Έλεγχος ποιότητας τροφίμων

Έλεγχος ποιότητας τροφίμων
Εργαστηριακός οδηγός

Author: Ιωάννης Αρβανιτογιάννης, Θεόδωρος Βαρζάκας, Κωνσταντίνα Τζίφα

Τα θέματα διατροφικής ασφάλειας βρίσκονται συνεχώς στο επίκεντρο του κοινωνικού ενδιαφέροντος, καθώς όλοι οι Ευρωπαίοι καταναλωτές προσδοκούν και απαιτούν περισσότερη ασφάλεια, καλύτερη ποιότητα και αντικειμενική ενημέρωση για τα τρόφιμα και τη διατροφή τους, αλλά και έλεγχο για ποιότητα και ασφάλεια όσο το δυνατόν περισσοτέρων δειγμάτων.

Το βιβλίο αυτό έρχεται να καλύψει ένα κενό που υπάρχει σε θέματα ποιοτικού ελέγχου και διασφάλισης ποιότητας τροφίμων προσφέροντας, εκτός από ένα βασικό υπόβαθρο, έναν ικανό αριθμό απαραίτητων πρακτικών υποδείξεων και εφαρμογών σε εργαστηριακές αναλύσεις τροφίμων. Αποτυπώνει σε μεγάλο βαθμό όλες τις βασικές αλλά και πιο εξειδικευμένες εργαστηριακές αναλύσεις καλύπτοντας ένα μεγάλο εύρος τροφίμων (φυτικής και ζωικής προέλευσης), καθώς και αντιπροσωπευτικά υλικά συσκευασίας (πλαστικά, γυαλί και χαρτόνι). Οι αναλύσεις αυτές συνοδεύονται και από αντίστοιχη ερμηνεία των αποτελεσμάτων, καθώς και από τις εικόνες των οργάνων / συσκευών που χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή των αναλύσεων αυτών. Περιλαμβάνονται 17 κεφάλαια, η κατανομή των οποίων έγινε με βάση το είδος της ανάλυσης (φυσικοχημική π.χ. υφή, χρώμα, χρωματογραφία και οργανοληπτική). Επίσης, περιέχονται βασικές αρχές και εφαρμογές για θέματα δειγματοληψίας τροφίμων.

Το βιβλίο απευθύνεται στις βιομηχανίες τροφίμων που θα ήθελαν να έχουν μία πληρέστερη ενημέρωση σε θέματα ποιοτικού ελέγχου, διασφάλισης ποιότητας και έρευνας και ανάπτυξης τροφίμων. Παράλληλα, απευθύνεται στους φοιτητές των πρώτων ετών των τμημάτων Χημείας, Βιολογίας, Βιοχημείας, Ιατρικής, Γεωπονίας και Κτηνιατρικής ως ένας εργαστηριακός οδηγός.

ΠEPIEXOMENA

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1
Εργαστήριο: Φυσικές Ιδιότητες των Τροφίμων

