Методы исследований в технологии продуктов питания из растительного сырья

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации 
Федеральное государственное бюджетное образовательное 
учреждение высшего образования 
«Самарский государственный аграрный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 
А. В. Волкова, Н. В. Праздничкова, А. Н. Макушин 
 
 
 
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ  
В ТЕХНОЛОГИИ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ  
ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ 
 
Учебное пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Кинель 2023 
 
 

УДК 664(075) 
ББК 36-1я7 
В67 
 
Рекомендовано учебно-методическим советом Самарского ГАУ 
 
 
Рецензенты: 
Г. А. Ларионов, профессор кафедры «Биотехнологии и переработка 
сельскохозяйственной продукции», ФГБОУ ВО Чувашский ГАУ,  
д-р биол. наук; 
Д. В. Зипаев, доцент Высшей биотехнологической школы, ФГБОУ ВО 
Самарский государственный технический университет, канд. техн. наук 
 
 
 
Волкова, А. В 
В67            Методы исследований в технологии продуктов питания из растительного сырья : учебное пособие / сост. А. В. Волкова, Н .В. Праздничкова, А. Н. Макушин; отв. ред. А. В. Волкова. – Кинель : ИБЦ Самарского ГАУ, 2023.– 155 с. 
ISВN 978-5-88575-735-5 
 
Учебное пособие предназначено для магистрантов, обучающихся по 
направлению подготовки 19.04.02 Продукты питания из растительного 
сырья, профиль «Технология продуктов питания из растительного сырья», 
и включает теоретический материал для освоения дисциплины «Методы 
исследований в технологии продуктов питания из растительного сырья». 
Данное пособие позволяет сформировать у студента комплексное представление о теоретических основах и методологических принципах проведения исследований сырья растительного происхождения и продуктов 
питания из него. 
 
УДК 664(075) 
ББК 36-1я7 
 
 
 
 
© ФГБОУ ВО Самарский ГАУ, 2023 
© Волкова А.В., Праздничкова Н.В., 
ISВN 978-5-88575-735-5                         Макушин А.Н., 2023 
 
 
2 

Предисловие 
 
В технологии изготовления пищевых продуктов качество и состав сырья, эффективность производственных процессов, экологическая безопасность, соответствие выпускаемой продукции установленным нормам, соблюдение санитарно-гигиенических требований имеют большое значение. Решение всех перечисленных вопросов требует знания методов исследования пищевого сырья и готовых продуктов.  
В то же время исследование любого пищевого продукта – 
сложная аналитическая задача. Из-за особенностей состава и многокомпонентности продуктов необходимо приспосабливать стандартные методы к особенностям состава и физико-химической структуры продукта – т.е. в каждом конкретном случае требуется проведение в той или иной мере аналитической исследовательской работы. 
Поэтому наука о методах исследований в технологии продуктов 
питания предусматривает как разработку новых принципов и методов анализа пищевых систем, так и установление строения отдельных веществ, их функций и взаимосвязи с другими компонентами.  
Современные методы контроля позволяют изучить состав и 
свойства пищевых продуктов, их качество и пищевую ценность, 
выявить изменения, не обнаруживаемые органолептическими или 
обычными физическими и химическими методами, спрогнозировать 
изменение качества, установить способы хранения и сроки использования. Сегодня можно выделить следующие методы, нашедшие 
широкое применение в пищевой промышленности: хроматография, 
фотометрия, люминесценция, рефрактометрия, вольтамперометрия, 
потенциометрия и др. Теоретические основы этих методов и представлены в данном учебном пособии. 
Данное учебное пособие позволит сформировать у обучающегося комплексное представление о теоретических основах и методологических принципах проведения исследований сырья растительного происхождения и продуктов питания из него.  
Учебное пособие предназначено для магистрантов, обучающихся по направлению подготовки 19.04.02 Продукты питания из 
растительного сырья, профиль «Технология продуктов питания из 
растительного сырья», и включает теоретический материал для 
освоения курса.  
 
