Лабораторная работа № 1. Органолептические методы исследования

1.1. Краткие теоретические сведения

Термин «органолептический», который происходит от двух греческих слов «organos» -орган, орудие, инструмент и «lepticos» - склонный брать или принимать, то есть в буквальном переводе - выявление с помощью органов чувств. Широкое распростра­нение получил также термин «сенсорный» обозначает «чувствующий» и происходит от латин­ского слова «sensus», что означает чув­ство, ощущение. Таким обра­зом, оценить сенсорно или органолептически - означает провести иденти­фикацию и качественное исследова­ние того или иного продукта питания при помощи органов чувств человека¹.

Механизм органолептической оценки стоит в том, что человеческие органы чувств обладают не только высокой чувствительностью, но и способностью анализировать поступающую через внешние раздражители информацию, в связи с чем, их называют анализаторами.

Анализаторы состоят из трех звеньев: периферического, в которых имеются рецепторы, нервные клетки, принимающие внешние сигналы раздражителей; проводникового – нервных путей и центрального – головного мозга. Внешний импульс передает сигнал, раздражает конкретный рецептор, который передает сигнал в головной мозг, осуществляющий анализ сигнала.

Общим свойством всех органов чувств является адаптация – приспособление к сильно меняющимся внешним условиям: если действие раздражителя достаточно длительное, то наступает частичная или полная потеря ощущения из-за снижения чувствительности рецепторов (через 1,5-2 часа). Особенно быстро идет адаптация рецепторов обоняния, осязания и вкуса.

Иногда наблюдают и противоположное явление – сенсибилизацию, т. е. усиление чувствительности. Достичь сенсибилизации иногда можно путём периодических воздействий на рецептор стимулами, находящимися на очень низком или даже околопороговом уровне. Состояние сенсибилизации может сохраняться вплоть до нескольких суток.

Внешний вид пищевых продуктов определяют при осмотре на основе зрительных ощущений. Раздражителем зрительного анализатора является световая энергия, а рецептором – глаз. На внутренней стороне глазного яблока (сетчатки) находятся светочувствительные нервные окончания – рецепторы, которые поглощают световой поток и преобразуют его в нервный импульс, попадающий по зрительному нерву в мозг.

Лучи света проходят сквозь прозрачное вещество, не изменяя свой состав. Отдельные вещества способны поглощать свет определённой длины волны, а оставшаяся часть спектра (проходящий или, чаще, отражённый свет) формирует цвет продукта: если отражается 90 % спектра, то цвет воспринимается белым (или серым, если его интенсивность низка), а если большая часть спектра поглощается, то чёрным.

У человека есть чёрно-белое (сумеречное) и цветное зрение. Чёрно-белое осуществляется с помощью палочек, а цветное – колбочек. Неспособность человека видеть в темноте называется «куриной слепотой». С помощью цветного зрения человек способен воспринимать до 7 миллионов оттенков.

У человека есть 3 типа рецепторов, воспринимающих жёлтый (от 555 до 570 нм), зелёный (от 525 до 535 нм) и синий (от 445 до 450 нм) цвет. Если человек не способен воспринимать один или более элементарных цветов, то говорят о зрительном дальтонизме. Наиболее часто человек не воспринимает зелёный цвет (до 2 % людей), реже – красный (1 %) и синий (0,05 %).

Все цвета можно разделить на хроматические (окрашенные) и ахроматические (белый, чёрный, все оттенки серого). Цвет продукта определяется следующими характеристиками: цветовой тон, насыщенность, яркость. Цветовой тон определяется либо длиной волны монохроматического цвета, либо комбинацией длин волн. Другой характеристикой цвета продукта является насыщенность. Для характеристики насыщенности используют термины слабый/сильный, бледный, тусклый, насыщенный. Насыщенность определяется наличием ахроматической составляющей (т.е. когда основной цвет смешан с белым или серым). Если она больше, то цвет выглядит более бледным. Визуальная оценка продукта включает сведения не только о цвете пищевых продуктов, но и форме, размерах и характера поверхности, фракционном составе.

