Экспрессный способ установления фальсификации молока разбавлением его водой по сигналам массива пьезосенсоров Российский патент 2017 года по МПК G01N33/04 G01N27/12 

Описание патента на изобретение RU2620343C1

Изобретение относится к аналитической химии пищевых продуктов и может быть использовано для установления факта фальсификации молока разбавлением его водой.

Известен способ выявления фальсификации молока разбавлением водой по снижению показателя плотности [опубликовано на сайте http://www.lactoscan.com/articles/milkfalsrussian.html]. Добавление 10% воды снижает плотность на 3°А. Если из молока удален жир и добавлено такое же количество воды, то плотность молока не изменяется. Эту фальсификацию можно установить путем определения содержания жира в молоке.

Известен способ выявления примеси в молоке воды с помощью пробы Похельсона [опубликовано на сайте http://www.spec-kniga.ru/tehnohimicheski-kontrol/veterinarno-sanitarnaya-ekspertiza-produktov-zhivotnovodsva/ocenka-kachestva-moloka.html]. Для исследования в пробирку наливают 1 см3 исследуемого молока, прибавляют 2 капли 10%-ного раствора хромовокислого калия и 1 см3 0,5%-ного раствора азотнокислого серебра. Пробирку с содержимым встряхивают. Нефальсифицированное молоко окрашивается в лимонно-желтый цвет; молоко, разбавленное водой, - в кирпично-красный. Массовую долю добавленной к молоку воды определяют по массовой доле жира.

Известен способ определения массовой доли добавленной в молоко воды (В, %) по формуле:

В=((СОМО-COMOj)/СОМО)⋅100,

где СОМО - сухой обезжиренный остаток натурального молока, %; COMOj - сухой обезжиренный остаток исследуемого молока, % [http://www.lactoscan.com/articles/milkfalsrussian.html].

Известен расчетный способ оценки относительного содержания в молоке добавленной воды по точке замерзания молока, которую определяют криоскопическим способом с помощью термисторного криоскопа (ГОСТ РИСО 5764-2011 Молоко. Определение точки замерзания. Метод с применением термисторного криоскопа (контрольный метод)). В качестве термисторного криоскопа используют криоскоп молочный термоэлектрический КМТ-1 (Россия), миллиосмометр - криоскоп термоэлектрический МТ-5, криоскоп Термоскан мини (http://lmpribor.ru/d/436133/d/termoskan-mini.pdf) или другие аналогичные приборы.

Известен способ установления фальсификации молока водой путем анализа состава молока с помощью ультразвукового анализатора «Лактоскан 90» (Болгария) [Методы анализа фальсификации молока водой / Л.И. Тетерева и др. // Хранение и переработка сельхозсырья: Теорет. журн. - 2011. - №9. - С. 64-67].

Недостатками данных способов являются высокая стоимость используемых приборов, а также субъективность оценки, связанная с влиянием на результаты расчета относительного содержания воды в молоке дневных и сезонных колебаний состава молока сельскохозяйственных животных.

Известен способ установления фальсификации молочных, кисломолочных продуктов для детского и лечебного питания (RU 2334228, G01N 33/04, 20.09.2008), включающий подогрев продукта, перемешивание, отбор пробы, выдержку в бюксе, отбор образца через полиуретановую мембрану, инжектирование в корпус «электронного носа», фиксацию частоты колебаний, при этом матрицу статического электронного носа формируют из трех масс-чувствительных пьезосенсоров, электроды которых модифицированы растворами двух полярных и одного среднеполярного хроматографических сорбентов.

Недостатком способа является невозможность его применения для установления фальсификации молока разбавлением его водой.

Наиболее близкого аналога к заявляемому техническому решению не установлено.

Технической задачей изобретения является разработка экспресс-способа установления фальсификации молока разбавлением его водой с применением статического «электронного носа», обеспечивающего высокую экспрессность, надежность, точность, объективность и простоту определения.

Технический результат заключается в высокой экспрессности, точности, объективности измерения и надежности определения факта фальсификации молока водой, в обеспечении простоты обработки результатов и принятия решения.