 
3 

1. Классификация методов исследования пищевых продуктов 
 
Полноценность, пищевые и биологические свойства продуктов питания сохраняются при условии их высокого качества. Для 
определения доброкачественности применяются разнообразные 
методы: органолептические, химические, физические, микробиологические, биологические, радиометрические и др. Чаще всего 
используют методы, предусмотренные стандартами для исследования тех или иных пищевых продуктов. 
В основу решения вопросов о разработке и совершенствовании технологии, транспортировке, хранении и реализации продукции должна быть положена объективная оценка ее качества. Однако довольно сложно установить уровень качества, если его показатель не может быть измерен инструментально. Это особенно характерно для оценки качества по органолептическим показателям. 
Качество продукта органолептическим методом определяется на 
основании ощущений человека. С помощью органов чувств (зрения, обоняния, осязания) проводится органолептический, или сенсорный (лат. Sensus – ощущение, чувство), анализ. Особенностью 
сенсорного анализа является то, что в роли прибора для измерения 
выступает сам человек. Поэтому такая оценка по своей природе 
субъективна. Тем не менее, с помощью сенсорных методов оценки 
можно сделать достаточно точное заключение о качестве продукта 
без привлечения дорогостоящих приборов, оборудования и реактивов. 
Объективность сенсорных исследований можно существенно 
повысить за счет обучения специалистов методам дегустационного исследования с использованием количественной оценки органолептических показателей по балльным шкалам при создании 
соответствующих условий для работ дегустаторов, обеспечении 
специалистов методическими материалами и др. 
Сенсорные методы исследования широко используются при 
оценке качества сырья и готовой продукции, решении задач, связанных с улучшением качества продукта. Они позволяют довольно 
точно и с незначительными затратами средств и времени выявить 
в нем имеющиеся недостатки. Основываясь на знаниях сенсорики, 
можно получить необходимую информацию о качестве продуктов 
питания при разработке новых и изменении их рецептур, синтезе 
аналогов пищи и создании ароматизаторов, установить предел 
4 

приемлемости продукта. Все это может быть выполнено с помощью использования достаточно простых методов сенсорного анализа. Даже после полного перехода на инструментальные методы 
оценки качества органолептика остается посредником между прибором и чувственным восприятием свойств продукта потребителем. 
Следует отметить, что последнее десятилетие связано с изобретением высокочувствительных приборов для изучения органолептических свойств продукции. 
Инструментальные методы оценки цвета, вкуса, запаха и 
консистенции пищевых продуктов, хотя и относятся к трудоемким, но несомненно имеют ряд преимуществ перед органолептическими с точки зрения достоверности. Эти методы применяются 
для определения химического состава и физических свойств продукта, а также для изучения физико- и биохимических процессов, 
происходящих в товарах во время хранения. 
Инструментальные методы подразделяются следующим образом: 
1. Химические методы. Используются для количественного и 
качественного определения белков, жиров, углеводов и других 
химических веществ в продуктах. 
2. Физические методы (поляриметрия, рефрактометрия, реологические методы). 
3. Физико-химические методы. Как и физические, эти методы 
характеризуются быстротой выполнения анализа, высокой степенью точности и малым количеством пробы для анализа. К ним относятся хроматография, потенциометрия, колориметрия, спектрофотометрия, кондуктометрия, нефелометрия и др. 
4. Биохимический метод. Используется для оценки биохимических процессов, происходящих в пищевых продуктах при различных условиях внешней среды. 
5. Микробиологический метод. Служит для определения степени обсемененности пищевых продуктов микроорганизмами. 
6. Микроскопический метод. Применяется для качественного 
и частично количественного анализа порошкообразных продуктов 
и др. 
7. Физиологический метод. Используется для определения 
пищевой и энергетической ценности пищи. 
8. Товароведно-технологический метод. Применяется для выявления пригодности сырья для переработки. 
5 

К инструментальным методам, используемым для оценки качества пищевых продуктов, предъявляется ряд требований: 
 высокая чувствительность; 
 хорошая селективность и разрешающая способность; 
 высокая точность и воспроизводимость; 
 быстрота проведения анализа; 
 широкая область проведения анализа; 
 возможность одновременного определения нескольких веществ; 
 простота подготовки проб; 
 легкость и простота работы с приборами; 
 максимальная автоматизация процессов подготовки пробы и 
измерения; 
 возможность работы в производственных условиях; 
 приемлемая стоимость прибора. 
Результаты определений показателей инструментальными методами не зависят от индивидуальных особенностей исследователя, отличаются точностью и выражаются в количественных показателях (процентах, граммах и др.). 
Химические методы. Химические методы широко используются в экспертизе для установления химического состава пищевых 
продуктов и их соответствия требованиям техническим нормативным правовым актам. Ими определяют показатели качества сырья, 
а также изменения, происходящие в пищевых продуктах при 
транспортировании, хранении и реализации. Это методы аналитической, органической и биологической химии, основанные на химических свойствах веществ, способности их принимать участие в 
какой-либо специфической химической реакции. 
К химическим относятся гравиметрический и титриметрический методы. 
Гравиметрический (весовой) метод является одним из 
наиболее точных и универсальных методов. Сущность его состоит 
в том, что определяемый компонент осаждается в виде малорастворимого соединения и после прокаливания взвешивается на аналитических весах (метод осаждения) или выделяется в чистом виде и взвешивается (метод выделения), или отгоняется при прокаливании (или высушивании) и по разности в весе до прокаливания 
и после него определяется содержание летучего компонента (метод отгонки). В практике товароведения гравиметрический метод 
6 

