СПОСОБ ПРИНАДЛЕЖНОСТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ КОФЕЙНЫХ НАПИТКОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СОЦИАЛЬНЫХ ГРУПП И СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ АРОМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРИ ГРУППЫ

Название	СПОСОБ ПРИНАДЛЕЖНОСТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ КОФЕЙНЫХ НАПИТКОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СОЦИАЛЬНЫХ ГРУПП И СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ АРОМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРИ ГРУППЫ
Разработчик (Авторы)	Кучменко Т.А., Шевцов А.А., Острикова Е.А., Умарханов Р.У.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2502997
Дата регистрации	15.11.2011
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежская государственная технологическая академия"
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к технике определения качественных показателей кофейных напитков и может быть использовано в пищеконцентратной промышленности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является дегустационный метод [Позняковский, В.М. Экспертиза пищевых концентратов. Качество и безопасность [Текст]: Учеб. - справ. пособие / В.М. Позняковский, И.Ю. Резниченко, А.М. Попов; под общ. ред. В.М. Позняковского - 2-е изд., испр. и доп.- Новосибирск: Сиб. Универ. изд-во, 2007. - 266 с.].

Недостатком известного способа являются: невысокая точность оценки, субъективность, необходимость привлечения квалифицированных экспертов, значительная погрешность вследствие внешних факторов, недостаточная экспрессность, невозможность сохранения и накопления качественных и количественных характеристик аромата.

Технической задачей изобретения является разработка способа принадлежностной идентификации кофейных напитков для различных социальных групп и сравнительной оценки ароматических характеристик внутри группы, обеспечивающего высокую точность, воспроизводимость и объективность исследований, исключающего возможность ошибки за счет воздействия внешних факторов и позволяющего сохранять и накапливать качественные и количественные характеристики аромата.

Для решения поставленной технической задачи изобретения предложен способ принадлежностной идентификации кофейных напитков для различных социальных групп и сравнительной оценки ароматических характеристик внутри группы, характеризующийся тем, что для принадлежностной идентификации и сравнительной оценки ароматических характеристик кофейных напитков используют анализатор запахов с методологией «электронный нос», в котором в качестве измерительного массива применяют 7 сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов объемно-акустических волн с базовой частотой колебаний 10,0 МГц и разнохарактерными пленочными сорбентами на электродах: 2 сенсора с полярными сорбентами, чувствительными к спиртам, альдегидам, эфирам, фенолам, кетонам, эфирам, аминам - полидиэтиленгликоль сукцинат (ПДЭГСк); полиэтиленгликоль фталат (ПЭГфт); 2 сенсора с полярными сорбентами, чувствительными к легколетучим спиртам, альдегидам, эфирам -полиэтиленгликоль (ПЭГ-2000), Тритон Х-100; 2 сенсора с избирательными сорбентами к фенолам, метиловым эфирам жирных кислот, эфирным маслам - 4-аминоантипирин (4ААП); пчелиный клей (прополис, ПчК); 1 сенсор с неполярным сорбентом - полистирол (ПС); пробы напитков термостатируют при комнатной температуре, отбирают среднюю пробу объемом 50 см³, отстаивают ее, помещают в герметичный стеклянный сосуд с полимерной мягкой мембраной, выдерживают при постоянной температуре 20±2°C в течение 30 минут, индивидуальным для каждой пробы шприцем отбирают 2 см³ равновесной газовой фазы и вводят в ячейку детектирования, фиксируют частоту колебаний пьезокварцевых резонаторов равномерно через 1 с в течение 120 с, формируют суммарный аналитический сигнал в виде «визуальных отпечатков» максимумов и с помощью программного обеспечения прибора сравнивают с эталонными «визуальными отпечатками», полученными при анализе кофейных напитков для четырех социальных групп, а именно: беременные женщины и кормящие матери; дети и подростки в возрасте от 10 до 17 лет; пожилые люди; спортсмены и люди, подверженные тяжелой физической нагрузке, приготовленных в точном соответствии с рецептурами из сырья, обжаренного при точном соответствии технологических параметров заданным, устанавливая степень их сходства, при этом если степень сходства с каким-либо эталоном из базы данных по кофейным напиткам составляет более 95%, то делают вывод о принадлежности исследуемого напитка к этой группе, если степень сходства составляет 90-95%, то исследуемый напиток изготовлен из сырья с отличающимися от эталона свойствами, если степень соответствия менее 90%, то напиток не принадлежит к выбранной группе и его сравнивают с эталоном для другой социальной группы; сравнивают ароматические характеристики кофейных напитков внутри группы посредством анализа степени сходства нескольких образцов; по максимальным сигналам отдельных сенсоров судят о соответствии содержания отдельных веществ в образце эталону: сигнал сенсора с покрытием полидиэтиленгликоль сукцинат (ПДЭГСк) характеризует содержание аминов, сигнал сенсора с покрытием полиэтиленгликоль фталат (ПЭГфт) характеризует содержание сложных эфиров, сигнал сенсора с покрытием полиэтиленгликоль (ПЭГ-2000) характеризует содержание спиртов; если сигналы этих сенсоров в анализируемой пробе соответствуют с погрешностью±2 Гц их сигналам для стандартной пробы, то содержание спиртов, сложных эфиров, аминов можно считать идентичным эталону.