1.1 Προσδιορισμός ειδικού βάρους στην πατάτα 27
1.2 Προσδιορισμός υγρασίας στα chips 29
1.3 Προσδιορισμός της υγρασίας με ξήρανση σε Α΄ ύλες και τελικά
προϊόντα 30
1.4 Μέτρηση ιξώδους σε Α΄ ύλες (κρέμες, μαρμελάδες, σοκολάτα) 31
1.5 Μέτρηση οξύτητας σακχάρου στο μούστο σταφυλιών 33
1.6 Ποιοτική αξιολόγηση χυμού πορτοκαλιού 39
1.7 Ποιοτική αξιολόγηση σπόρου 42
1.7.1 Προσδιορισμός καθαρότητας σπόρων 43
1.7.2 Προσδιορισμός βάρους 1000 κόκκων 44
1.7.3 Προσδιορισμός βλαστικής ικανότητας σπόρων 44
1.7.4 Προσδιορισμός υγρασίας σπόρου 45
1.7.5 Προσδιορισμός οξύτητας αλεύρου (ταχεία μέθοδος) 46
1.8 Προσδιορισμός συνολικής τιτλοδοτούμενης οξύτητας σε τελικά
προϊόντα και Α΄ ύλες 46
1.9 Μέτρηση του ιξώδους σε κέτσαπ 47
1.10 Μέτρηση ρεολογικών χαρακτηριστικών και ιδιοτήτων 49
1.11 Πείραμα 1: Ενεργότητα του νερού 51
1.12 Πείραμα 2: Ιξώδες 52
1.13 Πείραμα 3: Μέτρηση αντοχής κρέατος σαλιγκαριών 53
1.14 Πείραμα 4: Ειδικό βάρος και δείκτης διάθλασης 57
1.15 Προσδιορισμός υγρής γλουτένης σε όλα τα άλευρα 58
1.16 Προσδιορισμός τέφρας στα άλευρα 59
1.17 Εξτενσιογράφος τύπου Brabender 61
1.18 Φαρινογραφική ανάλυση σε όλα τα άλευρα 66
1.19 Προσδιορισμός του Αριθμού Πτώσης (Α.Π.) σε άλευρα 73
1.20 Ανάλυση αλβεογραφήματος (προσδιορισμός έργου W,
λόγου P/L) σε όλα τα άλευρα 77
1.21 Χρωματομετρική μέθοδος για τον προσδιορισμό της
ενεργότητας της α-αμυλάσης (ICC 108, 1968) 84
1.22 Προσδιορισμός της τιμής καθίζησης για την προσέγγιση της
ποιότητας της έψησης (Δείκτης Zeleny) (ICC 116/1, 1994) 84
1.23 Προσδιορισμός περιεκτικότητας αμύλου με διάλυση σε διάλυμα
χλωριούχου ασβεστίου (ICC 122/1, 1984) 85
1.24 Προσδιορισμός Besatz (ξένων υλών) (ICC 102/1, 1972) 85
1.25 Δειγματοληψία σιτηρών (International Association for
Cereal Chemistry (ICC) 101/1 1982) 86
1.26 Προσδιορισμός της τέφρας στα σιτηρά, δημητριακά και στα
προϊόντα δημητριακών (ICC 104, 1960) 87
1.27 Προσδιορισμός ακατέργαστης πρωτεΐνης στα δημητριακά και
στα προϊόντα δημητριακών που προορίζονται για τρόφιμα και
ζωοτροφή (ICC 105/2, 1994) 87
1.28 Προσδιορισμός της ποσότητας των ακατέργαστων ινών
(ICC 113, 1972) 88
1.29 Εκατολιτρικό Βάρος (ISO, 1995) 89
1.30 Βάρος χιλίων κόκκων 90
1.31 Προσδιορισμός σπασμένων αμυλόκοκκων 90

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2
Οργανοληπτικές Ιδιότητες

2.1 Υφή 95
2.2 Οσμή και γεύση 98
2.3 Μέγεθος, σχήμα και ελαττώματα 100
2.4 Παράγοντες ποιότητας στα chips 104
2.5 Προσδιορισμός μπαχαρικών στα snacks 107
2.6 Προσδιορισμός μέσης διαμέτρου πατάτας 109
2.7 Καθορισμός ομοιομορφίας και πάχους των chips 110
2.8 Οπτικός έλεγχος για την απουσία ελαττωμάτων 111
2.9 Οπτικός έλεγχος νωπών κέντρων των chips 113
2.10 Πείραμα 1: Μέτρηση της υφής σε φρούτα 114
2.11 Πείραμα 2: Μέτρηση μεγέθους-διαμέτρου σε καρπούς
εσπεριδοειδών 115

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3
Εργαστήριο: Διασπορά της Ύλης