чаще всего применяется для определения гигроскопической влаги 
и летучих веществ в пищевых продуктах. 
Титриметрический метод. Сущность титриметрического 
(объемного) анализа заключается в определении количества вещества путем измерения объема другого вещества, вступающего с 
анализируемым веществом в реакцию. 
В зависимости от типа реакции, лежащей в основе количественного определения, титриметрический анализ подразделяется на ряд 
методов (нейтрализация, окисление-восстановление, осаждение). 
К методу нейтрализации относятся все объемные определения, в основе которых лежит реакция нейтрализации (Н+ + ОН– = 
НОН). Этот метод широко используется в производственных и 
научных лабораториях. На практике он применяется, например, 
при определении кислотности пищевых продуктов. 
К методам окисления-восстановления (оксидиметрии) относятся все объемные определения, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции. В зависимости от применения 
рабочего раствора оксидиметрия делится на ряд методов: 
- перманганатометрия, использующая окислительные свойства 
перманганата калия (в товароведной практике применяется для 
определения редуцирующих сахаров, нитритов, ионов металловвосстановителей); 
- йодометрия, использующая окислительно-восстановительные 
свойства пары (метод применяется для определения концентрации 
сульфатов в сухих веществах или в растворе); 
- дихроматометрия, использующая окислительные свойства 
бихромата калия. 
В методах осаждения используются реакции, в результате 
которых образуются труднорастворимые соединения. На практике 
для определения содержания поваренной соли в пищевых продуктах чаще всего применяют метод Мора, согласно которому раствор хлорида натрия титруют раствором нитрата серебра в присутствии индикатора хромата калия с образованием труднорастворимого соединения серебра. 
Комплексонометрия относится к методам комплексообразования, основанных на применении реакции образования прочных 
комплексных соединений. Наибольшее значение из методов комплексонометрии имеет трилонометрия, которая широко применяется для количественного определения щелочноземельных металлов, жесткости воды, микроэлементов в пищевых продуктах. 
7 

Физические методы. В исследованиях качества пищевых 
продуктов чаще всего применяются оптические и реологические 
методы. 
К оптическим методам относятся рефрактометрический и 
поляриметрический методы. 
В основе рефрактометрии лежит способность сред преломлять проходящие через них лучи света. В товароведении рефрактометрический анализ применяют для определения количества 
сухих веществ в пиве, томатопродуктах, варенье, джеме, соках; 
содержания жира в продуктах и сахаров в сахарных сиропах и др. 
Для измерения показателей преломления используются рефрактометры и интерферометры. 
Поляриметрический метод основан на измерениях, связанных 
с поляризацией света. Метод широко используется в пищевой 
промышленности. В сахарной промышленности его применяют 
для определения сахаристых веществ, в масложировой промышленности – для идентификации масел. Поляриметрический метод 
анализа проводится с помощью поляриметра. 
Реологические методы применяются не только для изучения 
физических величин и расчета движения продуктов в рабочих органах машин, но и для оценки ряда технологических, в том числе и 
качественных, показателей продуктов, управления ими и получения заранее заданных технологических характеристик (упругой 
вязкости теста, прочности макаронных изделий, сахара-рафинада, 
вязкости желе и др.). Для измерения сдвиговых характеристик 
продуктов применяются ротационные вискозиметры, капиллярные 
вискозиметры Оствальда и Уббелоде, пенетрометры. 
Поверхностные свойства – адгезия и внешнее трение – измеряются при помощи адгезиометров, которые предназначены для 
тестовых продуктов, кондитерских масс. 
К физическим методам относится также метод определения 
температурных констант. Его проводят при исследовании качества 
жиров, установления их природы, чистоты, отсутствия примесей. 
Физико-химические методы. Эти методы характеризуются 
быстротой выполнения анализа, высокой степенью точности и малым количеством пробы при анализе. К физико-химическим методам относятся фотометрический, электрохимический, хроматографический методы. 
Из фотометрических методов для исследования качества 
8 