Технический результат достигается тем, что экспрессный способ установления фальсификации молока разбавлением его водой по сигналам массива пьезосенсоров предусматривает использование детектирующего устройства типа «электронный нос», матрицу которого формируют на основе четырех пьезосенсоров резонансного типа, для чего на обезжиренные электроды пьезосенсоров с частотой колебаний 8-10 МГц наносят пленку определенного сорбента массой 10-15 мкг: родамин 6 G (Род6Ж), полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), дициклогексан 18 Краун-6N (18-К-6), пчелиный клей (ПчК), сенсоры выдерживают до установления стабильной частоты колебания, затем отбирают образцы проб, помещают их в стеклянные герметичные сосуды с полимерной мягкой мембраной и выдерживают в течение 10-15 мин при температуре 18-22°C, с помощью одноразового шприца отбирают 2 см3 равновесной газовой фазы и вводят в статическую ячейку детектирующего устройства, регистрируют отклики пьезосенсоров в течение 60 с, выбирают наибольший аналитический сигнал ΔFc, рассчитывают отношения сигналов и , где ΔFРод6Ж - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом Род6Ж; ΔF18-K-6 - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом 18-К-6; ΔFПЭГА - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом ПЭГА; ΔFПчК - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом ПчК, и сопоставляют с аналогичными показателями для стандартной пробы, при этом одновременно увеличение отношения сигналов по сравнению со стандартом более чем на 30% и уменьшение отношения сигналов более чем на 10% характеризует завышенное содержание воды в молоке, что свидетельствует о фальсификации молока разбавлением его водой.

На фиг. 1 представлены полные «визуальные отпечатки» максимальных сигналов пьезосенсоров в РГФ над тестируемыми пробами. По осям указаны номера пьезосенсоров в матрице: проба 1 (проба сравнения) - вода; проба 2 - молоко коровье; проба 3 - молоко козье; проба 4 - козье молоко, разбавленное водой (3:1); проба 5 - смесь коровьего и козьего молока.

На фиг. 2 представлены кинетические «визуальные отпечатки» сигналов пьезосенсоров в РГФ над тестируемыми пробами. По круговой оси указано время измерения, с; по вертикальной - сигналы пьезосенсоров, Гц: проба 1 (проба сравнения) - вода; проба 2 - молоко коровье; проба 3 - молоко козье; проба 4 - козье молоко, разбавленное водой (3:1); проба 5 - смесь коровьего и козьего молока.

Способ осуществляют следующим образом.

Формируют матрицу детектирующего устройства типа «электронный нос» на основе четырех пьезосенсоров. Для подготовки пьезосенсоров на обезжиренные электроды пьезосенсоров с частотой колебаний 8-10 МГц наносят растворы сорбентов: родамин 6G (Род6Ж), полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), дициклогексан 18 Краун-6N (18-К-6), пчелиный клей (ПчК), таким образом, чтобы после удаления растворителя при температуре 40°C в течение 30 мин масса пленки составила 10-15 мкг. Пьезосенсор выдерживают до установления стабильной частоты колебаний, а затем отбирают образцы проб и помещают их в стеклянные сосуды с полимерной мягкой мембраной. Выдерживают в течение 10-15 минут при температуре 18-22°C. С помощью одноразового шприца отбирают 2 см3 равновесной газовой фазы и вводят в статическую ячейку детектирующего устройства, регистрируют отклики пьезосенсоров в течение 60 с. Выбирают наибольший аналитический сигнал ΔFc и рассчитывают отношения сигналов и , где ΔFРод6Ж - аналитический сигнал сенсора с сорбентом Род6Ж; ΔF18-K-6 - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом 18-К-6; ΔFПЭГА - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом ПЭГА; ΔFПчК - аналитический пьезосигнал сенсора с сорбентом ПчК. Затем сопоставляют с аналогичными показателями для стандартной пробы, при этом одновременно увеличение отношения сигналов по сравнению со стандартом более чем на 30% и уменьшение отношения сигналов более чем на 10% характеризует завышенное содержание воды в молоке, что свидетельствует о фальсификации молока разбавлением его водой.

Способ иллюстрируется следующим примером.

Пример

Для подготовки пьезосенсоров на обезжиренные электроды пьезокварцевых резонаторов с частотой колебаний 8-10 МГц наносят растворы сорбентов: родамин 6 G (Род6Ж), полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), дициклогексан 18 Краун-6N (18-К-6), пчелиный клей ПчК, таким образом, чтобы после удаления растворителя масса пленки составила 10-15 мкг.

Пьезосенсор устанавливают в статическую ячейку детектирующего устройства и подключают частотомер или компьютер. Затем пьезосенсор выдерживают до установления стабильной частоты колебаний.

Исследуемые образцы помещают в стеклянные герметичные сосуды с полимерной мягкой мембраной. Образцы выдерживают 10-15 мин, после чего приступают к отбору проб, который производят с помощью одноразового шприца объемом 5 см3. В статическую ячейку детектирующего устройства вводят 2 см3 равновесной газовой фазы объекта исследования (молоко коровье, молоко козье, молоко козье, разбавленное водой, смешанное в равных объемных долях молоко коровье с козьим).