3.1 Προσδιορισμός NaCl σε τελικά προϊόντα και Α΄ ύλες 118
3.2 Προσδιορισμός της συγκέντρωσης του D-3-υδροξυβουτυρικού
οξέος σε ολόκληρο φρέσκο αυγό, κρόκο κατεψυγμένο
και κρόκο σκόνη 119
3.3 Προσδιορισμός ολικών στερεών, διαλυμένων στερεών
και αιωρήματος 122
3.4 Πείραμα 1: Διαλύματα 124
3.5 Πείραμα 2: Γαλακτώματα 126
3.6 Πείραμα 3: Αφρίζουσες ιδιότητες των πρωτεϊνών 128

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4
Εργαστήριο: Λιπίδια

4.1 Αξιολόγηση γεύσης και οσμής 131
4.1.1 Τριγωνική εκτίμηση γεύσης 132
4.1.2 Αξιολόγηση γεύσης με απόδοση αριθμητικών βαθμών 133
4.2 Μέθοδος παραλαβής των λιπαρών υλών από τελικά προϊόντα
στα chips 137
4.3 Υπολογισμός αριθμού ιωδίου σε λιπαρές ουσίες 138
4.4 Προσδιορισμός του αριθμού υπεροξειδίων 139
4.5 Υπολογισμός αντοχής στην τάγγιση λιπαρών υλών 141
4.6 Υπολογισμός της οξύτητας των λιπαρών οξέων 142
4.7 Ποσοτικός προσδιορισμός λιπαρών υλών σε τελικά προϊόντα
και Α΄ ύλες 143
4.8 Κοκκομέτρηση σε πραλίνα λαδιού και σοκολάτας 145
4.9 Προσδιορισμός SFC (μαργαρίνη, βούτυρο, φυτικά λιπαρά,
παλμολεΐνη, σογιέλαιο) 145
4.10 Υπολογισμός του σημείου τήξης σε λιπαρές ουσίες 147
4.11 Δοκιμαστικό ψήσιμο πατάτας σε ποσότητα ελαίου 149
4.12 Πείραμα 1: Άρωμα και φυσική κατάσταση των λιπιδίων
και των λιπαρών οξέων 150
4.13 Πείραμα 2: Διαλυτότητα, ειδικό βάρος και δείκτης διάθλασης 151
4.14 Πείραμα 3: Ικανότητα απορρόφησης νερού 152
4.15 Πείραμα 4: Πλαστικότητα των λιπών 153
4.16 Πείραμα 5: Στρώμα γυαλιστικού από λίπος στη σοκολάτα 153
4.17 Πείραμα 6: Σημείο καπνού 155
4.18 Πείραμα 7: Οξειδωτική τάγγιση 156
4.19 Πείραμα 8: Σύνθεση λιπιδίων σε κοινά τρόφιμα 158

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5
Εργαστήριο: Αμινοξέα, Πρωτεΐνες και Αμαύρωση
(καστάνωμα) κατά την Αντίδραση Maillard

5.1 Έλεγχος για τα ανάγοντα σάκχαρα των chips 163
5.2 Εκδήλωση του φαινόμενου του μωλωπισμού στην πατάτα 165
5.3 Πείραμα 1: Αντίδραση Maillard 166
5.4 Πείραμα 2: Ποιοτικός έλεγχος για πρωτεΐνη 168
5.5 Πείραμα 3: Απομόνωση και ταυτοποίηση καζεΐνης 170
5.5.1 Α΄ μέρος: Απομόνωση καζεΐνης 172
5.5.2 Β΄ μέρος: Χημική ανάλυση πρωτεϊνών 172
5.6 Πείραμα 4: Ποσοτικός προσδιορισμός της πρωτεΐνης
στα τρόφιμα με τη μέθοδο Biuret 174
5.7 Πείραμα 5: Επίδραση της θέρμανσης στη δομή των πρωτεϊνών 176
5.8 Πείραμα 6: Πήξη πρωτεϊνών 177
5.9 Πείραμα 7: Η επίδραση του pH στην ενυδάτωση
των πρωτεϊνών κρέατος 177
5.10 Πείραμα 8: Παραγωγή λεπτών ινών (spun fiber) 179

