Способ определения содержания жира и белка в молоке

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 308 1) 4 0 01 1) 33/06 СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТОРСН(21 (22 (46 (71 ме 72 ации10.84.опася к молочавлено на поемая проба) Институт автоматики и электротрии СО АН СССР(56) Приборы, средства автоматизи системы управления. ТС. Вып.Экспресс-информация, ЦНИИТЭИ, 19Сидько Ф.Я., Захарова В.А., Лтин В,Н, Интегральные.индикатрисысветорассеяния "мягких" сферическихчастиц. Новосибирск: Наука, 1977.Авторское свидетельство СССРФ 857869, кл. С 01 И 33/06, 979.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯЖИРА И БЕЛКА В МОЛОКЕ(57) Изобретение относитному производству и напрвьппение точности. Измеря олока разводится в определенное чисраз для обеспечения однократного светорассеяния в кювете, затем гомо-. генизируется, помещается в кювету и облучается монохроматичным световым потоком. В процессе измерения регистрируется рассеяние света назад, вперед и ослабление. По трем сигналам светарассеяния, используя рассчитанные зависимости индикатрис рассеяния от радиуса рассеивающих частиц, определяют средний радиус белковых мицелл, Для найденного среднего радиуса белковых мицелл вычисляется фактор эффективности рассеяния и с помощью эмпирически определенных на ка-либровочной пробе коэффициентов пропорциональности между интенсивностью светорассеяния и содержанием жира по (ф расчетным формулам вычисляется содержание жира и мицеллярного белка в молоке. 1 ил., 2 табл.авйп(гм)(а Т 1 п(1.) ч(гм)(11 п 1 т+40Т-т1 и ) 1 чТ Т1-Т-1 тгде 111 - нормированные .на интенсивность падающего 45луча интенсивности прошедшего светового по"тока, рассеянного назад и вперед соответственно; 0а,Ь,с - эмпирически определенные накалибровочнойпробе с раствореннымбелком коэффициентыпропорциональности меж ду интенсивностью прошедшего светового потока, рассеянного назад и вперед соответИзобретение относится к молочному производству, в частности к способам определения жира и белка в молоке и молочных продуктах, и может быть использовано в сельском хозяйстве и молочной промышленности.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет определениясреднего размера частиц белка в мо- Олочных пробах.При осуществлении способа определения содержания яира и белка в моло.ке, последовательно включающего разведение пробы растворителем, облуче ние пробы монохроматичным световым потоком, установление оптимальных уг,лов рассеяния светового потока для частиц белка и жира, определение интенсивностей рассеянных в оптималь ные углы световых потоков, дополнительно измеряют интенсивность светового потока, прошедшего через измеряемую пробу, а содержание жира и мицеллярного белка находят по формулам: 1 1 нТгК(г )а пг )-ЬТ Тт где Р - содержание мицеллярного белка;Р - содержание жира;г - средний радиус белковых ми- З 5целл, который находят изуравнения ственно и содержаниемжира;п(г), ч(г) - интегральные индикатрисы рассеяния в выбранные углы назад и впередсоответственно от среднего радиуса белковыхмицелл;К(г) - фактор эффективностирассеяния для частицрадиуса гВ известном нефелометрическом способе содержание жира и белка определяется по величине рассеянного в выбранный интервал углов светового потока. Согласно предлагаемому способурегистрируют рассеяние в три различных интервала углов: интенсивностьрассеянного света вперед, ослаблениепрямо прошедшего света и интенсивность света, рассеянного назад. Измерение трех сигналов светорассеянияпозволяет определить средний размербелковых мицелл, в результате чегосущественно повышается точность определения содержания жира и белка,поскольку полностью исключаются погрешности, связанные с вариациямисреднего размера белковых мицеллв различных пробах.