Модуль 2. Тамақ өнімдерінің сапасын хемометриялық бағалау

Тақырып 6. Сүт пен ет өнімдері, жеміс пен көкөністерді қайта өңдеу өнімдерінің сапалық анализі.

Дәріс 8

Химиялық анализ. Химиялық анализдің метрологиялық негіздері.

Тамақ өнеркәсібінде бөлу мен концентрлеу әдістерін қолдану. Тамақ шикізат мен оны өңдегендегі өнімдерді анализдің негізгі принциптері. Тамақ өнім-дерін табу мен идентифика-циялау әдістері.

Физикалық анализ. Люминесценция түрлері. Әдістің физикалық негізі. Люминесценцияның интенсивтілігі мен кванттық шығымы.

Тамақ шикізатын идентификациялау және люминесценттік анализ. Тамақ өнімдерінің люминесцентті қасиет-терін зерттеу әдістері. Тамақтық объектілердің оптикалық сипаттамасы.

Сүт пен ет өнімдері, жеміс пен көкөністерді қайта өңдеу өнімдерінің оптикалық қасиеттерін зерттеу әдістері. Рефрактометрияның теориясы мен практикасы.

Тамақ өнімдерінің құрамы мен қасиеттерін анықтау үшін химиялық, физика-химиялық және физикалық әдістер қолданылады [6].

Шикізаттар, жартылай дүмбілдер мен дайын тамақ өнімдерінің сапасын өлшейтін қазіргі таңда қолданылатын өлшегіш құралдар мен әдістердің көбі зертханалық жағдайда жүйелік анализ жүргізуге бағытталған. Олар химиялық қайта құрылуға (преобразования) негізделген, бұл жағдайда әрекеттесетін заттар немесе реакцияның өнім мөлшері қарапайым, белгілі қасиеттері, масса немесе көлем сияқты өлшемдермен анықталады.

Бұл химиялық әдістер классикалық әдістер деп аталады. Оны қолдану көптеген өнімдердің құрамын зерттеуге мүмкінді береді. Алайда бұл әдістер мен өлшеуіш құралдар барлық жағдайда қажетті дәлдікте өлшеумен қамтамасыз ете алдмайд, көп жағдайда оларды жүргізуге көп уақыт кетеді, автоматты үздіксіз бақылауға, сонымен қатар өндіру процесі кезінде өнім сапасын басқаруға жарамсыз [26,27].

Анализдің физика химиялық әдістері химиялық әдістер сияқты сәйкес химиялық реакцияға негізделген. Химиялық әдістермен салыстырғанда физика химиялық әдістердің тән ерекшелігі деп заттардың басқа реактивпен әрекеттесуінен басқа электрлік токпен немесе өрістің әртүрлі түрі мен заттың сіңірілуімен әрекеттесуін айтады. Бұл мағынада физика химиялық әдістер физикалық әдістерге жақын.

Физикалық әістерде химиялық реакция болмайды немесе екіншілік мағынада қолданылады. Олар энергияның әртүрлі түрі мен заттардың күш өрісімен әрекеттесуіне негізделген.

Анализдің физикалық пен физика химиялық әдістер үшін ортақ болып заттардың оптикалық, электрлік және басқа қасиеттерін өлшеу үшін күрделілеу арнайы аппаратураны қолдану табылады. Бұл арнайы әдістер кейбір жағдайда жалпы атаумен аталады: аппаратуралық немесе инструментальдік.

Аналитикалық химияда академик Ю.А.Золотов анализ әдістері мен объектілерін келесідей бөледі: аналиттер; анализдің жеке облыстары (бүлінбейтін, үзілмейтін, дистанциондық, локальдік, заттық анализ және т.б.); анализді жүзеге асыратын құралдар; жалпы, сонымен қатар жалпы теориялық, аспектілі және бағыттық (анализ метрологиясы, үлгі алу теориясы, автоматизациялау принципі мен жолдары және т.б.). Аналитикалық химияның қазіргі заманғы даму сатысында анализдің әдістер блогында инструментальдік әдістер, ал жалпы теориялық блокта химиялық құрамды өлшеудің сапасын қамтамасыз ету құралы көбірек мағынаға ие болады. Инструментальдік әдістер аналитиктерге информатика әдістері мен мәліметтерді анализдеу теориясына негізделе отырып өңдеуге ұшырайтын, аналогтармен белгілі мәліметтер базасын салыстыратын, сақталатын үлкен сандық масситерді дайындап береді. Өлшеудің сапасын қамтамасыз ету аналитикалық химияның аванссахнасына өлшеудің нәтижесінен алынатын информацияның дұрыстығы мен дәлдігі мен көлемін арттыратын ерекше өзекті болатын проблемамен байланысты метрологиялық проблематиканы енгізеді. Бұл есепті шешуде компьютерлік бейімделген математикалық әдістерді интенсивті түрде қолданады.

Бұл жағдайда компьютерлік бағытталған математикалық әдістерді кеңінен қолдануға тура келеді. ХХ ғасырдың соңы мен ХХІ ғасырдың басында әртүрлі аналитикалық әдістерді қолданудың лейтмотиві мәліметтерді анализдей теориясы мен ақпараттық технологияларды қолданылатын аналитикалық қорытындыға өлшеу нәтижелерінің массивін қайта жасау болып табылады. Химиялық анализ объектісі өзгешееткен, алпайдаланатын әдістердің теориялық негіздері әртүрлі ғылыми пәндерге жататынжағдайда, аналитикалық химияға кіргізілген ақпараттық технологиялар мен мәліметтерді анализдеу теориясы әдістері өзгеріссізқалады, және үлгі таңдау мен дайындау теориясымен бірге аналитикалық химияның бөлімдерін байланыстыратын және оның дезинтеграциялауын алдын алатын жалғыз ғана элементі [26,27,28].

Аналитикалық мәліметтер массивін өңдеудің статистикалық және математикалық әдістерін жасаумен хемометрия айналысады. Хемометрия қазіргі таңның аналитикалық химиясының теориялық негіз бөлімі деп қарастыруға болады [29]. Хемометрия негізін қалаған Сванте Волду анықтамасы бойынша «химиялық мәліметтерден химиялық маңызды ақпараттарды қалай алу, осы ақпаратты қалай мәлісдеу мен оны ұйымдастыру және осындай ақпараттан тұратын мәліметті қалай алу туралы ғылым». Ресейлік хемометриялық қоғам түсінігінде «хемометрия –химия мен математика түйіскенінен туындаған ғылыми пән, оның құралы - химиялық мәліметтерді зерттейтін математикалық әдістер». Хемометрияның кең қолданылатын анықтамасы [30]: «Хемометрия оптимальді өлшенетін процедураны таңдау немесе тұрғызу үшін формальдік логика мен статистика, математика, химияны қолданатын ғылым немесе мәліметтер анализдеу жолымен аса толық ақпарат алу және жүйе туралы білім алу туралы ғылым».

Хемометрия мәліметтерді анализдеу (data mining) теориясымен тығыз байланыста болады. Мәліметтерді анализдеу (data mining) теориясы қолданбалы математикалық статистикадан дамыған. «Мәліметтерді анализдеу» толық формалау мүмкін емес мәліметтерді өңдеудің кез келген процедурасы деп түсінуге болады [31].