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6
Εργαστήριο: Ζελατίνη 181

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7
Εργαστήριο: Χρωστικές

7.1 Έλεγχος χρώματος στα chips 188
7.1.1 Σύγκριση χρώματος SFA 189
7.1.2 Μέθοδος AGTRON M-30A 189
7.1.3 Agtron E-5F 191
7.2 Πείραμα 1: Χρωματικές αντιδράσεις της μυοαιμοσφαιρίνης 192
7.3 Πείραμα 2: Η επίδραση της θέρμανσης και του pH
στις φυτικές χρωστικές 194
7.4 Χρωματογραφία 195
7.4.1 Πείραμα 3: Διαχωρισμός των χρωστικών
στα πράσινα, φυλλώδη λαχανικά με τη μέθοδο
της υγρής χρωματογραφίας 200
7.4.2 Χρωματογραφία λεπτής στοιβάδας 202
7.4.3 Αέρια χρωματογραφία (Gas Chromatography, GC) 203
7.4.4 Παράδειγμα προσδιορισμού υπολειμμάτων του
εντομοκτόνου diflubenzuron σε μήλα με χρήση αέριου
χρωματογράφου (GC) (Mensah et al., 1997) 209
7.4.5 Υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης
(High Performance Liquid Chromatography, HPLC) 212
7.4.6 Παράδειγμα προσδιορισμού υπολειμμάτων του
εντομοκτόνου diflubenzuron σε φύλλα αγριοκαστανιάς
με χρήση υγρού χρωματογράφου (HPLC)
(Nejmanova et al., 2006; Nejmanova et al., 2004) 217
7.5 Πείραμα 4: Ενζυμική αμαύρωση/καστάνωμα 219
7.6 Πείραμα 5: Ανάλυση υπεροξειδάσης για τον προσδιορισμό
της επάρκειας του αποχρωματισμού 220
7.7 Πείραμα 6: Μέτρηση του χρώματος των πορτοκαλιών 222
7.8 Πείραμα 7: Μέτρηση χρώματος σε φρούτα και λαχανικά 224

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8
Εργαστήριο: Διεργασίες Επεξεργασίας και Μεταποίησης

8.1 Δοκιμή για την αποφλοίωση και τον καθαρισμό των πατατών 225
8.2 Έλεγχος ποιότητας και τυποποίησης αυγών 226
8.3 Έλεγχος και επεξεργασία τοματοπολτού 231
8.4 Παρασκευή βρώσιμων ελιών 235
8.5 Έλεγχος κονσερβοποιημένων ροδάκινων 240

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 9
Εργαστήριο: Προσδιορισμός Μαλτόζης, Σακχαρόζης,
D-γλυκόζης και D-φρουκτόζης

9.1 Προσδιορισμός μαλτόζης, σακχαρόζης, D-γλυκόζης και
D-φρουκτόζης 245
9.2 Προσδιορισμός L- και D-γαλακτικού οξέος 254
9.3 Οδηγίες για την προετοιμασία των δειγμάτων 261
9.3.1 Τρόφιμα σε υγρή μορφή 261
9.4 Ποιοτικός προσδιορισμός μελιού 263
9.4.1 Προσδιορισμός των απευθείας αναγόντων σακχάρων
με τη μέθοδο Lane Eynon 263
9.4.2 Προσδιορισμός των συνολικών σακχάρων 265
9.4.3 Προσδιορισμός γλυκόζης-φρουκτόζης 265
9.4.4 Ανίχνευση συνθετικού ιμβερτοσάκχαρου 266
9.4.5 Ανίχνευση αμυλοσάκχαρου, αμυλοσιροπίου
και δεξτρίνης 267
9.5 Προσδιορισμός της συγκέντρωσης L- και D-γαλακτικού
οξέος σε ολόκληρο φρέσκο αυγό, κρόκο κατεψυγμένο
και κρόκο σκόνη 267
9.6 Προσδιορισμός σακχάρων (ανάγοντα και ολικά) με τη μέθοδο
Schoorl & Regenbogen σε τελικά προϊόντα και A΄ ύλες 270
9.6.1 Προσδιορισμός αναγόντων σακχάρων 271
9.6.2 Προσδιορισμός ολικών σακχάρων (ως ιμβερτοσάκχαρων) 272
9.7 Προσδιορισμός της συγκέντρωσης σακχαρούχων διαλυμάτων 274
9.8 Έλεγχος σακχαρόζης στα chips 275
9.8.1 Μέθοδος Handel 275