На чертеже изображена схема устройства, реализующая предлагаемыйспособ,Луч лазера 1 делится полупрозрачным зеркалом 2 на опорный, которыйрегистрируется фотоприемником О, иизмерительный, который падает на кювету с измеряемой пробой 3. Рассеянный назад световой поток собираетсязеркалом, напыпенным на линзе 4, нафотоприемник Б. Прошедший через кювету и рассеянный вперед световые потоки преломляются призмой 5 и падаютна фотоприемник Ч, Находящимся передфотоприемником зеркалом 6 направляет прошедший световой поток на фотоприемник Т, а рассеянный световойпоток регистрируется фотоприемником Ч.Определение содержания жира и мицеллярного белка осуществляют следующим образом.Проба молока, в которой необходимо определить содержание жира и мицеллярного белка, разводится в определенное число раз для обеспеченияоднократного рассеяния света в кюветеДалее пробу гомогенизируют поз 1441308 мещавт в кювету и облучавт монохроматичным световым потоком. В процессе измерения регистрируют три величины: интенсивность прошедшего через пробу5 светового потока, интенсивность светового потока, рассеянного назад и интенсивность светового потока, рассеянного вперед, Нормируют эти величины на интенсивность опорного светового потока. Решая уравнение Сигналы светорассеяния 1 и 1 регистрируют в конусе углов 120-150ио5-10 соответственно от направленияпадавшего луча. Коэффициенты пропорциональности между интенсивностямипрошедшего и рассеянных световых потоков определявт заранее на пробе срастворенным белком, они равны: а==3,9688, Ъ=1,7323, с=2,4794, Интерполируя табличные данные интегральныхиндикатрис рассеяния для относитель, -ного коэффициента преломления ш==1,175, ЭВМ перебором значений среднего радиуса частиц от 25 до 300 нмс шагом в 1 нм вычислила средний радиус белковых частиц из уравненияп(г,)(а - - +сХп 1 )-ч(г)(Ып 1 +определяют содержание жира и мицеллярного белка,Коэффициенты а, Ь, с находят прикалибровке по пробе с известным содержанием жира и мицеллярного белка, ЗОхарактерной для данного наборапроб. С этой целью пробу разводят. растворителем белка (например, версеном) и измеряют сигналы светорассеяния. Поскольку при растворенномбелке рассеяние света происходитлишь иа жировых частицах, то коэффициенты а, Ъ, с определяются по формулам:а=1 п 1 /Р; Ъ= --с=1 н: 1 чтР 1 1 гР 11 т 40П р и м е р, Перед проведением изн й к дую пробу разводят пр 0 комнатной температуре в 21 раз водным раствором СаС 1 концентрации 0,157.,Разведение необходимо для обеспечения 45однократного рассеяния света в кювете. Применяемый для этой цели растворСаСХ обеспечивает сохранение уровняйкальция в среде, несмотря на разведение. После разведения пробу молока 50помещают в измерительную кювету и облучают световым потоком. Сигналы светорассеяния регистрируют фотоприемниками, усиливают и в цифровой формеобрабатывают на ЭВМ. Вычисления проводят для пробы с содержанием жира0,587 и белка 2,863, Для этой пробызафиксированы следующие величины сигналов светорассеяния;):Ь -- с1 т 1-1 т определяют средний радиус мицелл г,и по Формулам: 1 а 1 и +р гКТгц )Та пТгм 7-Ь-1 т-Хп 1 =5,331 1 О ; ). - - =7,9018 10тт в "- =1,288 101 т Средний .радиус частиц равен 75 нм,Значения величин п(г ) и ч(г ) дляэтого радиуса и используемого светас длиной волны 633 нм равны 1,426"х 10и 1,2446 10 соответственно.Фактор эффективности рассеяния, умноженный на величину рассеивающегопромежутка (толщина кюветы 150 мкм)и нормированный на средний объем частиц для данного радиуса, равен2,20355 ф 10 нм , Из этих величин поформулам: 11,г Кг 77 а и(г 7:Ь 7 1:1 +Ып 1 вычисляют содержание жира и белка в кювете 0,0257 Х и 0,13432 соответственно, Поскольку молоко перед разведением разводят в 21 раз, то в пробе содержание яира и белка следующие: 0,547 и 2,827,Данным способом измеряют содержание жира и белка в нескольких пробах обезжиренного молока. Измерение светорассеяния и вычисление содержания жира и белка проводят в десятикратной повторности, но разведение пробформула изобретения20 Способ определения содержания жира и белка в молоке, предусматривающий разведение пробы растворителем, гомогениэацию, облучение монохроматич В ным световым потоком с последующимизмерением интенсивностей рассеянных вперед и назад световых потоков, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, дополнитель но измеряют интенсивность световогопотока, прошедшего через анализируемую пробу, и устанавливают средний радиус белковых мицелл по уравнений где п(г), ч(г) 5 14413проводят один раэ, Среднеквадратичный разброс по десяти измерениям приопределении содержания белка оказывается равным 0,051. Среднеквадратичныйразброс при определении содержания5жира составляет 0,0057. При определении среднего размера белковых частицмаксимальный разброс составил 2 нм .