Технический результат изобретения заключается в повышении точности, воспроизводимости и объективности принадлежностной идентификации и сравнительной оценки ароматических характеристик кофейных напитков внутри группы, повышении экспрессности, исключении возможности ошибки за счет воздействия внешних факторов.

На фиг.1 приведены эталоны «визуальных отпечатков» максимальных сигналов сенсоров: а - напиток для беременных женщин и кормящих матерей, б - напиток для детей и подростков в возрасте от 10 до 17 лет, в - напиток для пожилых людей, г - напиток для спортсменов и людей, подверженных тяжелой физической нагрузке; на фиг.2 приведен «визуальный отпечаток» максимальных сигналов сенсоров неизвестного напитка; на фиг.3 приведены «визуальные отпечатки» максимальных сигналов сенсоров образцов напитка для пожилых людей, приготовленных с использованием сырья, обжаренного при параметрах, отличных от требуемых по технологии.

Способ принадлежностной идентификации кофейных напитков и сравнительной оценки ароматических характеристик внутри группы осуществляют следующим образом:

- готовят анализатор запахов с методологией «электронный нос», где в качестве измерительного массива применяются 7 сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов объемно-акустических волн с базовой частотой колебаний 10,0 МГц и разнохарактерными пленочными сорбентами на электродах: 2 сенсора с полярными сорбентами, чувствительными к спиртам, альдегидам, эфирам, фенолам, кетонам, эфирам, аминам - полидиэтиленгликоль сукцинат (ПДЭГСк); полиэтиленгликоль фталат, (ПЭГфт); 2 сенсора с полярными сорбентами, чувствительными к легколетучим спиртам, альдегидам, эфирам - полиэтиленгликоль (ПЭГ-2000), Тритон Х-100; 2 сенсора с избирательными сорбентами к фенолам, метиловым эфирам жирных кислот, эфирным маслам - 4-аминоантипирин (4ААП); пчелиный клей (прополис, ПчК); 1 сенсор с неполярным сорбентом -полистирол (ПС); затем готовят кофейный напиток, для чего растворяют в 150 см³ кипятка 7,5 г порошка кофейного напитка, приготовленного по рецептуре для одной из четырех социальных групп, а именно: беременных женщины и кормящие матери; дети и подростки в возрасте от 10 до 17 лет; пожилые люди; спортсмены и люди, подверженные тяжелой физической нагрузке [Шевцов А.А. Поликомпонентные кофейные напитки диетического назначения [Текст] / А.А. Шевцов, Е.А. Острикова // Пиво и напитки. - 2011. - №4. - С.36-38.] и настаивают в течение 5 минут; отбирают среднюю пробу подготовленного напитка объемом 50 см³, отстаивают ее, помещают в герметичный стеклянный сосуд с полимерной мягкой мембраной. Пробы выдерживают при температуре 20±2°С в течение 30 минут. Отбирают индивидуальным для каждой пробы шприцем 2 см³ равновесной газовой фазы и вводят в ячейку детектирования;

- фиксируют частоту колебаний пьезокварцевых резонаторов в течение 120 с;

- формируют суммарный аналитический сигнал в виде «визуальных отпечатков» максимумов и сравнивают с эталонными «визуальными отпечатками», полученными по результатам анализа кофейных напитков для четырех социальных групп, а именно: беременные женщины и кормящие матери; дети и подростки в возрасте от 10 до 17 лет; пожилые люди; спортсмены и люди, подверженные тяжелой физической нагрузке, приготовленных в точном со ответствии с рецептурами из сырья, обжаренного при точном соответствии технологических параметров заданным [Шевцов, А.А. Обоснование выбора закона изменения температуры и скорости теплоносителя в процессе обжарки растительного сырья [Текст] / А.А. Шевцов, Е.А. Острикова // Материалы международной научно-технической интернет-конференции «Энергосберегающие процессы и аппараты в пищевых и химических производствах» («ЭПАХПП-2011»). - Воронеж, гос. технол. акад. - Воронеж: ВГТА, 2011. - С.392-395];

- выявляют степень сходства с эталонами с помощью программного обеспечения прибора, дающего результат в процентах: ≥95% - однозначное соответствие заявленному образцу; 90-95% - частичное соответствие образцу, свидетельствующее об изготовлении исследуемого напитка из сырья с отличающимися от эталона свойствами; ≤90% - несоответствие заявленному образцу, указывающее на то, что напиток не принадлежит к данной группе и его следует сравнить с эталоном для другой социальной группы; производят сравнительную оценку ароматических характеристик кофейных напитков внутри группы посредством анализа степени сходства нескольких образцов;

- по максимальным сигналам отдельных сенсоров судят о соответствии содержания отдельных веществ в образце эталону: сигнал сенсора с покрытием полидиэтиленгликоль сукцинат (ПДЭГСк) характеризует содержание аминов, сигнал сенсора с покрытием полиэтиленгликоль фталат (ПЭГфт) характеризует содержание сложных эфиров, сигнал сенсора с покрытием полиэтиленгликоль (ПЭГ-2000) характеризует содержание спиртов; если сигналы этих сенсоров в анализируемой пробе соответствуют с погрешностью±2 Гц их сигналам для стандартной пробы, то содержание спиртов, сложных эфиров, аминов можно считать идентичным стандарту.

