RU2746622C1 - Method for determining fat in cheese - Google Patents
Method for determining fat in cheese Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746622C1 RU2746622C1 RU2020133049A RU2020133049A RU2746622C1 RU 2746622 C1 RU2746622 C1 RU 2746622C1 RU 2020133049 A RU2020133049 A RU 2020133049A RU 2020133049 A RU2020133049 A RU 2020133049A RU 2746622 C1 RU2746622 C1 RU 2746622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fat
- cheese
- milk
- laser radiation
- determining
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
- G01N23/203—Measuring back scattering
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/02—Food
- G01N33/04—Dairy products
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/02—Food
- G01N33/04—Dairy products
- G01N33/06—Determining fat content, e.g. by butyrometer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к методам исследования пищевой продукции, в частности к способам определения жира в сыре, и может найти применение в молочной и сыродельной промышленности. The invention relates to methods for studying food products, in particular to methods for determining fat in cheese, and can be used in the dairy and cheese-making industries.
Известен способ определения жира в сыре в пересчете на сухое вещество по результатам измерения содержания жира и белка в нормализованном молоке (Сборник технологических инструкций для производства твердых сычужных сыров. – Углич: Изд-во НПО «Углич», 1989). В основе известного способа лежит нахождение в нормализованном молоке оптимального соотношения жира и белка, определяемого как частное от деления массовой доли жира, на массовую долю белка полученные в результате измерений приборными или химическими методами анализа. Оптимальное отношение жира к белку подбирают по результатам анализа массовой доли жира в сыре в пересчете на сухое вещество двух-трех предварительных выработок сыра. Если массовая доля жира в сыре получилась ниже или выше заданного значения, более чем на 0,5%, необходимо уточнять начальное отношение жира к белку в смеси путем добавления в нее обезжиренного молока или сливок. A known method for determining fat in cheese in terms of dry matter by measuring the content of fat and protein in normalized milk (Collection of technological instructions for the production of hard rennet cheeses. - Uglich: Publishing house NPO Uglich, 1989). The known method is based on finding in normalized milk the optimal ratio of fat and protein, defined as the quotient of dividing the mass fraction of fat by the mass fraction of protein obtained as a result of measurements by instrumental or chemical methods of analysis. The optimal ratio of fat to protein is selected according to the results of the analysis of the mass fraction of fat in the cheese in terms of dry matter of two or three preliminary workings of cheese. If the mass fraction of fat in the cheese is lower or higher than the specified value, by more than 0.5%, it is necessary to clarify the initial ratio of fat to protein in the mixture by adding skim milk or cream to it.
Недостатком этого способа является невысокая точность при определении жира в сыре и необходимость определения жира и белка в молоке с помощью дополнительных методов и приборов анализа, что удлиняет рабочий процесс и увеличивает затраты при производстве сыра.The disadvantage of this method is the low accuracy in determining the fat in cheese and the need to determine the fat and protein in milk using additional methods and analysis instruments, which lengthens the workflow and increases the cost of cheese production.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ определения жира, белка в молоке и жира в сыре (прототип) (патент № 2733691http://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2530892&TypeFile=html МПК G01N 33/04, 33/06, 23/203 2020 г.), включающий разбавление водой пробы молока, из которого будет получен сыр, гомогенизацию, облучение лазерным излучением с линейной поляризацией, у которой электрический вектор направлен перпендикулярно горизонтальной плоскости и с длиной волны в диапазоне от 0,44 мкм до 1,15 мкм, регистрацию интенсивности лазерного излучения, рассеянного назад компонентами молока излучения и прошедшего через кювету светового потока, при этом содержание жира, белка в молоке определяют через зарегистрированные сигналы, после чего рассчитывают содержание жира в сыре на основании полученного соотношения жира и белка в молоке.Closest to the proposed invention is a method for determining fat, protein in milk and fat in cheese (prototype) (patent No. 2733691 http://www1.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet? DB = RUPAT & DocNumber = 2530892 & TypeFile = html IPC G01N 33/04, 33/06, 23/203 2020), including the dilution with water of the milk sample from which the cheese will be obtained, homogenization, laser irradiation with linear polarization, in which the electric vector is directed perpendicular to the horizontal plane and with a wavelength of in the range from 0.44 μm to 1.15 μm, registration of the intensity of laser radiation, radiation scattered back by the components of milk and light flux passed through the cuvette, while the content of fat, protein in milk is determined through the registered signals, after which the fat content in cheese is calculated for based on the obtained ratio of fat and protein in milk.
Недостатком известного способа является не высокая точность определения жира в сыре из-за использования в расчетах концентраций жира и белка в исходном молоке, определенных этим же методом с большими погрешностями.The disadvantage of this method is the low accuracy of the determination of fat in cheese due to the use in the calculations of the concentration of fat and protein in the original milk, determined by the same method with large errors.
Задача, на решение которой направлено изобретение способа, заключается в повышении точности определения жира в сыре. В прототипе для вычисления массовой доли жира в сыре используют значения массовых долей жира и белка в молоке рассчитываемые с использованием линейных моделей, коэффициенты которых получены при предварительном измерении набора из 15-20 калибровочных проб молока с различным содержанием жира и белка измеренным стандартными химическими методами анализа, погрешности которых влияют на полученный результат, снижая точность определения жира в сыре. В предлагаемом способе определять массовые доли жира и белка не требуется. Для определения содержания жира в сыре используют только величины измеренных сигналов в пробе исходного молока, из которого будет произведен сыр, что значительно упрощает процедуру анализа и повышает точность определения жира в сыре. Соотношение между оптической плотностью светового потока, прошедшего через кювету, и интенсивностью рассеяния назад компонентами молока, как раз и характеризуют реальное отношение жира и белка в нормализованном молоке, что позволяет рассчитать через измеренные сигналы содержание жира в сыре в пересчете на сухое вещество, без использования в расчетах массовых долей жира и белка в молоке, из которого будет произведен сыр. Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения жира в сыре. The problem to be solved by the invention of the method is to improve the accuracy of determining the fat in cheese. In the prototype, to calculate the mass fraction of fat in cheese, the values of the mass fractions of fat and protein in milk are used, calculated using linear models, the coefficients of which are obtained by preliminary measurement of a set of 15-20 calibration milk samples with different content of fat and protein measured by standard chemical methods of analysis, errors of which affect the obtained result, reducing the accuracy of determining the fat in cheese. In the proposed method, it is not required to determine the mass fraction of fat and protein. To determine the fat content in cheese, only the values of the measured signals in the sample of the original milk from which the cheese will be produced are used, which greatly simplifies the analysis procedure and increases the accuracy of determining the fat in cheese. The ratio between the optical density of the light flux passed through the cuvette and the intensity of scattering back by the milk components characterizes the real ratio of fat and protein in normalized milk, which makes it possible to calculate the fat content in cheese in terms of dry matter through the measured signals, without using it in calculations of mass fractions of fat and protein in milk, from which cheese will be produced. The use of the proposed method improves the accuracy of the determination of fat in cheese.
Заявленный результат, который может быть получен при применении предложенного способа, достигается за счет использования лазерного излучения с линейной поляризацией, у которой электрический вектор направлен перпендикулярно горизонтальной плоскости и с длиной волны в диапазоне от 0,44 мкм до 1,15 мкм, регистрируют интенсивности лазерного излучения, рассеянного назад компонентами молока излучения и прошедшего через кювету светового потока, при этом содержание жира в сыре определяют через зарегистрированные сигналы.The claimed result, which can be obtained using the proposed method, is achieved by using laser radiation with linear polarization, in which the electric vector is directed perpendicular to the horizontal plane and with a wavelength in the range from 0.44 μm to 1.15 μm, the intensity of the laser radiation scattered back by the components of the milk radiation and passed through the cuvette of the light flux, while the fat content in the cheese is determined through the registered signals.
Таким образом, заявляемая совокупность признаков является существенной и необходимой для достижения поставленной цели.Thus, the claimed set of features is essential and necessary to achieve this goal.
