Обзор приборов для определения характеристик овощей и фруктов

Текст: Ю. Белопухова, агроном, канд. биол. наук

В течение последних лет в нашей стране значительно возросла популярность здорового образа жизни. В связи с этим потребители при выборе овощей стали обращать более пристальное внимание не только на внешние особенности продукции, но и на ее полезность, безопасность, вкус и другие важные характеристики.

Сегодня рынок фреш-продукции активно развивается во всем мире, в том числе в России. На переработку поступает только около трети собранного урожая овощей, а большая его часть реализуется в магазинах в свежем виде. Постепенно растет популярность органических товаров, а также различных овощных снеков. В связи с этим сельхозпроизводители имеют хорошую возможность производить продукцию высокого качества и реализовывать ее по более выгодной цене, причем определять различные характеристики овощей можно непосредственно на предприятии с помощью специальных приборов.

МЕРА ВЛАГИ

Известно, что многие овощи сохраняют свою свежесть непродолжительное время, которое существенно сокращается при неправильном хранении. Так, при реализации у огурцов, кабачков и тыквы мякоть должна быть плотной и сочной, у моркови, редьки и редиса, кроме того, не иметь на срезе пустот, а у столовой свеклы — обладать равномерной окраской. Обычно понятие свежести коррелирует с уровнем содержания влаги в овоще, обеспечивающим нормальный тургор тканей. К примеру, концентрация сухих веществ в моркови может колебаться в пределах 8–20 процентов, в ранних сортах столовой свеклы — до 10 процентов, у сладких сортов перца — до 9–10 процентов. Потеря влаги во многом зависит от температуры хранения овощей, которую, например, у картофеля можно оценить по температуре внутри клубня. В зависимости от сезона поставки она должна быть не менее 4ºС в период с октября по апрель, не более 15ºС — в апреле и сентябре, до 25ºС — в июле и августе.

Содержание сухого вещества в продукции принято определять термогравиметрическим методом по ГОСТу Р 53228-2008, при котором проба взвешивается до и после ее высушивания при высокой температуре, после чего по разнице значений вычисляется уровень концентрации влаги. Сегодня на смену традиционным сушильным шкафам, ранее использовавшимся для реализации данного метода, пришли современные ИК-анализаторы влажности. К их числу относится устройство ML-50 стоимостью около 120 тыс. рублей. Оно предназначено для определения количества сухих веществ в овощных культурах и сочных кормах. Прибор имеет электронные весы, сушильный шкаф и эксикатор для охлаждения, пять режимов сушки, поэтому отличается высокой точностью и повторяемостью результатов. Для проведения исследования достаточно небольшой пробы весом 0,1–50 г. Помимо этого, оборудование снабжено специальным программным обеспечением, функцией памяти, имеет эргономичный дизайн, стандартный интерфейс и большой дисплей. Для определения уровня концентрации сухих веществ также можно использовать прибор FD-610 с двумя режимами измерений. Среди отечественных анализаторов следует отметить влагомер «Эвлас-2М», который подходит для определения влажности вяленых, сушеных овощей и грибов, а также овощных снеков, приготовленных прессованием, но стоит в два раза дешевле зарубежных аналогов.

ПРОЦЕДУРА СМЕШЕНИЯ

Другой стандартный способ определения влаги в овощах — экстракционно-химический метод К. Фишера. Он основан на взаимодействии воды со специальным реактивом, представляющим собой раствор йода и диоксида серы в метанольно-пиридиновой смеси, на установке для электрометрического титрования. Данный метод позволяет определить содержание свободной и связанной воды и применяется при возникновении разногласий в оценке качества. За многие годы технология была усовершенствована, и сегодня в аналитических лабораториях пищевых предприятий, а также органов контроля и надзора для быстрого и точного определения содержания влаги в широком спектре жидких продуктов в рамках данного метода используется кулонометрический титратор Фишера ПЭ-9210. Прибор оснащен современным аналитическим устройством, обеспечивающим высокую точность при анализе образцов с низким уровнем концентрации влаги. Установленная на оборудовании операционная система позволяет сохранять до 100 пользовательских методик, выводить данные результатов измерений не только на цветной графический сенсорный дисплей, но и сохранять их в привычных форматах текстового документа или электронных таблиц. Помимо этого, титратор имеет два USB-порта для подключения к компьютеру, лазерному принтеру, периферическим устройствам ввода, а также для подсоединения флеш-накопителей с целью переноса и хранения данных.