Таким образом, использование предложенного способа принадлежностной идентификации кофейных напитков для различных социальных групп и сравнительной оценки ароматических характеристик внутри группы позволяет: обеспечить высокую точность определения, простоту обнаружения, объективность, безопасность, позволяет сохранять и накапливать качественные и количественные характеристики аромата, снизить себестоимость и время, затрачиваемое на анализ.

Формула изобретения

Способ принадлежностной идентификации кофейных напитков для различных социальных групп и сравнительной оценки ароматических характеристик внутри группы, характеризующийся тем, что для принадлежностной идентификации и сравнительной оценки ароматических характеристик кофейных напитков используют анализатор запахов с методологией «электронный нос», в котором в качестве измерительного массива применяют 7 сенсоров на основе пьезокварцевых резонаторов объемно-акустических волн с базовой частотой колебаний 10,0 МГц и разнохарактерными пленочными сорбентами на электродах: 2 сенсора с полярными сорбентами, чувствительными к спиртам, альдегидам, эфирам, фенолам, кетонам, эфирам, аминам - полидиэтиленгликоль сукцинат (ПДЭГСк); полиэтиленгликоль фталат (ПЭГфт); 2 сенсора с полярными сорбентами, чувствительными к легколетучим спиртам, альдегидам, эфирам - полиэтиленгликоль (ПЭГ-2000), Тритон Х-100; 2 сенсора с избирательными сорбентами к фенолам, метиловым эфирам жирных кислот, эфирным маслам - 4-аминоантипирин (4ААП); пчелиный клей (прополис, ПчК); 1 сенсор с неполярным сорбентом - полистирол (ПС); пробы напитков термостатируют при комнатной температуре, отбирают среднюю пробу объемом 50 см³, отстаивают ее, помещают в герметичный стеклянный сосуд с полимерной мягкой мембраной, выдерживают при постоянной температуре (20±2)°C в течение 30 мин, индивидуальным для каждой пробы шприцем отбирают 2 см³ равновесной газовой фазы и вводят в ячейку детектирования, фиксируют частоту колебаний пьезокварцевых резонаторов равномерно через 1 с в течение 120 с, формируют суммарный аналитический сигнал в виде «визуальных отпечатков» максимумов и с помощью программного обеспечения прибора сравнивают с эталонными «визуальными отпечатками», полученными при анализе кофейных напитков для четырех социальных групп, а именно: беременные женщины и кормящие матери; дети и подростки в возрасте от 10 до 17 лет; пожилые люди; спортсмены и люди, подверженные тяжелой физической нагрузке, приготовленных в точном соответствии с рецептурами из сырья, обжаренного при точном соответствии технологических параметров заданным, устанавливая степень их сходства, при этом, если степень сходства с каким-либо эталоном из базы данных по кофейным напиткам составляет более 95%, то делают вывод о принадлежности исследуемого напитка к этой группе, если степень сходства составляет 90-95%, то исследуемый напиток изготовлен из сырья с отличающимися от эталона свойствами, если степень соответствия менее 90%, то напиток не принадлежит к выбранной группе и его сравнивают с эталоном для другой социальной группы; при необходимости производят сравнительную оценку ароматических характеристик кофейных напитков внутри группы посредством анализа степени сходства нескольких образцов, по максимальным сигналам отдельных сенсоров судят о соответствии содержания отдельных веществ в образце эталону: сигнал сенсора с покрытием полидиэтиленгликоль сукцинат (ПДЭГСк) характеризует содержание аминов, сигнал сенсора с покрытием полиэтиленгликоль фталат (ПЭГфт) характеризует содержание сложных эфиров, сигнал сенсора с покрытием полиэтиленгликоль (ПЭГ-2000) характеризует содержание спиртов; если сигналы этих сенсоров в анализируемой пробе соответствуют с погрешностью ±2 Гц их сигналам для стандартной пробы, то содержание спиртов, сложных эфиров, аминов можно считать идентичным эталону.

Изобретение "СПОСОБ ПРИНАДЛЕЖНОСТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ КОФЕЙНЫХ НАПИТКОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ СОЦИАЛЬНЫХ ГРУПП И СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ АРОМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВНУТРИ ГРУППЫ" (Кучменко Т.А., Шевцов А.А., Острикова Е.А., Умарханов Р.У.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога