Исследования по применению колориметров для контроля качества цвета жидких пищевых продуктов

I. Введение

В международной торговле продуктами питания и на потребительском рынке, как гласит старая поговорка, «цвет, аромат и вкус имеют важное значение», среди которых «цвет» занимает первое место. Цвет жидких пищевых продуктов (включая осветленные жидкости, эмульсионные жидкости и вязкие полутвердые соусы) является не только внешним проявлением их внутреннего качества и свежести, но и основным сенсорным элементом, влияющим на решения потребителей о покупке. Например, ярко-оранжевый цвет апельсинового сока символизирует обилие витаминов, чистый белый цвет молока отражает стабильность эмульгирования жира и белка, а красновато-коричневый цвет соевого соуса непосредственно олицетворяет зрелость процесса брожения.

Однако в процессе производства и хранения жидкие пищевые продукты очень склонны к изменению цвета из-за термической обработки, реакций окисления, ферментативного потемнения, воздействия света и активности микробов. Если между разными партиями продуктов наблюдается видимая разница в цвете, потребители часто подозревают порчу продукта или нестабильность формулы, тем самым нанося необратимый ущерб доверию к бренду. Традиционные методы, основанные на человеческом глазе для сравнения цветов, страдают от огромных субъективных ошибок. На этом фоне применение высокоточных цифровыхколориметрс (спектрофотометрs) количественный контроль качества стал важной тенденцией для современной индустрии жидких пищевых продуктов, направленной на достижение стандартизированного, глобального и межрегионального производства.

II. Основные технические трудности и режимы измерения цвета при измерении цвета жидких пищевых продуктов

В отличие от твердых или порошкообразных продуктов, жидкие продукты сталкиваются с различными проблемами при измерении цвета из-за их уникальных физических и оптических характеристик, которые в основном проявляются в следующих аспектах:

1. Измерение пропускания прозрачных жидкостей:Такие как спиртные напитки, осветленный фруктовый сок, пищевое масло, минеральная вода и т. д. Эти образцы обладают светопроницаемостью, а их цвет зависит главным образом от характеристик поглощения проходящего света. При измерении этого типа жидкости необходимо использовать режим передачи. Через ячейку для образца (кювету) с фиксированным оптическим путем свет, проникающий в жидкость, попадает в оптический детектор. Этот тип жидкости обычно ориентирован не только на обычныеЛ* а* б*цветовое пространство, но также в значительной степени зависит от конкретных отраслевых цветовых индексов, таких как индекс платина-кобальт (APHA/Pt-Co) и индекс Гарднера, используемый для пищевых масел и смол, а также цветовая шкала Сейболта, используемая для некоторых нефтепродуктов.

2. Двухрежимное измерение мутных и эмульсионных жидкостей: Например, молоко, йогурт, мутный фруктовый сок, густой суп и т. д. Эти жидкости содержат внутри большое количество белковых микрочастиц, жировых шариков или волокон фруктовой мякоти, и после попадания света происходит сильное рассеяние и поглощение. Если используется только метод передачи, свет не может проникнуть; если используется только метод отражения, оптические характеристики внутренней среды невозможно уловить. Поэтому для этих продуктов часто требуются колориметры, поддерживающие двойной режим пропускания + отражения, чтобы всесторонне оценить цвет их поверхности и общую мутность.

3. Бесконтактное и профессиональное измерение тары полутвердых жидкостей высокой вязкости:Например, ароматизирующие соусы (томатный соус, заправка для салата), мед, устричный соус и т. д. Эти образцы не растекаются легко и могут очень легко прилипать к окну измерения, вызывая загрязнение оптической линзы, что делает очистку крайне неудобной и может даже спровоцировать перекрестное загрязнение пищевых продуктов. Ключом к решению этой проблемы является использование колориметров, оснащенных специализированными приспособлениями для тестирования (такими как чашки для проб жидкостей определенных характеристик), или внедрение бесконтактной архитектуры измерения, обеспечивающей как гигиеническую безопасность, так и точность данных.

III. Адаптационные решения колориметров CHNSpec для управления цветом жидких пищевых продуктов

1.Настольный жидкостный спектрофотометрический колориметр серии DS-812N/CS-810

Ориентируясь на жидкие пищевые продукты высокой прозрачности, такие как минеральная вода, спиртные напитки, пищевое масло и осветленный сироп, компания CHNSpec выпустила настольные колориметры для жидкостей DS-810N и CS-810.

Оптические характеристики: в приборах используется геометрия освещения D/0 со встроенными высокочувствительными кремниевыми фотодиодами с УФ-усилением в качестве приемников, что значительно расширяет диапазон измерения коэффициента пропускания до 0–200%. Это гарантирует, что даже при работе с жидкими образцами, цвета которых чрезвычайно близки к прозрачным с лишь небольшими различиями, все равно можно уловить чрезвычайно слабые оптические флуктуации.