Под вкусом понимается общее впечатление, получаемое при проверке свойств продукта посредством вкусовой пробы. Вкус пищи стимулирует выделение слюны, определяет продолжительность пережевывания пищи и вид проглатывания; стимулирует увеличение потребления кислорода, что способствует ускорению переваривания; служит для распознания различных веществ и защиты от попадания вредных веществ в организм.

При опробовании продукта возникает сложное ощущение как результат одновременного раздражения вкусовых, обонятельных и осязательных рецепторов. Ощущение вкуса возникает в результате действия растворов веществ на рецепторы вкусовых органов – вкусовые луковицы, расположенные на языке и слизистой оболочке рта.

Выделяют четыре основных вида вкуса: кислый, соленый, сладкий, горький, все остальные ощущения, связываемые со вкусом – либо привкусы (оттенки), получаемые комбинацией основных вкусов, выраженных в той или иной степени, либо ощущения другой природы (например, острый «вкус» – раздражение рецепторов, близкое к болевым ощущениям, холодящий «вкус» – следствие модификации действия рецепторов холода, при котором они посылают сигнал при более высокой температуре). Иногда выделяют ещё и пятый элементарный вкус – вкус глутамината натрия и подобных ему веществ. В русском языке нет слова, обозначающего этот вкус, при необходимости его называют японским словом «умами». К кислому вкусу наиболее чувствителен край языка, к соленому – кончик и край, к сладкому – кончик, к горькому основание. Поэтому сладкий вкус ощущается раньше, чем горький.

Горький вкус присущ различным органическим веществам: алкалоидам хинину, морфию, кофеину. Горьким вкусом обладают большинство нитросоединений, фенольные компоненты дыма. Многие соединения, имеющие интенсивный сладкий вкус и используемые как подслащивающие вещества (цикламаты, сахарин), становятся горькими при высокой концентрации. Молекула, придающая горький вкус, должна иметь гидрофобный и основной радикал (или два гидрофобных радикала) на расстоянии от 0,35 до 0,42 нм. Горький вкус воспринимается хуже всех других элементарных вкусов.

Соленым вкусом обладают кристаллические растворимые в воде соли, которые диссоциируют с образованием положительных и отрицательных ионов. Чистый соленый вкус имеет хлорид натрия, все остальные соли дают смешанное ощущение солености. Качество соленого вкуса в основном определяется анионом, а интенсивность вкуса – катионом. Качество и интенсивность вкуса солей зависит от их концентрации. Если концентрация солей оказывается ниже пороговой, то они могут вызывать сладкий вкус.

Кислый вкус вызывают неорганические и органические кислоты и их соли, интенсивность которых уменьшается в следующем порядке: соляная, молочная, яблочная, винная, уксусная, лимонная. Этот вкус связан с присутствием ионов водорода в пище, которые подавляют диссоциацию карбоксильных групп, связанных с рецепторами, вследствие чего форма молекулы рецептора изменяется.

Сладким вкусом обладают многие природные и синтетические вещества. Сладкий вкус имеют многие углеводы, аминокислоты (все D-аминокислоты и некоторые L-аминокислоты) и другие вещества. Обычно сладость смесей меньше, чем сладость их компонентов. рН среды влияет на интенсивность сладкого вкуса (фруктоза более сладкая в кислой среде, у глюкозы с повышением кислотности сладость понижается). При оценке степени сладости за эталон была взята сахароза. Среди сахаров наименее сладкой является лактоза. Между тем, очень сильный сладкий вкус (в сотни и тысячи раз слаще сахарозы) может быть достигнут применением веществ неуглеводной природы – так называемых подсластителей. Сахарин и цикламаты, обладающие сильным сладким вкусом, в последнее время используют редко из-за их потенциальной канцерогенной опасности (хотя в России они пока разрешены). Сейчас очень распространён подсластитель аспартам – дипептид, состоящий из аспарагиновой кислоты и фенилаланина, который слаще сахара примерно в 200 раз. Сладким вкусом также обладает белок туаматин, он в 3-7 тыс. раз слаще сахара.