Во всех исследуемых пробах содержание жира и белка определяют такжеизвестным способом. Значения содержания жира с учетом погрешностей измерений для обоих способов оказалисьравны, Дополнительно во всех пробахопределяют средний размер белковыхчастиц методом спектра мутности,Полученные результаты измеренийвместе с данными химического методапредставлены в табл. 1, где использованы следующие обозначения: ЬР==Р-Р - отклонение от данных химического метода значений содержаниябелка, полученных предлагаемым спо собом; ЬР=Р-Р - аналогичное.отклонение для известного способа; Ви Вм - средний радиус белковых час)тиц, измеренный предлагаемым способом и методом спектра мутности; Р -измеренное содержание жира,Анализ среднеквадратичных отклонений результатов измерений от данныххимического метода свидетельствует,что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет получитьболее высокую точность при определении содержания белка. Среднеквадратичное отклонение от химического методасоставляет 0,12 для предлагаемогоспособа и 0,29 для известного. Исследуемые пробы в . результат двукратнойсепарации и содержание жира в нихочень мало, что подтверждают результаты, 1 реимуществом данного способаявляется возможность определить сред бний размер белковых частиц и вследствие этого улучшить точность измерений, В табл, 1 представлены значениясреднего радиуса частиц белка, полученные предлагаемым способом и методом спектра мутности, Величины ихотличаются в среднем на 9 нм. Наиболее вероятной причиной такого отличияявляется то, что при измерениях методом спектра мутности не учитываютналичие света, рассеянного на частицах жира.Предлагаемым и известным способами пронедепы также измерения содержа 08 6ния жйра и белка на пробе, которая подвергалась нагреву. Это проводилось в целях регистрации влияния тех изме нений частиц белка, которые происходят при нагреве, на точность измерений. Для осуществления этого одну пробу разделяют на четыре части, которые нагревают в плотно закрытом сосуде в течение 30 мин до различных температур. В табл. 2 показана динамика отклонения показаний с нагревом от данных химического методаПо данным табл. 2 видно, что предлагаемый способ и в этом случае позволяет получить более высокую точность,п(гм) (ап 1 т) ч(гм (11 п 1 т+1 й . 1 ч 1 н+а-1 тт1-1 1 т,1,1 ч - нормированные на интеисивность падающего луча интенсивности прошедшего светового потока, рассеянного назад н вперед соответственно;а,Ъ,с - эмпирически определенные на калибровочной пробе с растворенным белком коэКициенты пропорциональности между интенсивностью прошедшего светового потока, рассеянного назад и вперед соответственно и содержанием жира;интегрп,",ьпце ипдикатрисы рассепп:пд и выбранные л иад и впеР:Г, Тнй ( г ) 1 п 1 +5 а йТгл 7-ЬТ:13где Р - содержание мицеллярного белка;Г - содержание жира;Г, - средний радиус белковых мицелл,Проба Рнмф Рф Х ЬР) Е В, нм Внм Р, Х СреднееОэ 03 Оэ 17 8201 2 0,29 74 СКО Таблица 2 Р, % Температуо ра, С 0 0 20 0,21 Оь 1 40 0,39 0,19 0,40 0,23 1441308ред соответственно отсреднего радиуса белковых мицелл;йг ) - фактор эффективностирассеяния для частицрадиуса гц,а .определение содержания жира и мицеллярного белка осуществляют по формулам: 10 Т Т Г3,16 -0,08 -0,09 82 3,07 -0,02 0,12 86 2,88 -0,06 0,31 85 2,96 0,07 -0,15 73 2 э 93 Оэ 13 Овбб 88 78 0,02 72 0,02 75 0,02 61 0,03 83 0,02) 441 308 Составитель Н .АрцыбашеваТехред А.Кравчук едактор М.Петро Муск орректор Заказ 6282/48 НИИП по