Выбирают наибольший аналитический сигнал ΔFc и рассчитывают отношения этих сигналов: и и сопоставляют с аналогичными показателями для пробы- стандарта.

Результаты экспериментов заносятся в таблицы 1-2.

Как видно из примера и таблиц 1-2, положительный эффект заключается в том, что предложенный способ установления фальсификации молока разбавлением его водой позволяет давать объективную оценку о завышенном содержании воды в молоке с помощью детектирующего устройства типа «электронный нос», на основе четырех разнохарактерных пьезосенсоров, обеспечивающего экспрессность, простоту, высокую чувствительность, объективность оценки.

Изменение условий детектирования (массы пленки, изменение природы сорбента, изменение числа сенсоров в матрице) приводит к невозможности осуществления способа: метрологической ошибке, низкой различимости «визуальных отпечатков» компонентов равновесной газовой фазы.

Предложенный экспрессный способ установления факта фальсификации молока водой позволяет:

- существенно сократить общее время проведения анализа;

- значительно увеличить производительность;

- обеспечить простоту обработки результатов и принятия решения.

Похожие патенты RU2620343C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ МАТРИЦЫ СЕНСОРОВ "СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОННОГО НОСА" ДЛЯ АССОРТИМЕНТНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ И УСТАНОВЛЕНИЯ ФАЛЬСИФИКАЦИИ ЯБЛОЧНЫХ СОКОВ, НЕКТАРОВ И НАПИТКОВ ДОБАВЛЕНИЕМ ИСКУССТВЕННЫХ АРОМАТИЗАТОРОВ 2010
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Лисицкая Раиса Павловна
  • Боброва Ольга Сергеевна
  • Оробинский Юрий Иванович
RU2442159C2
Способ определения происхождения пищевого этанола 2015
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Никитина Светлана Юрьевна
  • Рудаков Олег Борисович
  • Дроздова Евгения Викторовна
RU2619261C1
ТЕСТ-СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОГОРКАНИЯ ЖИВОТНОГО ЖИРА 2005
  • Смагина Надежда Николаевна
  • Коренман Яков Израильевич
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
RU2296323C1
СПОСОБ АНАЛИЗА МОЛОЧНЫХ И КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ 2007
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Масленникова Юлия Анатольевна
RU2348034C1
СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ИСКУССТВЕННОГО И НАТУРАЛЬНОГО АПЕЛЬСИНОВОГО АРОМАТА В СОКАХ И НАПИТКАХ 2004
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Лисицкая Раиса Павловна
RU2267780C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ УПАКОВОЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ВАКУУМИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 2013
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Родионова Наталья Сергеевна
  • Умарханов Руслан Умарханович
  • Попов Евгений Сергеевич
  • Бахтина Татьяна Ивановна
  • Бердникова Евгения Викторовна
  • Де-Соуза Леонард Делали Коджо
RU2550962C2
СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ ИДЕНТИЧНОСТИ ПРОБ ГРАНУЛИРОВАННОГО ХМЕЛЯ ПО ЗАПАХУ С ПРИМЕНЕНИЕМ ХИМИЧЕСКИХ СЕНСОРОВ 2017
  • Коростелев Алексей Васильевич
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Новикова Инна Владимировна
  • Умарханов Руслан Умарханович
  • Рукавицын Павел Владимирович
RU2670651C9
СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ ФАЛЬСИФИКАЦИИ АВТОМОБИЛЬНОГО БЕНЗИНА 2021
  • Лисицкая Раиса Павловна
  • Кумченко Татьяна Анатольевна
  • Шабельский Василий Сергеевич
RU2765798C1
СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ АРОМАТИЗАТОРОВ 2007
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Лисицкая Раиса Павловна
  • Голованова Виктория Александровна
  • Арсенова Мария Сергеевна
RU2328732C1
ТЕСТ-СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕТУЧЕЙ КИСЛОТНОСТИ ВИНА 2007
  • Попова Надежда Николаевна
  • Коренман Яков Израильевич
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Оробинский Юрий Иванович
RU2329495C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 620 343 C1

Реферат патента 2017 года Экспрессный способ установления фальсификации молока разбавлением его водой по сигналам массива пьезосенсоров