продуктов сырья и пищевых продуктов применяют метод сравнения оптических плотностей стандартного и исследуемого окрашенных растворов с использованием фотоэлектроколориметра, 
цветометрический метод с применением спектроколориметра, 
трансформационную инфракрасную спектрометрию с Фурьепреобразователем и др. 
Колориметрия предназначена для определения концентрации 
вещества в растворе по поглощению света. Этим методом устанавливают содержание нитратов в растительном сырье; альдегидов, 
сивушных масел и фурфурола – в спирте; меди и олова – в консервах; железа, некоторых витаминов, величину рН – в продуктах; 
содержание антоцианов – в виноградных винах; кофеина – в чае и 
кофе; теобромина – в какао и др. 
Цветометрический метод предназначен для оценки цвета 
продовольственных товаров при их идентификации, экспертизе, 
разработке новых продуктов питания. Для отдельных товаров цвет 
нормируется действующими стандартами. По цвету пищевых продуктов можно судить об их свежести, ингредиентном составе, 
наличии или отсутствии фальсификации. Оценка цвета позволяет 
выявить дефекты сырья и нарушение технологии производства. 
Спектрофотометрия основана на тех же законах светопоглощения, что и фотоколориметрия, но в этом методе используется поглощение света определенной длины волны. Метод характеризуется высокой точностью. 
Инфракрасная спектроскопия служит для определения состава и чистоты продукта или сырья. Полученные спектры сопоставляют со спектральными таблицами различных соединений. В 
настоящее время применяется более прогрессивная технология – 
Фурье-преобразование инфракрасного спектра. 
Нефелометрия основана на определении количества света, 
рассеянного частицами суспензии. Этим методом устанавливают 
степень мутности раствора с помощью нефелометра. 
Люминесцентный анализ основан на том, что при облучении 
ультра – фиолетовыми лучами пищевых продуктов, не обработанных или обработанных специальными реактивами, некоторые составные их части выделяют лучистую энергию разных оттенков. 
Этот анализ предназначен для определения некоторых витаминов, 
содержания белков и жиров, диагностики порчи овощей, плодов и 
обнаружения в продуктах консервантов, канцерогенных веществ, 
9 

пестицидов. С его помощью можно обнаружить в исследуемом 
образце присутствие вещества в концентрации 10–11 г/г. 
Атомно-абсорбционный спектральный анализ основан на резонансном поглощении световой энергии свободными атомами 
анализируемых веществ, возникающем при пропускании пучка 
света через слой атомного пара. Метод атомной абсорбции обеспечивает рекордно низкие пределы обнаружения по многим элементам (в 1 см3 раствора пробы можно определить содержание 
элемента в диапазоне 10–12…10–4 г). Атомно-абсорбционный спектральный анализ применяется для определения тяжелых металлов 
при проведении сертификации продовольственного сырья и пищевых продуктов. Используют однолучевые и двухлучевые атомноабсорбционные спектрофотометры фирм Hitachi, Varian, Bekman, 
Techtron, Perkin-Elmer. 
Для контроля качества продовольственных товаров также широко используются электрохимические методы. Наиболее распространенным для анализа водных экстрактов пищевых продуктов и воды является потенциометрический (ионометрический) 
метод. Этот метод широко используется для измерения рН, по 
величине которого можно судить о свежести, например, соков и 
других продуктов, а также для количественного определения нитратов в свежей продукции растениеводства. Метод привлекает 
простотой, быстротой выполнения, возможностью вести определения в мутных и окрашенных средах. 
Для количественного определения антиоксидантов в пищевых 
продуктах наиболее надежным представляется амперометрический метод. В условиях амперометрического детектирования возможен предел в интервале 10–9…10–12 г, а иногда и на уровне 10–
15 г. В комбинации с высокоэффективной жидкостной хроматографией этим методом определяют содержание полифенолов в пищевых продуктах и напитках. 
Хроматографические методы широко применяются при 
оценке пищевых продуктов, проведении сертификационных испытаний. Это наиболее эффективные методы разделения и анализа 
сложных смесей веществ. Они основаны на различии в распределении компонентов смеси между двумя фазами. Одна из фаз – это 
неподвижный слой твердого вещества или жидкости с большой 
поверхностью, другая фаза – подвижная – поток жидкости или газа, фильтрующегося через неподвижный слой. Процесс состоит из 
10