Для определения массовой доли растворимых сухих веществ в овощах и продуктах их переработки можно также использовать другой способ — рефрактометрический метод по ГОСТу 28562-90. Однако обычно его применяют с целью количественной оценки сахаристости продукта.

ПОКАЗАТЕЛЬ УГЛЕВОДОВ

Ценность овощей во многом измеряется уровнем накопления в них не только витаминов, но и других физиологически активных веществ: сахаров, органических кислот, минеральных солей, каротиноидов и других. Например, в зависимости от сорта и условий выращивания количество сахаров в моркови может варьировать в пределах 5–12 процентов, в плоских корнеплодах свеклы — до 5–6 процентов, в остром репчатом луке — на уровне 10–12 процентов, а в полуострой разновидности — до 8–10 процентов.

Не менее важен вкус овощей, который является одним из основных показателей их питательности и качества урожая. Данная характеристика зависит от уровня содержания в анализируемой продукции растворимых углеводов — фруктозы, глюкозы, сахарозы и других. Для их измерения обычно используются лабораторные рефрактометры, а показатели считываются в градусах Brix в определенном диапазоне. С помощью полученных после анализа результатов и специальной таблицы вычисляется общий объем сухих растворимых веществ в образце. Подобная информация очень важна, поскольку она позволяет контролировать количество поливов и подкормок удобрениями во время налива овощей, что особенно важно в условиях закрытого грунта, более точно определять степень зрелости плодов, лучшее время для сбора урожая и подбирать подходящие режимы хранения. Показатель Brix дает возможность сельхозпроизводителю аргументированно продавать свой товар по более высокой цене, чем у конкурентов, а также предоставлять потребителям овощи с лучшим вкусом. Кроме того, информация на магазинной полке об уровне содержания сахара и сухих веществ может помочь покупателю выбрать подходящий продукт.

КОНТРОЛЬ САХАРА

Для определения в лабораторных условиях уровня сахара в пищевых продуктах подойдет автоматический поляриметр-сахариметр SAC-i. В отличие от приборов ХХ века, он имеет большой сенсорный экран, отличается простым и интуитивно понятным управлением, высокой надежностью и хорошей производительностью, точностью, скоростью измерений, равной 13 с, и приемлемой стоимостью.

При необходимости измерения концентрации растворимых углеводов в поле, теплице или в хранилище подойдут мобильные устройства. К их числу относятся универсальный бюджетный рефрактометр MHRB 32 ATC и портативный прибор Extech RF10. Последний отличается компактными размерами и небольшим весом, высокой точностью и способностью определять показатель Brix в широком диапазоне — 0–32 процента. Удобным для использования будет цифровой мобильный рефрактометр PAL-1. Он был внесен в Государственный реестр средств измерения РФ и способен вычислять концентрацию сухого вещества в темных и окрашенных растворах свеклы и винограда. Все обозначенные устройства не требуют наличия специальных навыков для работы с ними. Помимо этого, они могут быть полезными для предприятий, производящих фруктово-овощные напитки и соки, так как дают возможность определять степень растворения сахаров. Для измерения градуса Brix в цельном образце подойдет инфракрасный прибор PAL-HIKARi 5. Он способен вычислять этот показатель в диапазоне 10–18 процентов за три секунды. Для получения результата необходимо просто коснуться устройством поверхности плода, поэтому данный анализатор обычно применяют для определения спелости яблок перед сбором урожая, при таможенном контроле продукции, а также перед продажей овощей оптовому покупателю либо конечному потребителю.

