Разработка системы обеспечения сенсорного качества соковой продукции
| Вид материала | Автореферат |
- Наименование и краткое содержание лекций №№ п/п Тема лекции, краткая аннотация Кол-во, 44.79kb.
- Планирование и стимулирование качества продукции. Организация и виды технического контроля, 18.58kb.
- Метод обобщенной количественной оценки качества продукции, 211.28kb.
- Тесты по курсу мок /Методы обеспечения и оценки качества машин/ Тема Общие вопросы, 110.3kb.
- Основная образовательная программа высшего профессионального образования уровня магистратуры, 217.15kb.
- Оценка качества продукции признаки и параметры продукции, 191.33kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка Концепции обеспечения качества, 1446.28kb.
- Методы сенсорного анализа для оценки качества кондитерских и хлебобулочных изделий, 100.9kb.
- Разработка методологии и новых методов контроля качества продукции растениеводства, 655.87kb.
- М. А. Мошкина, руководитель отдела системы качества кгбоу спо «Ачинский педагогический, 263.55kb.
Таблица 1 – (продолжение)
-
1
2
3
Специфичные вкусо-ароматические характеристики
Апельсиновый
Запах и вкус, ассоциируемые со спелым апельсином
Сок апельсина прямого отжима различной концентрации; дольки апельсина; сок, приготовленный из замороженного концентрированного сока
Персиковый
Запах и вкус, ассоциируемый со спелым персиком
Кусочки спелого плода персика, персиковый сок прямого отжима различной концентрации
Медовый
Запах и вкус, ассоциируемый с медом
Натуральный мед
Банановый
Запах и вкус, ассоциируемые со спелым бананом
Банановое пюре, свежий спелый банан
Вишневая косточка
Запах и вкус, ассоциируемые с вишневыми косточками
Бензальдегид (1 мг/л)
Посторонние вкусо-ароматические характеристики
Металлический
Вкус, характеризующий присутствие в воде ионов железа, а также побочные вкусы подсластителей
Водный раствор сульфата железа (II) семиводного (0,0056 г/л)
Картонный
Запах, ассоциируемый с соком на начальной стадии порчи, старым хлебом, картоном
5-Метилфурфурол (25 мг/л)
Брожение
(спиртовое, уксусное, молочно-кислое)
Комбинация кислых запахов, ассоциируемых с нотами ферментированных продуктов, которые могут включать запах силоса или травяного компоста
Уксус яблочный; этанол; прокисшее молоко; сброженый фруктовый сок
Плесневый
Сырой, влажный запах, ассоциируемый с каким-либо продуктом, пораженным плесенью
2-этил-1-гексанол в пропиленгликоле (для запаха)
Затхлый
Запах, ассоциируемый с воздухом закрытого пространства
2,4,6 триметоксибензальдегид (для запаха)
Парфюмерный
Запах, ассоциируемый с парфюмерными продуктами, мылом и т.д.
Раствор каприловой кислоты в соке (2 мг/л, 8 мг/л и 20 мг/л)
Таблица 2 – Суммарные описательные статистики для сенсорных характеристик
| Характеристика | Среднее | Стандарт. отклонение | Мин. значение | Макс. значение | Раз-мах |
| Внешний вид и текстура (консистенция) | |||||
| Интенсивность цвета | 9,07 | 0,74 | 8,00 | 10,00 | 2,00 |
| Гомогенность | 8,12 | 0,33 | 8,00 | 9,00 | 1,00 |
| Количество пульпы | 7,49 | 0,58 | 6,00 | 9,00 | 2,00 |
| Наличие посторонних включений | 0,24 | 0,87 | 0,00 | 4,00 | 4,00 |
| Вкусо-ароматический комплекс | |||||
| Апельсиновый | 7,88 | 1,39 | 5,00 | 11,00 | 6,00 |
| Горький | 5,04 | 0,88 | 4,00 | 8,00 | 4,00 |
| Кислый | 4,88 | 1,11 | 3,00 | 7,00 | 4,00 |
| Сладкий | 6,73 | 0,97 | 4,00 | 8,00 | 4,00 |
| Горькое послевкусие | 3,12 | 0,33 | 3,00 | 4,00 | 1,00 |
| Сладкое послевкусие | 2,31 | 0,48 | 2,00 | 4,00 | 2,00 |
| Посторонние ноты | |||||
| Металлический | 0,41 | 0,88 | 0,00 | 3,00 | 3,00 |
| Картонный | 0,33 | 0,97 | 0,00 | 4,00 | 4,00 |
| Парфюмерный | 0,65 | 1,19 | 0,00 | 4,00 | 4,00 |
| Квашеная капуста | 0,46 | 0,92 | 0,00 | 3,00 | 3,00 |