От природы вкусовых веществ зависит длительность вкусовых ощущений, самое короткое по продолжительности ощущение солености, затем с нарастанием идет ощущение сладости, кислости и горечи. При оценке вкуса обычно оценивают: степень сохранения вкуса, свойственного данному виду продукта; степень проявления вкуса добавок; степень проявления вкуса окислившегося жира.

Под понятием запаха подразумевают любое ощущение, воспринимаемое органами обоняния. У человека обонятельные органы расположены на задней части носовой полости и расположены на боковых стенках между костными выступами и частью носовой перегородки. Пары пахучих веществ, содержащиеся в воздухе, при дыхании входят в контакт с обонятельными рецепторами (главным образом при коротком вдохе, когда воздух проходит через верхнюю часть носовой полости).

Ароматические вещества имеет важную роль в характеристике пищевых продуктов, т.к. стимулируют деятельность слюнных желез, стимулируют выделение желудочного сока. Несвойственные данному продукту запахи являются следствием нарушения технологии приготовления или порчи при хранении.

В последнее время изучением ароматов запаха занимается целое научное направление. Соединение физико-химического анализа и сенсорных методов исследования открывает перспективу перед технологами и биохимиками при решении проблемы формирования ароматов пищевых продуктов. Современная технология позволяет с помощью методов хроматографии определить количество ароматических веществ и выделить их в чистом виде.

При оценке запаха продуктов оценивают: степень сохранности запаха, свойственного данному виду продукта; степень проявления запаха окислившегося жира; степень проявления запаха добавок.

Термин «консистенция» используется для обозначения сложных свойств пищевых продуктов, впечатление о которых получают с помощью осязательных ощущений, возникающих в момент соприкосновения с продуктом. Под осязанием понимают ощущения разного характера, возникающие при прикосновении, надавливании, в результате тепла и холода. Рецепторы осязания находятся на кончиках пальцев и на кончике языка.

С помощью осязания оценивается агрегатного со­стояния, степени однородности, механических свойств и др. Так, кончиками пальцев определяют степень упругости, твер­дости, пластичности разнообразного сырья. В полости рта возникают такие осязательные ощущения, как соч­ность, рассыпчатость, крошливость, однородность, волок­нистость, терпкость и др.

К достоинствам органолептического метода можно отнести простоту реализации, доступность, небольшие затраты времени и средств. Главный недостаток метода – его субъективность, так как на результаты сенсорной оценки влияет физическое и психичес­кое состояние дегустаторов, методика подачи и подго­товки образцов, состояние помеще­ния, в котором осуществляется дегус­тация и организация рабочего процесса. Субъективность органолептической оценки качества пищевых продуктов во многом обусловлена индивидуальностью организма человека. Большое значение имеют индивидуальная восприимчивость к определенным ощущениям, степень натренированности дегустатора, умение анализировать и запоминать свои ощущения. В связи с этим для определения качества пищевых продуктов должны быть отобраны лица, предварительно прошедшие проверку на сенсорную чувствительность, что повысит объективность и достоверность сенсорной оценки.

Привлекаемые к дегустации лица должны иметь высокую уровень профессиональной информированности, обладать хорошим зрение, обонянием, вкусом, должны обладать высокой степенью наблюдательности, умением отключаться от всего постороннего и сосредотачиваться в нужный момент на определенных восприятия.

При оценке дегустационных способностей определяют: способность распознавать вкус и запах; пороговую концентрацию распознавания вкусовых и пахучих веществ (определение порога чувствительности); способность различать разницу во вкусе и запахе (порог разницы вкуса); стабильность органолептических оценок и уровень конформности.