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10
Εργαστήριο: Προσδιορισμός Κιτρικού Οξέος
και Οξικού Οξέος

10.1 Προσδιορισμός κιτρικού οξέος 279
10.2 Προσδιορισμός οξικού οξέος 284
10.3 Παραδείγματα για τον προσδιορισμό του κιτρικού οξέος 290
10.3.1 Τρόφιμα σε υγρή μορφή 290
10.3.2 Τρόφιμα σε στερεή μορφή 291
10.4 Παραδείγματα για τον προσδιορισμό του οξικού οξέος 292
10.4.1 Τρόφιμα σε υγρή μορφή 292
10.4.2 Τρόφιμα σε στερεή μορφή 293
10.5 Ανάλυση του ξυδιού με τιτλοδότηση 295

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 11
Εργαστήριο: Βιταμίνες

11.1 Πείραμα 1: Ποσότητα Βιταμίνης C 303
11.2 Πείραμα 2: Ανάλυση Βιταμίνης Α 305

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 12
Εργαστήριο: Συντηρητικά

12.1 Μέτρηση του διοξειδίου του θείου (SO2) (συντηρητικό μέσο)
στις σταφίδες 312
12.1.1 Α΄ μέρος: Προετοιμασία δείγματος 312
12.1.2 Β΄ μέρος: Πρότυπη καμπύλη 313
12.1.3 Γ΄ μέρος: Μέτρηση του περιεχομένου SO2 των σταφίδων 314

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13
Εργαστήριο: Απομόνωση και Ταυτοποίηση του DNA

13.1 Πείραμα 1: Διαχωρισμός μορίων DNA από άλλα κυτταρικά
συστατικά 317

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 14
Εργαστήριο: Εφαρμογή Στατιστικής στον Ποιοτικό Έλεγχο Τροφίμων

14.1 Κατανομές 323
14.2 Έλεγχος υποθέσεων 328
14.3 Αρχές πειραματικού σχεδιασμού 330
14.4 Σχέσεις της ποιότητας των τροφίμων με τις αισθήσεις
και τις οργανοληπτικές εξετάσεις 332
14.4.1 Νόμος του Weber 333
14.4.2 Νόμος του Fechner 333
14.4.3 Εκθετικός νόμος του Stevens 334
14.4.4 Νόμος του Thurstone ή νόμος των συγκριτικών κρίσεων 335
14.5 Μέθοδος κατά Edwards ή μέθοδος των διαδοχικών διαστημάτων 339
14.5.1 Παράδειγμα εφαρμογής της μεθόδου κατά Edwards 339
14.6 Κατανομή μετρήσεων έντασης ερεθισμάτων 343

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 15
Εργαστήριο: Ταυτοποίηση και Μελέτη Ιδιοτήτων
Υλικών Συσκευασίας

15.1 Πλαστικές ύλες 345
15.1.1 Φάσματα NMR - Προσδιορισμός του μοριακού
κλάσματος των μονομερών δομικών μονάδων (OL/LL) 345
15.1.2 Φάσματα UV-Vis - Προσδιορισμός του μοριακού
κλάσματος των μονομερών δομικών μονάδων (OL/LL) 346
15.1.3 Φάσματα υπερύθρου (IR) 346
15.1.4 Προσδιορισμός σημείων τήξεων 347
15.1.5 Προσδιορισμός ιξώδους (Σχετικό, λογαριθμικό,
ανηγμένο, εσωτερικό ιξώδες) 349
15.1.6 Προσδιορισμός μοριακών βαρών 350
15.1.7 Προσδιορισμός τελικών αμινοομάδων 351
15.1.8 Ακτινογραφήματα περίθλασης ακτίνων-Χ 352
15.1.9 Μέτρηση πυκνότητας 352
15.1.10 Προσδιορισμός σημείων υαλώδους μετάπτωσης (Τg) 353
15.1.11 Προσδιορισμός θερμοτήτων τήξης και κρυστάλλωσης 354
15.1.12 Προσδιορισμός ειδικής θερμότητας 355
15.1.13 Μηχανικές ιδιότητες 357
15.1.14 Κινητική ισόθερμης κρυσταλλώσεως 359
15.2 Χάρτινες ύλες 363
15.2.1 Έλεγχος χαρτοκιβωτίων 363
15.2.2 Μέτρηση του βάρους ανά m2 και του βάρους ανά
τεμάχιο των χαρτοκιβωτίων 365
15.2.3 Μέτρηση συντελεστή τριβής στα υλικά συσκευασίας
κατάλληλα για τρόφιμα 365
15.2.4 Μέτρηση της ισχύος του δεσμού των δυο στοιβάδων
που αποτελούν το υλικό συσκευασίας ΟΡΡ 366
15.2.5 Μέτρηση των γεωμετρικών χαρακτηριστικών
των χαρτοκιβωτίων 366
15.2.6 Μέτρηση της αντοχής σε συμπίεση χαρτοκιβωτίων 367
15.2.7 Έλεγχος για τα τεμαχισμένα chips και τον όγκο τους
στη συσκευασία 367
15.2.8 Έλεγχος για τη διαφορά βάρους στη συσκευασία 368
15.3 Γυαλί 369
15.3.1 Διαδικασία κατασκευής γυάλινων περιεκτών 369
15.3.2 Έλεγχος και προετοιμασία περιεκτών 371
15.3.3 Πλήρωση 372
15.3.4 Αεροστεγές σφράγισμα 373
15.3.5 Έλεγχος ποιότητας 374
15.3.6 Εξοπλισμός εργαστηρίου για δοκιμή υάλινων φιαλών 376

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 16
Εργαστήριο: Δειγματοληψία

16.1 Τρόποι δειγματοληψίας 385
16.2 Τύποι δειγματοληψίας 387
16.3 Λήψη και προετοιμασία του δείγματος 391
16.4 Αξιοπιστία μεθόδων ανάλυσης 397
16.5 Έκφραση αποτελεσμάτων 398
16.6 Κίνδυνοι δειγματοληψίας 400
16.7 Πείραμα 1: Εκτίμηση αριθμού ιχθύων σε μια λίμνη 400
16.8 Παραδείγματα δειγματοληψίας σε διάφορες κατηγορίες
τροφίμων 402
16.8.1 Δειγματοληψία σιτηρών και αρτοποιημάτων 402
16.8.2 Δειγματοληψία γαλακτοκομικών 403
16.8.3 Δειγματοληψία αυγών 405
16.8.4 Δειγματοληψία προϊόντων αλιείας 407
16.8.5 Δειγματοληψία κρέατος 407
16.8.6 Δειγματοληψία φρούτων, ξηρών καρπών, λαχανικών 409
16.8.7 Δειγματοληψία ποτών 411
16.8.8 Δειγματοληψία γλυκισμάτων, επιδορπίων 413
16.8.9 Δειγματοληψία έτοιμων φαγητών, σούπας, σαλάτας,
βρεφικών τροφών 414
16.9 Νομοθεσία της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη δειγματοληψία 415

Βιβλιογραφία 437

Γενική Βιβλιογραφία για Ποιοτικό Έλεγχο Δημητριακών 479

Παράρτημα: Παρουσίαση Σημαντικότερων Εργαστηριακών Σκευών 483

Ευρετήριο 499