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    食品生產中的分析測試,了解基礎知識

    日期:2021-12-14 瀏覽:442
    內容簡介:分析測試設備可以幫助確保各種產品和條件的質量和安全。如果你想知道你的食品是如何進行的,那就對它進行采樣。這在工廠里和在廚

    分析測試設備可以幫助確保各種產品和條件的質量和安全。

    如果你想知道你的食品是如何進行的,那就對它進行采樣。這在工廠里和在廚房里都是如此。

    分析測試基本上是檢測(為了安全)和測量(為了質量)的結合。檢測確保食品或飲料中的所有東西都應該存在;測量確保它們以正確的比例存在。

    有多種分析技術可供選擇,取決于需要測量或檢測的內容、速度和精確度。選擇包括臺式或在線設備,破壞性或非破壞性,濕或干,基于光或電磁,以及更多的變化。

    樣品分析中最重要的變量之一是分析的速度有多快,這通常取決于為遵守一套特定的GMP標準而必須采集樣品的頻率。一般來說,破壞性技術,如失水干燥或用酸或其他化學品進行滴定,速度慢,成本高,但準確性高。間接的非破壞性技術,如暴露在紅外光或磁脈沖中,速度更快,但往往不那么權威。

    通常使用破壞性試驗作為校準非破壞性試驗的初步技術,例如,確定產品的最佳紅外曲線。非破壞性技術,無論是臺式的還是在線的,然后成為標準。

    水分是食品中最經常測試的參數之一,它可以通過各種方式進行測量。最常見的水分初步破壞性測試之一是干燥損失。一個食品樣品被加熱以驅除水分。樣品在加熱前和加熱后的重量之差以百分比表示;這被認為是產品的水分百分比。

    損耗式干燥有一些缺點。熱量可以使某些種類的食物除了水分之外還失去其他揮發性成分,如脂肪。該測試也很耗時,通常至少需要一個小時,有時需要三個或更長時間。有更快的設備可用。阿美特克-布魯克菲爾德公司銷售一種快速失重干燥系統,通過連續稱量樣品并在失重減弱時立即結束測試,將測試時間縮短到10分鐘。

    另一個常見的初步破壞性測試是卡爾-費舍爾法,以1940年代初開發該方法的化學家命名。它基本上使用化學品,這些化學品在結合后會消耗水;當引入測試樣品時,可以從這個過程(稱為滴定)所需的時間推斷出水分???費歇爾滴定法能夠以1%的精確度測量水分。然而,它相對昂貴,而且使用有毒化學品,必須妥善處理。

    另一種基于滴定法的測試甚至更古老:凱氏法,由一位丹麥釀酒師在19世紀末開發。它通過用酸將牛奶分解以釋放其氮,來衡量牛奶等產品的蛋白質含量。大部分的氮含量來自于蛋白質;通過滴定法測量的釋放的氮的數量表明蛋白質的比例。

    可見光

    破壞性方法設定了基準,但日常分析通常由快速、非破壞性的測試方法完成。這些方法通常將產品,無論是樣品還是主要產品流,暴露在某種能量形式下,如光或電磁脈沖。這種能量與產品的相互作用表明水分、脂肪、蛋白質、鹽和其他物質的含量。

    最常見的非破壞性測試涉及低頻率、高波長的光。這種方法被稱為光譜學,分析這種光在通過食品樣品和/或從其表面反射時是如何改變的。光譜法有多種形式,主要取決于光的波長;不同的波長適合不同的目的。

    最常見的此類方法之一是近紅外光譜法(NIR),它使用波長在800至2500納米之間的光。近紅外是快速的,通常每個樣品需要不到一分鐘,而且用途廣泛。它被用于許多不同的食品,以獲得各種參數。

    "MoistTech公司總裁Adrian Fordham說:"雖然水分是我們的重點,但我們也提供分析儀,用于連續在線測量蛋白質、脂肪/油、糖、調味品、咖啡因和其他吸收近紅外光束的成分/元素。

    一次進行多種測量是近紅外的一個主要優勢。"Kett美國公司的總經理John Bogart說:"食品公司的另一個近紅外優勢是能夠用一臺儀器測量更多的水分。"例如,可以同時測量水分、脂肪/油、蛋白質、灰分(作為殘留物)、糖、纖維、水活性和其他成分。這大大減少了資本支出和'人的時間'要求"。