Интегрированные специализированные индексы цвета: они могут не только напрямую выводить точные данные L* a* b* и ΔE*, но также идеально интегрировать несколько параметров, универсальных в международной торговле продуктами питания и химикатами, таких как платино-кобальтовый индекс (APHA/Pt-Co), индекс Гарднера, желтизна, поглощение и концентрация. Устранив субъективную случайность при визуальном сравнении цвета глаз вручную, они предоставляют полностью отслеживаемые цифровые данные для международной торговли.

2. Усовершенствованный настольный спектрофотометр-колориметр серии CS-821N.

Для сложных мутных, эмульсионных или темных жидких пищевых продуктов, таких как молоко, соевое молоко, густой фруктовый сок, рисовое вино и соевый соус, настольный спектрофотометр CHNSpec CS-821N является идеальным выбором для промышленности.

Технология анализа спектра с двумя оптическими путями: CS-821N использует импульсную ксеноновую лампу высокой интенсивности в качестве источника света, сотрудничающую с технологией анализа спектра с двумя оптическими путями, которая может отслеживать микроколебания источника света в реальном времени и выполнять автоматическую компенсацию, гарантируя чрезвычайно высокую повторяемость измерений (стандартное отклонение спектрального отражения находится в пределах 0,08%).

Полная совместимость отражения + передачи: прибор поддерживает режим отражения D/8 (геометрия рассеянного освещения, угол обзора 8 градусов) и режим пропускания D/0, легко определяя цвет от твердых тел и порошков до различных сложных жидкостей. При измерении молока его оптическая архитектура позволяет точно различить слабые различия в белизне и желтизне, вызванные разным содержанием жира (цельное, обезжиренное, обезжиренное) или добавлением компонентов с высоким содержанием кальция; при работе с соевым соусом или нефтехимическими жидкостями он также может предоставлять данные о цвете с чрезвычайно высоким соотношением сигнал/шум.

IV. Процесс контроля качества. Применение колориметров в производстве жидких пищевых продуктов.

В реальных международных и местных цепочках поставок жидких пищевых продуктов цифровое управление цветом колориметров CHNSpec осуществляется через три основных звена:

1. Тонкая сортировка сырья, поступающего на завод:Сырье, поступающее на завод, такое как пюре из фруктовых соков, свежее молоко и сырое растительное масло, имеет базовые цвета, на которые сильно влияют происхождение и время года. Использование колориметра для определения исходных данных о цвете может обеспечить основу для последующей точной настройки формулы, предотвращая колебания цвета сырья, вызывающие несоответствие конечного готового продукта.

2.Оптимизация параметров технологии обработки:В процессах производства жидких пищевых продуктов, таких как сверхвысокотемпературная стерилизация (UHT), испарительное концентрирование и ферментация (например, при производстве соевого соуса и пивоварении), чрезмерное нагревание приведет к реакции Майяра (потемнение), тем самым углубляя цвет продукта. Периодически отбирая онлайн-пробы и измеряя их колориметрами CHNSpec, можно динамически регулировать температуру, давление и время нагрева, чтобы гарантировать поддержание процесса в оптимальной золотой зоне.

3. Гарантия соответствия готовой продукции вне завода и срока годности: Когда продукты продаются в различных супермаркетах и ​​на полках по всему миру, визуально однородный цвет может в значительной степени создать высококачественный и строгий имидж бренда. Колориметры также можно использовать для моделирования срока годности, мониторинга воздействия света и температуры на цвет пищевых продуктов внутри жидкой упаковки, а также для получения объективных количественных данных для улучшения светозащитных и кислородбарьерных свойств упаковочных материалов.

V. Заключение

Сегодня, когда доступ к международной торговле продуктами питания становится все более строгим, а требования потребителей к качеству становятся все более строгими, традиционная оценка цвета глаз больше не может удовлетворить потребности высокотехнологичной пищевой промышленности во внешней торговле. Колориметр преобразует абстрактные, зависящие от человека визуальные сенсорные впечатления в универсальные цифровые активы международных стандартов.

Несколько моделей прецизионных спектрофотометрических колориметров, предоставляемых CHNSpec, в том числе серии DS-812N, CS-810 и CS-821N, благодаря своей технологии анализа двойного оптического пути, сверхширокому диапазону передачи и глубоко интегрированным межотраслевым специализированным индексам цвета, создали научную, строгую и отслеживаемую современную систему контроля качества цвета для предприятий по производству жидких пищевых продуктов. Внедрение высокоточных колориметров может не только эффективно контролировать уровень брака и экономить сырье, но и значительно повысить конкурентоспособность брендов на международном рынке, превращая каждое открытие бутылки в настоящий праздник видения и вкуса.