ИЗМЕРИТЬ ВКУС

Другой важный показатель качества овощной продукции — сахарокислотный коэффициент. Он характеризует соотношение между содержанием сахаров в виде показателя Brix и кислот, выражаемых в процентах через значение общей титруемой кислотности продукта. Данный индекс напрямую связан со вкусом овощей, концентрированных соков, нектаров и сокосодержащих напитков. Обычно в начале созревания сахарокислотный коэффициент составляет менее 12 единиц, однако по мере повышения степени спелости плодов он увеличивается до 12–15 единиц, поскольку соотношение сахаров и кислот в овощах стабилизируется, и они приобретают гармоничный вкус. При этом вся продукция, имеющая данный показатель выше 15 единиц, будет казаться сладкой. Сельхозпроизводитель может определить объем содержания сухого вещества и значение сахарокислотного коэффициента с помощью цифрового рефрактометра PAL-BX/ACID1.

Не менее важной качественной характеристикой овощей для многих потребителей является уровень концентрации в них витаминов. Сегодня способы определения данных элементов пока слабо автоматизированы. Тем не менее измерить классическим методом, то есть по ГОСТу 30627.2-98 и ГОСТу 24556-89, количество аскорбиновой кислоты в овощах и продуктах их переработки, в том числе в темноокрашенных экстрактах, позволяет тест-комплект «Аскорбиновая кислота» компании «Крисмас+» стоимостью около 15 тыс. рублей. Данный набор компактный и легкий, поэтому может использоваться в поле или теплице, простой и удобный в эксплуатации. Он включает уже готовые растворы и реагенты, а также обеспечивает низкую стоимость проведения одного анализа — порядка 70–150 рублей. Однако этот комплект является полностью расходным материалом, поэтому для оснащения лаборатории в овощеводческом хозяйстве больше подойдет анализатор серии «Флюорат-02-4М», с помощью которого можно измерять концентрацию витаминов С, В₁, В₂ и селена в продукции.

ДОЛОЙ ТОКСИНЫ

Сегодня качество овощей и коммерческий успех сельхозпроизводителя определяют не только их внешний вид и вкус. Данная продукция должна быть свежей, чистой, вызревшей, но не перезрелой, типичной для ботанического сорта формы и окраски, не проросшей, без механических травм и повреждений вредителями и, в первую очередь, безопасной для потребителей.

Согласно утвержденным нормативными документами «Гигиеническим требованиям безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов», содержание токсикантов, к числу которых относятся в том числе нитраты, остатки пестицидов, тяжелые металлы, радионуклиды, микотоксины и другие вещества, в овощах не должно превышать установленных предельно допустимых концентраций, или ПДК. К примеру, в картофеле количество нитратов может составлять до 250 мг/кг, в ранней и поздней моркови — до 400 и 250 мг/кг, в кабачках — не выше 400 мг/кг, в томатах и огурцах открытого грунта — до 150 мг/кг, а в этих же плодах, выращенных в теплицах, — не более 300 и 400 мг/кг соответственно. Сейчас остаточные количества фунгицидов, гербицидов, инсектицидов и микотоксинов определяются только в специализированных лабораториях с помощью особых приборов и профессионального оборудования, работа с которыми требует высокого уровня подготовки персонала. Однако содержание других токсикантов можно оценить даже в бытовых условиях.