Сущность изобретения способа поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена схема предлагаемого способа. Способ работает следующим образом. Линейно поляризованное лазерного излучения с электрическим вектором, направленным перпендикулярно горизонтальной плоскости, и с длиной волны в диапазоне от 0,44 мкм до 1,15 мкм от лазера 1 направляют на полупрозрачный делитель светового потока 2, который часть излучения направляет на фотоприемник 3, для регистрации интенсивности излучения лазера, прошедший через делитель световой поток попадает в проточную кювету 4, через которую прокачивают разбавленную водой, гомогенизированную пробу молока. Рассеянное назад жиром и белком лазерное излучение регистрируют фотоприёмником 5, а интенсивность прошедшего через кювету светового потока регистрируют фотоприемником 6. Сигналы от фотоприемников 3, 5 и 6 поступают в электронный блок 7, который преобразует их в процентное содержание массовой доли жира в сыре в пересчете на сухое вещество, который будет получен из этого молока. The essence of the invention of the method is illustrated by the drawing, where figure 1 shows a diagram of the proposed method. The method works as follows. Linearly polarized laser radiation with an electric vector directed perpendicular to the horizontal plane and with a wavelength in the range from 0.44 μm to 1.15 μm from the
Пример. Луч гелий-неонового лазера с длиной волны излучения 0,63 мкм и линейной поляризацией с электрическим вектором, направленным перпендикулярно горизонтальной плоскости направляли на полупрозрачный делитель светового потока, который часть излучения направлял на фотоприемник, регистрирующий интенсивность излучения лазера. Прошедшее через полупрозрачный делитель и центральное отверстие в фотоприемнике регистрирующим рассеяние назад излучение попадало в проточную прозрачную кварцевую кювету толщиной 200 мкм, через которую прокачивали пробу молока объемом 0,5 мл, разбавленную дистиллированной водой в отношении 1:10 и гомогенизированную. Регистрировали интенсивность лазерного излучения I 0 , рассеянное назад в углах 100-145° компонентами молока лазерного излучения I 1 и интенсивность прямопрошедшего через кювету светового потока I 2 . Вычисляли нормированные сигналы рассеяния назад I 1 /I 0 и прямопрошедшего светового потока I 2 /I 0 , независящие от колебаний мощности лазера. Массовую долю жира в сыре в пересчете на сухое вещество Fс, который будет получен из этого молока, рассчитывали, используя линейное уравнение регрессии вида: Example. A beam of a helium-neon laser with a radiation wavelength of 0.63 μm and linear polarization with an electric vector directed perpendicular to the horizontal plane was directed to a semitransparent light flux divider, which directed part of the radiation to a photodetector registering the laser radiation intensity. The radiation that passed through the semitransparent divider and the central hole in the photodetector registering backward scattering entered a flowing transparent quartz cell 200 μm thick, through which a 0.5 ml milk sample diluted with distilled water in a ratio of 1:10 and homogenized was pumped through. Recorded laser intensity I 0, backscattered at angles 100-145 ° laser milk components I 1 and the intensity of the light through the cuvette pryamoproshedshego I 2 flow. Calculated normalized signals of backscattering I 1 / I 0 and forward-transmitted light flux I 2 / I 0 , independent of the oscillations of the laser power. The mass fraction of fat in cheese in terms of dry matter F c , which will be obtained from this milk, was calculated using a linear regression equation of the form:
Fс=С0+С1∙Х, (1)F c = C 0 + C 1 ∙ X, (1)