подход обеспечил информацию об общем распределении значений интенсивности характеристик. Для выявления образцов с чрезвычайно низкими или высокими значениями использовали гистограммы средних оценок всех образцов для изменчивых сенсорных свойств. Пример гистограммы для характеристики горький приведен на рис. 3. Для обнаружения других атипичных примеров (мульти-модальность и/или группы
Рисунок 3 – Гистограмма средних оценок интенсивности характеристики «Горький»
образцов с полностью не перекрывающимися значениями оценок) изучали характер распределения значений интенсивности свойств. Основываясь на анализе всех графиков, образцы №№ 1, 3, 4, 5, 6, 11, 13 и 18 были включены в потребительское исследование для того, чтобы определить степень влияния их характеристик с чрезвычайно низкой или высокой интенсивностью на приемлемость. Исключение таких образцов и постоянных характеристик позволило провести более чувствительное исследование зависимостей между оставшимися свойствами. Данный анализ очень важен, так как образцы со свойствами, имеющими нормальные значения интенсивности, могут быть уникальными по своему восприятию, находящемуся за рамками усредненного образца, в тех случаях, когда два или более сенсорных свойства рассматриваются одновременно. Такие образцы могут восприниматься как имеющие «несбалансированный» вкусо-ароматический комплекс, и в результате, будут менее приемлемы с точки зрения потребителя.
Было построено 6 диаграмм рассеяния возможных пар из 4 рассмотренных характеристик (апельсиновый, горький, кислый и сладкий), одна из них приведена на рис. 4. Для выявления зависимостей не учитывали дескрипторы, описывающие посторонние ноты, поскольку в большинстве изучаемых образцов их интенсивность была равна нулю. Полученные графики были проанализированы с целью обнаружения парных корреляций, а также для выявления образцов с существенными отклонениями от общих тенденций. В паре характеристик апельсиновый vs. горький была обнаружена слабая зависимость (r=+0,59 при уровне доверительного интервала p=0,95). В данной паре характеристик образец №12 отклоняется от линейной зависимости других образцов между показателями апельсиновый и горький (рис. 4). На основании результатов анализа всех диаграмм образцы №12 и №21 были отобраны для потребительских исследований вследствие особого характера их свойств.
Изменчивость каждой характеристики должна адекватно демонстрироваться выбранными образцами. Поэтому в группу образцов для потребительских тестирований были дополнительно включены образцы №№2, 15, 19 и 25 высокого качества. К ним были добавлены образцы №№1, 3, 4, 5, 6, 8, 11, 13 и 18 с чрезвычайно низкими или высокими значениями интенсивности, а также №12 и №21, и, таким образом, была сформирована полная группа из 15 образцов.
Рисунок 4 – Зависимости между парой сенсорных характеристик:
«Апельсиновый» vs. «Горький»
При разработке спецификаций для каждого сенсорного показателя анализировали зависимости между откликами потребителей и данными, полученными с помощью описательных методов. Для этого строили диаграммы рассеяния для пары общая приемлемость vs. интенсивность сенсорного свойства. Примеры диаграмм рассеяния для характеристик апельсиновый и кислый приведены на рис. 5 и 6. Вели поиск характеристик, демонстрирующих устойчивые зависимости с общим уровнем приемлемости, а также несистематические связи. Анализ диаграмм показал, что ни одна из исследуемых характеристик апельсинового сока не показала сильных линейных зависимостей. Была установлена положительная корреляция между уровнем общей приемлемости и интенсивностью свойств апельсиновый (рис. 5, r=+0,7272), сладкий (r=+0,5298), а также слабая отрицательная корреляция для характеристик кислый (r=-0,6024), горький (рис. 6, r=-0,0398) посторонний (металлический) (r=-0,4889), посторонний (квашеная капуста) (r=-0,6669), посторонний (парфюмерный) (r=-0,4530). Наличие таких зависимостей, хотя и не очень сильных, требует включения данных свойств в программу контроля СК.
Коэффициенты корреляции для характеристик посторонний (картонный) (r=-0,1813), наличие посторонних включений (r=-0,1522) – cлишком низкие для диагностирования какой-либо значимой зависимости, однако общий характер
Рисунок 5 – Зависимость уровня приемлемости от интенсивности характеристики «Апельсиновый»
Рисунок 6 – Зависимость уровня приемлемости от интенсивности характеристики «Горький»
распределения значений свидетельствует о том, что увеличение интенсивности данных свойств негативно сказывается на уровне общей приемлемости апельсинового сока. Для этих свойств нет необходимости устанавливать спецификацию, поскольку их изменчивость не показала значимого влияния на приемлемость сока у потребителя. Следовательно, нет необходимости измерять интенсивность этих характеристик в рамках программы контроля качества. Однако с целью документирования и отслеживания нестабильных показателей, представляющих отдельный интерес, эти свойства были включены в сенсорные спецификации.
Для того чтобы установить спецификации для контроля СК по значениям интенсивности характеристик, были определены критерии приемлемости продукта для потребительских откликов. Минимальный уровень общей приемлемости был установлен равным 5,5 баллов (по гедонической шкале от 1 до 9 баллов). Это значение использовалось для разработки спецификаций. В таблице 3 приведены окончательные спецификации для показателей, измеряемых в апельсиновом соке.
Таблица 3 – Окончательные сенсорные спецификации для апельсинового сока
| Характеристика | Диапазон допустимых отклонений интенсивности, баллы |
| Апельсиновый | 6,50 – 15,00 |
| Горький | 4,00 – 8,00 |
| Кислый | 1,80 – 6,30 |
| Сладкий | 4,80 – 8,40 |
| Посторонний (металлический) | 0,00 – 1,00 |
| Посторонний (картонный) | 0,00 – 2,50 |
| Посторонний (парфюмерный) | 0,00 – 1,25 |
| Посторонний (квашеная капуста) | 0,00 – 1,00 |
| Наличие посторонний включений | 0,00 – 2,50 |
Следующим этапом создания системы обеспечения СК являлось планирование сбора и анализа данных, а также подготовки отчетности. Периодичность отбора образцов определяли с использованием критериев, применяемых для технохимического контроля. Из каждой партии апельсинового сока делалось три отбора в начале, середине и конце выхода партии готовой продукции.
Для анализа данных был выбран один из наиболее удобных и распространенных статистических методов контроля качества – контрольные карты (Х–R). Для каждого отбора каждой партии были рассчитаны среднее значение х и размах R, необходимые для построения контрольных карт интенсивности. Верхняя и нижняя контрольные границы Х-карты были установлены в соответствии с разработанными сенсорными спецификациями.
Анализ данных велся с помощью программного обеспечения STATISTICA 6.0, позволяющего сохранять полученные результаты, регистрировать новые измерения и обновлять график контрольной карты в режиме реального времени. Если среднее значение интенсивности сенсорного показателя для отдельного отбора и для отдельной партии не выпадает за рамки контрольных пределов Х-карты, то можно утверждать, что технологический процесс не вышел из-под контроля. Всего было проанализировано качество 14 партий апельсинового сока и построено 9 контрольных карт интенсивности для каждого из изучаемых сенсорных показателей. На рисунке 7 приведен пример контрольной карты интенсивности для характеристики апельсиновый (на графике Х-R карты: ось х – номера исследуемых образцов, ось у – интенсивность характеристики в баллах; на гистограмме средних значений и размаха: ось х – количество наблюдений, ось у – интенсивность характеристики в баллах).
Рисунок 7 – Контрольная карта интенсивности характеристики «Апельсиновый»
В главе 4 выполнен детальный анализ дегустационной деятельности, поскольку наличие в ней задач, предъявляющих особые требования к некомпенсируемым психофизиологическим свойствам испытателей, обуславливает актуальность их профессионального отбора.
Согласно ГОСТ Р ИСО 5492:2005, ISO 8586-1:1993 и 8586-2:2008 аналитическая сенсорная оценка может проводиться следующими квалификационными категориями испытателей: отобранный испытатель, эксперт-испытатель и специализированный эксперт. Однако, выделенных на сегодняшний день психологических и профессионально важных качеств (ПВК) недостаточно для определения необходимого уровня общего и профессионального образования, установления предметно-профессиональной компетенции, а также для дифференциации уровней суммарной квалификации испытателей с учетом современных тенденций в сенсорном анализе. Для определения ПВК и объективной оценки их важности использовали метод экспертных оценок. В результате были определены основные группы ПВК и конкретные критерии, которые могут быть рекомендованы для отбора испытателей. Также был разработан перечень квалификационных характеристик, т.е. знаний, умений и навыков для категорий эксперт-испытатель и специализированный эксперт. Полученные квалификационные характеристики приведены в таблице 4.
Методы отбора дегустаторов основаны на принципе поиска людей с высокой сенсорной чувствительностью. Однако в настоящее время отсутствуют точные и однозначные критерии отбора испытателей уровня эксперта и специализированного эксперта. Для решения этой проблемы были изучены современные уровни сенсорной чувствительности испытателей и определены критерии, которые могут использоваться при отборе кандидатов в эксперты. За уровень сенсорной чувствительности испытателя принимался уровень, соответствующий самой низкой концентрации стимула, опознанного испытуемым, при условии, что более высокие концентрации были распознаны верно. На основе полученных данных были рассчитаны квартильные концентрации, позволившие определить концентрации веществ, на которые реагируют 25, 50, 75 и 100% испытуемых. Эти концентрации в дальнейшем использовались для оценки индивидуальных уровней чувствительности при проведении квалификационного отбора. Было принято, что концентрация, на которую реагирует 25% испытуемых, диагностирует высокую чувствительность, концентрация, на которую реагирует 50% испытуемых, диагностирует хорошую чувствительность, а концентрация, на которую реагирует 75% – удовлетворительную чувствительность. Разработанные диагностические критерии отбора приведены в таблице 5.
В ходе исследования были предложены и внедрены на практике три программы тестирования сенсорной чувствительности испытателей, позволяющие объективно и быстро оценивать ПВК на основе знаний о психофизических закономерностях рецепции человека, а также с учетом квалификационной категории испытателей, предполагаемого режима их дальнейшего обучения и конечной целью использования панели.
Таблица 4 – Квалификационные характеристики экспертов
| Компе-тенции | Эксперт-испытатель | Специализированный эксперт |
| Знания и понимание | Высшее или среднетехническое образование, специальные знания, необходимость систематической актуализации знаний, в т.ч. по нормативной документации. Специалист должен демонстрировать знания и понимание в следующих областях: | |
|
| |
| Навыки и умения | Достаточный опыт практической работы, в том числе с конкретными продуктами. Специалист должен применять свои знания и понимание для: | |
|
| |
Таблица 5 – Диагностические критерии отбора испытателей
| | Отобранный испытатель | Эксперт-испытатель | Специализиро-ванный эксперт |
| Вкусовая чувствительность | |||
| Идентификация вкусов | 8/10 или 7/10 + доп. разл. тест | 10/10 | 10/10 |
| Дополнит. различ. тест* | + | | |
| | Пороги распознавания, не более г/л | ||
| Сладкий | 7,20 | 2,59 | 0,94 |
| Кислый | 0,31 | 0,20 | 0,16 |
| Горький | 0,14 | 0,11 | 0,09 |
| Соленый | 0,98 | 0,69 | 0,34 |
| Металлический | 0,0056 | 0,0027 | 0,0013 |
| Умами | 0,70 | 0,24 | 0,17 |
| Ранжирование* | 4/5 | 5/5 | 5/5 |
| обонятельная чувствительность | |||
| Идентификация запахов | 8/10 или 7/10 + доп. разл. тест | 10/10 | 10/10 |
| Дополнит. различ. тест* | + | | |
| Ранжирование | 4/5 | 5/5 | 5/5 |
| Тест на память* | 5/6 или 4/6 +доп. разл. тест | 6/6 | 6/6 |
| ЦВЕТОВАЯ Зрительная чувствительность | |||
| Идентификация цветов | безошибочно** | безошибочно | безошибочно |
| Ранжирование: красный | 10/10 | 10/10 | 10/10 |
| Ранжирование: желтый | 8/10 | 10/10 | 10/10 |
| Ранжирование: зеленый | 10/10 | 10/10 | 10/10 |
| * тест проводится при необходимости ** диагностика по медицинским тестам – без патологий | |||