На работу дегустатора могут повлиять следующие факторы: адаптация; усталость; монотонность работы; правильность подготовки пробы к исследованиям и условия проведения работ.

К лаборатории, в которой проводят органолептические исследования, предъявляется целый ряд требования. Лаборатория не должна использоваться для других целей и должна включает в себя отдельные помещения для приготовления образ­цов и для проведения органолептических испытаний, где работа может выполняться инди­видуальными исследователями в ис­пытательных кабинах и группами ис­пытателей. Помещение для подготовки должно находиться в непосредственной бли­зости от дегустационного зала.

В лаборатории должна быть постоянная температура (от 18 до 20 ^оС) и относительная влаж­ность воздуха (70-75 %), чтобы состояние окружающей среды воспринималось как комфорт­ное и приятное. Освещение лаборатории должно быть одно­родным (30-50 лк). Кроме естественного света (площадь окон должна быть не менее 35 % площади пола), рабочие места следует оборудовать местным освещением (лампами рассеянного света). Цвет стен и деталей отделки должен быть нейтральным, рекомендуемые цвета – матово-белый или нейтрально-серый. Вентиляция должна обеспечивать постоянный приток воздуха и быть бесшумной.

Лаборатория по возможности дол­жна быть звукоизолирована и быть без посторонних запахов (табака, косметики, запаха приготовляемых образцов). Рабочие места должны быть удобны и изолированы друг от друга перегородками; ширина одного рабочего мета должна быть около 1 м, а глубина не менее 50 см, что обеспечит раз­мещение на нем исследуемых образцов, посуды, средства для ополаскивания рта, бланков и письменных принадлежностей для составления отчета.

Посуда, используемая для оценки пищевых продуктов, не должна оказывать влияния на сенсорные характеристики образцов и искажать результаты дегустации. Рекомендуется использовать исключи­тельно посуду, изготовленную из не­ржавеющей стали, серебра, фарфора или стекла. Не годятся для оценок посуда, ложки и вилки, изготовленные из стали, алюминия, латуни, олова. Деревянные ложки и лопатки также трудно уберечь от запаха и постороннего вкуса. То же самое относится к картону и многим полимерным материалам.

Посуда, в которой подают пробы для оценки, должна быть совер­шенно однородна по форме, цвету, из­готовлению и внешнему виду, так как даже незначительные отклонения могут повлиять на внешний вид пробы. Емкость ложек, используемых при сенсорной оценке, должна быть не ме­нее 10 см³, чтобы обеспечить попада­ние в ротовую полость достаточного количества образца.

Любая посуда, используемая для сенсорной оценки, должна быть бе­зупречно чистой. Для этого ее тщатель­но ополаскивают дистиллированной водой после основной промывки для обеспечения полною отсутствия ка­ких либо запахов. Сушить посуду предпочтительнее потоком го­рячего воздуха, не содержащего час­тичек масла. После сушки посуда дол­жна храниться в специальном шкафу.

При подготовке проб особое место имеет температура, которая должна соответствовать рекомендуемой для подачи конкретного продукта. Число проб, подвергаемых проверке, должно быть небольшим, так как впечатлительность органов чувств быстро снижается и наблюдается адаптация (привыкание) к определенному раздражителю. Общая продолжительность дегустации должна составлять от одного часа до полутора, число образцов не должно превышать 20.

Следует соблюдать определенный порядок оценки проб, переходя от продукта со слабо выраженным вкусом к продукту с более выраженным вкусом.

Если определяют все органолептические показатели, то сначала проводят оценку внешнего вида, затем определяют запах, консистенцию, а затем свойства, которые оценивают в полости рта (вкус, сочность, крошливость однородность и т. д.).

При определении вкуса кусочки продукта массой от 3 до 5 г необходимо около 1 мин держать во рту, поворачивая языком и давая им возможность побывать в разных частях рта. Между пробами рот необходимо обязательно прополаскивать водой или чаем.