    另一種基于光的分析方法是傅里葉變換紅外(FTIR)。它與近紅外的基本區別是,它使用更高的波長的光,在2500至25000納米之間。這種較長的波長產生了更強的信號,使傅立葉變換紅外更準確和具體。然而,這也限制了它的穿透力,使它最適合于液體和總固體含量低于20%的樣品。近紅外的較短波長使它能夠穿透樣品到2厘米的深度,使它更適合于固體樣品。

    滲透性分析

    準確地找到一些成分,如脂肪,有時需要一種更具穿透力的分析技術。最常見的一種是核磁共振(NMR),它涉及到在樣品中發送電磁脈沖。脈沖激發了樣品中脂肪分子的質子,使它們在 "放松 "時被檢測到。

    一種被稱為時域(TD-NMR)的核磁共振可作為近紅外光譜學的補充技術使用。TD-NMR對于樣品中有一部分是液體、一部分是固體的應用非常有用,布魯克光學公司北美應用光譜學市場開發總監Dean Roberts說。

    CEM公司銷售的Oracle是一款基于核磁共振的分析儀,可以在30秒內確定脂肪含量,而無需通過濕化學方法進行校準。2017年獲得食品技術協會創新獎的Genesis可以分析肉類、乳制品、粉末和從奶酪到面條的加工食品中的脂肪含量。

    核磁共振可以尋找其他物質,如糖類和蛋白質,這些物質構成了食品的化學特征。偏離這一概況是一個跡象,表明食品出了問題,或者它不是它聲稱的那樣。布魯克公司擁有一系列核磁共振分析設備,可以驗證,例如,果汁實際上是由瓦倫西亞橙制成的,或者橄欖油確實是特級初榨的,或者蜂蜜沒有被 "添加 "高果糖玉米漿。

    事實上,檢測食品中不應該存在的東西--無論是意外還是故意引入的--是分析測試設備的一個潛在的重要功能。但這種能力在很大程度上沒有得到充分利用,羅伯茨說。"我沒有看到太多的客戶真正愿意花錢,特別是為摻雜物花錢,除非他們把它作為整體分析包的一部分。"

    污染物的檢測可以分為非目標檢測和目標檢測,前者是尋找任何不屬于自己的東西,后者是尋找特定的物質。光譜學,特別是近紅外,更適合于非目標性檢測。

    在涉及到某些摻雜物時,這兩種方法都比一些常見的 "濕 "化學方法有優勢。尿素和三聚氰胺(其衍生物)已經被牽扯到涉及源自中國的污染成分的丑聞中,這些成分被用于富含蛋白質的產品,如嬰兒配方奶粉和寵物食品。因為三聚氰胺和蛋白質一樣,都含有大量的氮,它可以騙過通過測量氮含量來衡量蛋白質的凱氏定律等測試;光譜學可以區分這兩者。

    你的生產線是什么?

    分析測試設備的兩個基本方面是在哪里使用和如何經常使用?;镜倪x擇是:臺式,有時稱為在線,即把樣品帶到實驗室或其他專用測試區的設備上;在線,即在工廠車間進行測試,可以用手持設備,也可以把樣品系統地轉移到一個側流中;以及在線,即對實際產品流進行連續測量。

    在線測試是最準確的選擇,特別是在波動大的過程中。它還可用于自動過程控制,例如調整溫度或烘箱停留時間等參數以達到水分目標。但在線測試比臺式測試更昂貴,而且通常功能較少,只能關注一個或兩個參數。

    "產品多或預算少的食品生產商可以從在線分析中受益,因為一個臺式傳感器可以被配置為測量幾十種產品而不需要額外的硬件,"Process Sensors Corp.的營銷協調員Bonnie Woods說。"希望實現流程自動化、獲得實時數據并減少操作員依賴性的公司可從在線分析中受益。"

    tec5usa公司食品、飼料和飲料業務發展和部門營銷經理Naimish Sardesai說,這歸結為速度與全面性的問題。

    "臺式分析是一個黃金標準,但它可能是一個緩慢和昂貴的過程,"Sardesai警告說。"這種技術最大的缺點是,當你收到產品的定性結果時,它們可能已經被包裝好了。在線光譜法的用戶可能不得不在某種程度上放棄分析的精度和變量數量,但[它]可以歸結為只有工藝所需要的東西。"

    羅伯茨說,在線分析的一個重要考慮因素是探針的正確位置,以便與產品保持一致的接觸。例如,液體流中的探頭不應該放在容易產生空化現象的泵附近,因為引入液體流中的氣泡會干擾讀數。

    對正確的參數使用正確的分析測試設備可以在很大程度上確保食品的美味和安全。這是每一個食品加工廠都希望通過的一項測試。

     
     
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