Для научно обоснованного выбора продолжительности обучения дегустаторов, принимающих участие в производственной программе контроля СК соковой продукции, было изучено влияние различной продолжительности обучения на эффективность работы испытателей. Отслеживали поэтапную динамику работы одной панели на протяжении всего курса обучения. Образцы продуктов оценивались испытателями на трех этапах подготовки. Было показано, что при увеличении времени обучения эффективность работы испытателей значительно улучшается. При оценке некоторых базовых характеристик, таких как основные вкусы, свойства внешнего вида и текстуры (консистенции), а также ключевых атрибутов флейвора достаточно средней продолжительности обучения. Если производственные условия и поставленные задачи требуют высокого уровня дискриминации для сложных комплексных характеристик – необходим более длительный тренинг. Обучение проводилось на базе факультета повышения квалификации ГОУВПО МГУПП, в результате были созданы, апробированы, утверждены и реализованы на практике три программы дополнительного профессионального образования по дисциплине «Сенсорный анализ пищевых продуктов». Также было разработано методическое обеспечение созданных учебных планов: тематическое планирование учебных занятий; иллюстративные материалы для лекций; 2 учебно-методических пособия; комплекты проверочных заданий и диагностических материалов; и система контроля знаний.
Таким образом, на основе комплексных исследований была научно-обоснована, разработана и внедрена на заводе ОАО «Вимм-Билль-Данн Напитки» система обеспечения СК соковой продукции. Результаты исследования переданы ГУ «Всероссийский научно-исследовательский институт пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности» для дальнейшего внедрения на предприятиях отрасли. Предложенный системный подход к обеспечению сенсорного качества пищевой продукции нашел отражение в национальном стандарте ГОСТ Р 53104-2008 «Услуги общественного питания. Метод органолептической оценки качества продукции общественного питания». Разработанные процедуры отбора дегустаторов на основе данных об их сенсорной чувствительности, методики обучения дегустаторов, а также процедура контроля эффективности работы производственной дегустационной комиссии внедрены на ЗАО «Запорожский масложиркомбинат». Также полученные в ходе исследований результаты используются в ГОУВПО МГУПП при проведении научно-практических семинаров «Органолептический анализ: принципы, методология и практическое применение в оценке пищевых продуктов» для представителей пищевой промышленности.
Выводы:
- Предложено и научно обосновано применение системного подхода к товароведной экспертизе СК соковой продукции, позволяющего разработать систему обеспечения СК для производства восстановленных соков и нектаров.
- Определены параметры системы обеспечения СК соков и нектаров: критерии выбора продуктов, процессные точки технологического цикла и сенсорные показатели качества для включения в систему; основные ресурсы, необходимые для внедрения системы; подобраны методы контроля, а также установлены структура и состав документации, регламентирующей эффективное функционирование системы.
- Изучены сенсорные свойства соковой продукции, разработана номенклатура сенсорных показателей и создан комплексный словарь, состоящий из терминов-дескрипторов, определений и стандартных веществ, позволяющие стандартизовать количественную оценку СК соков и нектаров.
- На примере апельсинового сока исследована изменчивость производственных образцов, выявлены парные взаимодействия отдельных свойств, а также проведен анализ зависимостей между потребительскими откликами и данными описательного анализа. Полученные результаты использованы для разработки сенсорных спецификаций.
- На основе данных, полученных при изучении производственных партий апельсинового сока, построены X-R контрольные карты интенсивности сенсорных свойств, обеспечивающие непрерывный контроль всех определяющих показателей СК с учетом разработанных спецификаций.
- Разработан перечень квалификационных характеристик, дифференцирующих критерии компетентности испытателей (дегустаторов).
- Разработаны диагностические критерии отбора испытателей, упорядочивающие требования к уровню их сенсорной чувствительности. На основе разработанных критериев предложены и апробированы программы тестирования, позволяющие проводить дифференциацию квалификационных категорий испытателей и их отбор с учетом поставленных задач.
- Изучено влияние продолжительности обучения испытателей на эффективность работы панели. На основе полученных данных выбрана оптимальная программа обучения для успешной реализации системы обеспечения СК.
- На основе системного подхода разработана система обеспечения СК, которая может эффективно применяться в производстве и в товароведной экспертизе соковой продукции.