где Х=Х2/Х1, Х1=I 1 /I 0 – рассеяние назад, Х2=ln(I 2 /I 0 ) – оптическая плотность светового потока прошедшего через кювету, а коэффициенты С0, С1 вычисляли по результатам измерения проб молока контрольных выработок сыра с массовой долей жира в пересчет на сухое вещество в диапазоне от 28% до 52%. По результатам 15 контрольных выработок сыра были рассчитаны значения коэффициентов С0=18,994; С1=12,304 и модель приняла следующий вид: Fс=18,994+12,304∙Х. Коэффициент корреляции между массовой доли жира в пересчете на сухое вещество Fс и отношением измеренных сигналов Х составил 0,98, что говорит о высокой степени связи между этими показателями. Отклонение значений массовой доли жира в сыре в пересчете на сухое вещество рассчитанные по этой модели от результатов измерения массовой доли жира в сыре в пересчете на сухое вещество контрольным химическим методом не превышало установленную стандартом норму ±1,6%. Оценим погрешность определения массовой доли жира в сыре в пересчете на сухое вещество Fс предложенным способом. Если принять, что погрешность измеренных сигналов Х1 и Х2 равна ∆, то погрешность определения массовой доли жира в сыре в пересчете на сухое вещество Fс с помощью модели (1) будет равна сумме погрешностей измеренных сигналов Х1 и Х2, т.е. 2∆. В прототипе массовую долю жира в сыре в пересчете на сухое вещество Fс вычисляют по следующей формуле:where X = X 2 / X 1 , X 1 = I 1 / I 0 is backscattering, X 2 = ln ( I 2 / I 0 ) is the optical density of the light flux passed through the cuvette, and the coefficients C 0 , C 1 were calculated from the results of measuring milk samples of control cheese production with a mass fraction of fat in terms of dry matter in the range from 28% to 52%. According to the results of 15 control workings of cheese, the values of the coefficients C 0 = 18.994 were calculated; С 1 = 12.304 and the model took the following form: F с = 18.994 + 12.304 ∙ X. The correlation coefficient between the mass fraction of fat on dry substance F and with the ratio of the measured signals X was 0.98, indicating a high degree of correlation between these parameters. The deviation of the values of the mass fraction of fat in cheese in terms of dry matter calculated by this model from the results of measuring the mass fraction of fat in cheese in terms of dry matter by the control chemical method did not exceed the standard established by the standard ± 1.6%. Let us estimate the error in determining the mass fraction of fat in cheese in terms of dry matter F with the proposed method. Assuming that the error of the measured signals X 1 and X 2 equal to Δ, the error in determining the mass fraction of fat in the cheese on a dry substance F with using model (1) will be equal to the sum of the measured signal error X 1 and X 2, m. e. 2∆. In the prototype, the mass fraction of fat in cheese in terms of dry matter F with is calculated by the following formula:
Fс = 100·F/ P·К, (2)F c = 100 F / P K, (2)
где К – коэффициент, а F массовая доля жира и P массовая доля белка в молоке, определяемые с помощью следующих линейных уравнений регрессии:where K is the coefficient, and F is the mass fraction of fat and P is the mass fraction of protein in milk, determined using the following linear regression equations:
F=А1Х1+А2Х2+А3, (3)F = A 1 X 1 + A 2 X 2 + A 3 , (3)
Р=В1Х1+В2Х2+В3,R = B 1 X 1 + B 2 X 2 + B 3 ,
где А1, А2, А3, В1, В2, В3 коэффициенты. Если принять, что погрешность измеренных сигналов Х1 и Х2 будет также равна Δ, то погрешность определения массовых долей жира F и белка Р по модели (3) будет равна сумме погрешностей измеренных сигналов Х1 и Х2, т.е. 2Δ для массовой доли жира F и столько же для массовой доли белка Р. Тогда погрешность определения массовой доли жира в сыре в пересчете на сухое вещество Fс вычисляемой в прототипе по формуле (2) будет равна сумме погрешностей определения жира F и белка P, т.е. 4Δ. Следовательно, погрешность определения содержания жира в сыре в прототипе в два раза больше, чем у предложенного изобретения. where Aone, BUT2, BUT3, INone, IN2, IN3 coefficients. If we assume that the error of the measured signals Xonethem2will be is also equal to Δ, then the error in determining the mass fractions of fat F and protein P according to model (3) will be equal to the sum of the errors of the measured signals Xonethem2, i.e. 2Δ for the mass fraction of fat F and the same for the mass fraction of protein P. Then the error in determining the mass fraction of fat in cheese in terms of dry matter Ffromcalculated in the prototype by formula (2) will be equal to the sum of errors in determining fat F and protein P, i.e. 4Δ. Consequently, the error in determining the fat content in cheese in the prototype is twice that of the proposed invention.
