС в течение 30 минут. Затем бюкс закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают. Далее в бюкс с песком вносят навеску продукта 3г, взвешивают повторно, тщательно перемешивают с песком стеклянной палочкой и высушивают в сушильном шкафу в открытом бюксе при температуре (150±2) ^оС в течение 1часа. Затем бюкс закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают. Взвешивание проводят на весах с погрешностью не более 0,0002 г. Массовую долю влаги рассчитывают по разнице массы проб:

Х = ((m₁ — m₂)/(m₁ —m)) * 100, %,

Где m₁, m₂– масса бюкса с песком, стеклянной палочкой и навеской соответственно до и после высушивания, г; m – масса бюкса с песком и стеклянной палочкой после высушивания, г.

Сроки годности

 

---

1 2 3