Изобретение относится к аналитической химии пищевых продуктов и может быть использовано для установления фальсификации молока водой. Способ предусматривает использование детектирующего устройства типа «электронный нос», матрицу которого формируют на основе четырех пьезосенсоров резонансного типа. На обезжиренные электроды пьезосенсоров с частотой колебаний 8-10 МГц наносят пленку определенного сорбента массой 10-15 мкг: родамин 6G (Род6Ж), полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), дициклогексан 18 Краун-6N (18-К-6), пчелиный клей (ПчК). Пьезосенсоры выдерживают до установления стабильной частоты колебания, затем отбирают образцы проб, помещают в стеклянные герметичные сосуды с полимерной мягкой мембраной и выдерживают в течение 10-15 мин при температуре 18-22°С. С помощью одноразового шприца отбирают 2 см3 равновесной газовой фазы и вводят в статическую ячейку детектирующего устройства, регистрируют отклики пьезосенсоров в течение 60 с, выбирают наибольший аналитический сигнал ΔFc, рассчитывают отношения сигналов: и , где ΔFРод6Ж - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом Род6Ж; ΔF18-K-6 - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом 18-К-6; ΔFПЭГА - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом ПЭГА; ΔFПчК - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом ПчК, и сопоставляют с аналогичными показателями для стандартной пробы, при этом одновременно увеличение отношения сигналов по сравнению со стандартом более чем на 30% и уменьшение отношения сигналов более чем на 10% характеризует завышенное содержание воды в молоке, что свидетельствует о фальсификации молока разбавлением его водой. Достигается высокая экспрессность, точность, объективность измерения и надежность определения факта фальсификации молока водой. 1 пр., 2 табл., 2 ил.

Формула изобретения RU 2 620 343 C1

Экспрессный способ установления фальсификации молока разбавлением его водой по сигналам массива пьезосенсоров, характеризующийся тем, что он предусматривает использование детектирующего устройства типа «электронный нос», матрицу которого формируют на основе четырех пьезосенсоров резонансного типа, для чего на обезжиренные электроды пьезосенсоров с частотой колебаний 8-10 МГц наносят пленку определенного сорбента массой 10-15 мкг: родамин 6 G (Род6Ж), полиэтиленгликольадипинат (ПЭГА), дициклогексан 18 Краун-6N (18-К-6), пчелиный клей (ПчК), пьезосенсоры выдерживают до установления стабильной частоты колебания, затем отбирают образцы проб, помещают их в стеклянные герметичные сосуды с полимерной мягкой мембраной и выдерживают в течение 10-15 мин при температуре 18-22°C, с помощью одноразового шприца отбирают 2 см3 равновесной газовой фазы и вводят в статическую ячейку детектирующего устройства, регистрируют отклики пьезосенсоров в течение 60 с, выбирают наибольший аналитический сигнал ΔFc, рассчитывают отношения сигналов и

где ΔFРод6Ж - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом Род6Ж;

ΔF18-K-6 - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом 18-К-6;

ΔFПЭГА - аналитический пьезосигнал сенсора с сорбентом ПЭГА;

ΔFПчК - аналитический сигнал пьезосенсора с сорбентом ПчК, и сопоставляют с аналогичными показателями для стандартной пробы, при этом одновременно увеличение отношения сигналов по сравнению со стандартом более чем на 30% и уменьшение отношения сигналов более чем на 10% характеризует завышенное содержание воды в молоке, что свидетельствует о фальсификации молока разбавлением его водой.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2620343C1

СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ ФАЛЬСИФИКАЦИИ МОЛОЧНЫХ, КИСЛОМОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ДЕТСКОГО И ЛЕЧЕБНОГО ПИТАНИЯ ИСКУССТВЕННЫМИ АРОМАТИЗАТОРАМИ 2007
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
  • Масленникова Юлия Анатольевна
RU2334228C1
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПЬЕЗОСОРБЦИОННАЯ ЯЧЕЙКА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ 2005
  • Киселев Антон Александрович
  • Нифталиев Сабухи Ильич
  • Коренман Яков Израильевич
  • Мельникова Елена Ивановна
  • Светолунова Светлана Евгеньевна
RU2288468C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ МУЛЬТИСЕНСОРНОГО АНАЛИЗАТОРА ТИПА "ЭЛЕКТРОННЫЙ НОС" 2005
  • Кучменко Татьяна Анатольевна
RU2279065C1
ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗАТОР ЖИДКИХ СРЕД 1997
  • Брусиловский Леонид Петрович
  • Верников Михаил Аврамович
  • Стрепихеева Александра Николаевна
RU2112974C1
CN 203870057 U, 08.10.2014
CN 104713933 A, 17.06.2015.

RU 2 620 343 C1

Авторы

Глотова Ирина Анатольевна

Кучменко Татьяна Анатольевна

Ерофеева Наталья Александровна

Шахов Артем Сергеевич

Умарханов Руслан Умарханович

Даты

2017-05-24Публикация

2016-05-11Подача