СЛЕДИТЬ ЗА НОРМАМИ

Измерить массовую концентрацию и активность нитрат-ионов в плодоовощной продукции сельхозпроизводители могут с помощью нитратомеров с селективными электродами. Однако для лабораторий лучше приобретать специальное оборудование, например универсальный комплект «Микон-2» на базе анализатора жидкости «Эксперт-001-3(0.1)». Устройство способно определять ионометрическим методом концентрацию нитритов, нитратов, фтора, калия, хлора в различных объектах, в том числе в растительной и овощной продукции, а также в сочных кормах. Помимо этого, оборудование может использоваться как рН-метр и иономер. Проведение анализа полностью автоматизировано и выполняется в соответствии с нормативными документами.

Для осуществления измерений в лабораторных и полевых условиях подойдет микропроцессорный прибор pX-150.1МИ. Он достаточно простой в настройке и управлении, удобный в эксплуатации, поскольку имеет компактный размер, небольшой вес и возможность автономного функционирования. Подобными характеристиками также обладает нитратомер ИТ-1201. Устройство оснащается дисплеем, аккумулятором, рассчитанным на 72 часа непрерывной работы, и имеет широкий диапазон измерений. Для проведения экспресс-анализа сельхозпроизводители могут использовать различные приборы, например портативный «Нитрат-тест» и мобильный анализатор «Эковизор F4» стоимостью около 10 тыс. рублей. Первое устройство работает в соответствии с ГОСТом 29270-95 и МУ 5048-89, обладает жидкокристаллическим матричным дисплеем, подсветкой и клавиатурой. На нем установлено специальное программное обеспечение, позволяющее пересчитывать полученные данные с учетом влажности продуктов и степени разбавления навески. Второй прибор предназначен для измерения степени концентрации нитратов в овощах и уровня радиационного фона. Он достаточно простой и точный.

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ

В действующем СанПиН 2.3.2.1078-01 для свежих плодов и овощей установлены допустимые уровни концентрации опасных веществ. Так, содержание свинца в данной продукции не должно превышать 0,5 мг/кг, мышьяка — 0,2 мг/кг, кадмия — 0,03 мг/кг, ртути — 0,02 мг/кг. Помимо этого, определены нормы для удельной активности цезия-137 — не более 40 Бк/кг, стронция-90 — 30 Бк/кг. До недавнего времени установить чистоту продукции по этим критериям можно было только в специализированных аналитических химических лабораториях. Однако сегодня сельхозпредприятие может самостоятельно провести необходимые экспертизы с помощью анализатора тяжелых металлов АВС 1.1. Кроме овощей прибор способен с помощью вольтамперометрического метода исследовать природные и сточные воды, продовольственное сырье, корма, напитки, детское питание и ветеринарные препараты на предмет содержания в них меди, цинка, свинца, кадмия, висмута, никеля и других тяжелых металлов. Устройство отличается высокой чувствительностью, низкой стоимостью одного анализа, безопасностью работы оператора, а также возможностью определять уровень концентрации нескольких элементов одновременно. Полярограф включен в реестр разрешенного оборудования для аккредитованных лабораторий, которые проводят сертификацию продуктов питания и продовольственного сырья, экологический контроль объектов окружающей среды и оценку качества выпускаемых товаров. Для овощеводческих предприятий и баз хранения овощной продукции также подойдет универсальный комплекс «Экотест-ВА» с вращающимся электрохимическим дисковым электродом ВДЭ-У. С помощью этого прибора можно определять уровень содержания цинка, кадмия, свинца, меди на уровне ПДК и ниже в пищевых продуктах, а также в напитках, природных, сточных водах и почвах. Для анализа большего числа проб на основе данного устройства был создан роботизированный комплекс «Экспертиза ВА-2D».

Таким образом, на российском рынке сегодня представлено большое количество аналитического оборудования для определения различных качественных характеристик овощной продукции. Установка подобных приборов на предприятии позволит сельхозпроизводителю контролировать процесс выращивания овощей с целью получения урожая более высокого качества и его реализации по выгодной цене. Помимо этого, многие устройства способны проводить исследования не только овощей, но и сочных кормов, а также другой аграрной продукции, благодаря чему они могут стать надежными помощниками во многих сферах.