Применение информационных технологий при контроле концентрации сахара в соке яблок

Введение
Овощи, фрукты и ягоды имеют огромное значение в питании человека. Однако сохранить их длительное время в свежем виде, к сожалению, просто невозможно. В этом случае на помощь приходят соки, которые способны сохранить питательную ценность этих продуктов.
К сожалению, соки, которые продаются в наших магазинах сегодня, трудно назвать натуральными. Все они проходят серьезную промышленную обработку. Кроме того, почти все они содержат слишком большое количество сахара, не характерное для сока без добавок.
Целью данной курсовой работы является выявление основных современных методов контроля сахара в соке из яблок.
Для решения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Провести анализ справочной и научной литературы по исследуемой теме.
2. Выявить теоретические особенности определения сахара в соках различными методами, особое внимание уделить фотометрическому, поляриметрическому и рефрактометрическому.
3. Выяснить роль информационных технологий при контроле сахара в соке яблок.
4. Провести практический эксперимент по определению концентрации сахара рефрактометрическим методом в яблочном соке из разных сортов.
5. Сделать выводу по проведенной работе.
В работе применены следующие методы анализа: литературный, сравнительный, описательный, химический, анализа и синтеза, графический.
Методологическую базу работы составили международные нормативно-правовые документы, посвященные вопросам определения сахара в соках, научные труды (учебные пособия, статьи и т.п.), посвященные вопросам контроля массовой концентрации сахара в яблочном соке.


Глава 1. Теоретические основы контроля массовой концентрации сахара в соке яблок
Основная часть углеводов фруктов и овощей представлена сахарами - глюкозой, фруктозой и сахарозой. В яблоках и грушах преобладает фруктоза, ее доля в составе сахаров яблок составляет в среднем 60%. Исследование соков промышленного производства показало, что содержание сахаров (глюкозы, фруктозы, сахарозы) в яблочных соках составляет 8,4-11,2 г/100 см3.
В соответствии с ТР ТС 022/2011, в рекомендациях установлены 2 метода определения (оценки) содержания углеводов в соковой продукции - расчетный и аналитический. Указано, что расчетный метод может реализоваться путем пересчета изготовителем имеющихся справочных данных применительно к своей продукции, а аналитический - путем проведения изготовителем физико-химических исследований своей продукции по установленным показателям.
Расчетный метод. Метод основан на использовании справочных данных. Справочники пищевой ценности продуктов питания большей частью содержат информацию о содержании углеводов в соках; информация о содержании углеводов в нектарах, морсах и сокосодержащих напитках встречается значительно реже. Общий характер данных не позволяет определить, к продукту с какими параметрами они относятся. Так, соки, изготовленные из одного и того же вида фруктов или овощей, но из разных сортов или мест произрастания, могут иметь различное содержание сахаров; нектары, морсы и сокосодержащие напитки могут иметь разное процентное содержание сока и различное количество добавленных сахаров. Также не ясно, учитываются ли сахароспирты в общем количестве углеводов, приведенном в справочнике. В отсутствие в справочниках более подробной информации о продукте значения сложно стандартизировать и далее адаптировать к конкретному продукту изготовителя.
В рамках разработки методических подходов СОЮЗНАПИТКИ была собрана информация о содержании сахаров и сахароспиртов в наиболее популярных видах соков, находящихся в обращении на рынке РФ, с тем, чтобы далее определить среднее количество углеводов в "стандартном соке" - соке с минимально допустимым для сока из определенного вида фруктов или овощей содержанием растворимых сухих веществ (согласно приложению 2 к ТР ТС 023/2011). Кроме этого, были использованы массивы данных исследований концентрированных соков и пюре, поступавших на предприятия отрасли (ООО "Пепсико Холдингс", АО "Мултон", АО "ПРОГРЕСС") в 2014-2019 гг. в качестве сырья для производства соков. Значения, полученные для концентрированных соков и пюре, пересчитывали на стандартный сок. Данные по среднему содержанию углеводов в стандартных соках приведены в рис. 1.

Рисунок 1. Среднее содержание углеводов (как суммы сахаров и сахароспиртов) в стандартных соках (по результатам исследований)
Установленные в рис. 1 значения рекомендуются к использованию в случае применения расчетного метода определения (оценки) содержания углеводов в соковой продукции в целях маркировки потребительской упаковки. При использовании изготовителем этих значений их необходимо пересчитать применительно к конкретной продукции изготовителя. Как видим для яблочного сока принято считать стандартными 11,2% содержание растворимых сухих веществ, 10,3 г/100 мл содержание углеводов (в среднем).
Аналитический метод. При определении (оценке) содержания углеводов в пищевой продукции аналитическим методом используют результаты аналитических физико-химических исследований продукта. Для соковой продукции могут быть предложены 2 способа определения (оценки) содержания углеводов.
Способ 1. Определение содержания углеводов путем измерения содержания сахаров и сахароспиртов. Как было отмечено выше, углеводы соков в основном представлены сахарами: глюкозой, фруктозой, сахарозой и сахароспиртами сорбитом и маннитом, информация о сумме которых выносится на упаковку как общее количество углеводов. Содержание индивидуальных сахаров и сахароспиртов, зависящее от вида фрукта или овоща, из которого сок получен, определяется физико-химическими методами и далее суммируется при определении общего количества углеводов.