Таким образом, представленное изобретение позволяет повысить точность определения жира в сыре. Thus, the presented invention improves the accuracy of determining the fat in cheese.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133049A RU2746622C1 (en) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Method for determining fat in cheese |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020133049A RU2746622C1 (en) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Method for determining fat in cheese |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2746622C1 true RU2746622C1 (en) | 2021-04-19 |
Family
ID=75521269
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020133049A RU2746622C1 (en) | 2020-10-07 | 2020-10-07 | Method for determining fat in cheese |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2746622C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU983538A1 (en) * | 1980-06-19 | 1982-12-23 | Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола | Method of determination of fat and protein content in milk |
RU2056045C1 (en) * | 1992-04-09 | 1996-03-10 | Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства | Method of measuring fat and protein content in milk |
UA82080C2 (en) * | 2005-06-22 | 2008-03-11 | Национальный Аграрный Университет | Method for determination of fat in milk and milk products |
RU2733691C1 (en) * | 2020-05-09 | 2020-10-06 | Сергей Станиславович Беднаржевский | Method and device for determining fat, protein in milk and fat in cheese |
-
2020
- 2020-10-07 RU RU2020133049A patent/RU2746622C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU983538A1 (en) * | 1980-06-19 | 1982-12-23 | Новосибирский государственный университет им.Ленинского комсомола | Method of determination of fat and protein content in milk |
RU2056045C1 (en) * | 1992-04-09 | 1996-03-10 | Всесоюзный научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства | Method of measuring fat and protein content in milk |
UA82080C2 (en) * | 2005-06-22 | 2008-03-11 | Национальный Аграрный Университет | Method for determination of fat in milk and milk products |
RU2733691C1 (en) * | 2020-05-09 | 2020-10-06 | Сергей Станиславович Беднаржевский | Method and device for determining fat, protein in milk and fat in cheese |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Visentin et al. | Predictive ability of mid-infrared spectroscopy for major mineral composition and coagulation traits of bovine milk by using the uninformative variable selection algorithm | |
Bhaskaram et al. | Validation of hemoglobin estimation using Hemocue | |
CN102084247B (en) | For the on-line analysis of the congealing property of milk and the system and method for classification | |
Troch et al. | Cow milk coagulation: process description, variation factors and evaluation methodologies. A review. | |
CN106483166B (en) | A method of quickly detecting cow's milk fat content based on dielectric spectra technology | |
JPH0447254A (en) | Method and apparatus for measuring content of component of skim milk, milk, cream and cheese by using near infrared rays | |
Nakai et al. | Spectrophotometric determination of protein and fat in milk simultaneously | |
Margolies et al. | Determination of fat, protein, moisture, and salt content of Cheddar cheese using mid-infrared transmittance spectroscopy | |
Tao et al. | Applications of spectroscopic techniques for fat and fatty acids analysis of dairy foods | |
EP1068498A1 (en) | Arrangement and method to apply diffusing wave spectroscopy to measure the properties of multi-phase systems, as well as the changes therein | |
Kalinin et al. | Determining the composition of proteins in milk using a portable near infrared spectrometer | |
RU2746622C1 (en) | Method for determining fat in cheese | |
Zhu et al. | A new method to measure fat content in coconut milk based on Y-type optic fiber system | |
Strani et al. | Milk renneting: Study of process factor influences by FT-NIR spectroscopy and chemometrics | |
RU2733691C1 (en) | Method and device for determining fat, protein in milk and fat in cheese | |
McKenna | Measuring moisture in cheese by near infrared absorption spectroscopy | |
Malacarne et al. | Investigation on the effectiveness of mid-infrared spectroscopy to predict detailed mineral composition of bulk milk | |
JPH07151677A (en) | Densitometer | |
Kalinin et al. | Short-wave near infrared spectrometry of back scattering and transmission of light by milk for multi-component analysis | |
WO1995016201A1 (en) | Determination of extraneous water in milk samples, or the freezing point depression of milk samples | |
Cattaneo et al. | New applications of near infrared spectroscopy on dairy products | |
RU2677703C1 (en) | Analyte in blood plasma concentration measurement method | |
RU2336525C2 (en) | Method of evaluation of thrombocyte aggregation in blood plasma and time of its coagulation | |
RU2056045C1 (en) | Method of measuring fat and protein content in milk | |
Tanguchi et al. | Analysis of aggregation and dispersion states of small particles in concentrated suspension by using diffused photon density wave spectroscopy |