CC BY
1
УДК: 635.004.12:635.64
М.1. Погожих, Д.М. Одарченко, Л.В. Даниленко, А.О. Мовчан, С.Л. Гасай
АНАЛ1З ЕЛЕКТРОФ1ЗИЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПАРНИКОВИХ ТА ГРУНТОВИХ ТОМАТ1В
Стаття присвячена аналгзу електрофгзичних властивостей парникових та Трунтових
томатгв при багаторазовому заморожуваннг. Досл1джено вплив ргзних умов вирощування
на змгни юнетики сили току, вольт -амперних характеристик та електролтичного
потенцгалу.
Вступ. На сьогодшшнш день одним з проввдних питань у товарознавст е проблема пвдвищення якосп експертизи харчових продукпв, адже при сучасному розмаГтп продукпв харчування на перший план виходить необхвднють швидкого та об'ективного контролю Гх якостi. Саме тому розробка нових методiв та методик для експрес-аналiзу е особливо актуальною.
Попереднiми дослвдженнями [1] було встановлено, що електрофiзичнi властивостi можна використовувати в якосп сигнатур пiд час циклiчного заморожування томатiв по вiдношенню до фазовоГ оберненостi.
При цьому, якiсть заморожено! томатноГ продукцií буде визначатися низкою чиннишв i перш за все сортом та умовами вирощування. Проте навиъ томати одного сорту, але вирощеш в теплицях та на вщкритому грунтi будуть мати значш розбiжностi за вмiстом води, формами ГГ зв'язку та хiмiчним складом, що в результат впливатиме на оберненють процесу заморожування [2].
У цьому випадку електрофiзичнi властивосп томатiв будуть сигнатурою, що допоможе щентиф^вати сировину на предмет вмюту невластивих Гй хiмiчних компонентiв, у тому чи^ ГМО, антибiотикiв, прискорювачiв росту тощо.
Постановка задачь Метою дано! роботи е виявлення розбiжностей за електрофiзичними властивостями парникових та грунтових томатiв та iдентифiкацiя сировини на предмет вмюту невластивих Гй хiмiчних компонента.
Вир1шеммя задачь Об'ектом дослвдження були електрофiзичнi властивостi грунтових та парникових томапв, якi тдлягали багаторазовому заморожуванню за температури -20° С. Попередньою тдготовкою до заморожування було центрифугування з наступними параметрами: тривалють (т) - 15 хвилин, швидшсть (у) - 5000 об./хв. У результап циклiчного заморожування (4 рази) та центрифугування спостер^алося утворення двох фаз: рiдкоí та твердоГ. Рiдка фаза - частина цшого томату, яка видiляеться шляхом центрифугування, а осад - тверда фаза. Предметом дослвдження була рвдка фаза томапв.
Рiдка фаза томатiв являе собою колоГдний розчин, що мютить настiльки малi часточки, що рщина може здаватися прозорою, проте часточки е не окремими молекулами, а Гх скупченням. КолоГдш часточки знаходяться у постiйному русi внаслiдок безперервних ударiв з молекулами розчинника, а Гх злипанню перешкоджае наявнiсть у них електричних зарядiв.
Вимiрювання електрофiзичних властивостей здiйснювали на експериментальнiй установщ з електродами, виконаними з металу, що мали, ввдповвдно, електронну провщшсть. Площа змочування електродiв складала 4-10-4 м2. Напругу на електродах змiнювали вiд 0,1 до 20 В за допомогою джерела постшного струму. Силу струму фiксували мшамперметром.
Щд час визначення кинетики сили струму робили 2 замiри (одразу та через 10 хвилин) у ввдносних одиницях при постiйнiй напрузi для рiзних циклiв заморожування.
Помiчено, що для встановлення постiйноí сили струму необхщний визначений промiжок часу. Очевидно, це обумовлено тим, що рвдка фаза томату мютить юни рiзноí природи: органiчного та неоргашчного походження. Така система характеризуеться тим, що при вщносному русi юшв з малою масою (низькомолекулярнi сполуки) i з бiльшою масою (високомолекулярш сполуки), першi пов'язуються кулонiвськими силами, що призводить до обмеження рухомосп низькомолекулярних iонiв i сила струму зменшуеться. Вiдмiчено вплив циклiв заморожування на швидшсть зменшення сили струму.
З рис. 1 видно, що шнетика сили струму при постшнш напрузi для парникових та грунтових томапв рiзна. Для грунтових томатiв характерне бiльш рiзке зниження сили струму, а також ввдзначено незначний вплив цимв заморожування. На вiдмiну вщ грунтових томатiв у парникових ввдзначено вплив циклiв на поведiнку кривоГ. Так, у парникових спостерiгаеться найбшьша швидк1сть падiння сили струму для св1жого соку, а найменша - для чотирьохкратного заморожування. У грунтових томапв найбшьша швидшсть падшня сили струму для томапв трикратного заморожування, а найменша для
томатш двократного заморожування. Також вiдмiчено, що для парникових томапв характерт рiзнi значення сили струму тд час 2 замiру, а у грунтових цi значення майже не вiдрiзняються.
1.1
1
0,9 0.8 0,7 0,6 0,5 0,4 0 3 0,2 0,1 о
пА
■пА
Р
К
к
[ ,1 /У /10
/7Т,С
1 ...1.. . » 1 1 •» .....
60 80 100 120 140 160 180 200 Гшрнилош томати
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Грунтов! томати
Рис. 1 Кшетика сили струму у дослщжуваних зразках при Ц=сош1=0,1 В
1 - без заморожування 1 зашр;
2 - без заморожування 2 зашр;
3 - тсля першого заморожування 1 замiр;
4 - тсля першого заморожування 2 замiр;
5 - тсля другого заморожування 1 замiр;
6 - тсля другого заморожування 2 замiр;
7 - тсля третього заморожування 1 замiр;
8 - тсля третього заморожування 2 замiр;
9 - тсля четвертого заморожування 1 замiр;
10 - тсля четвертого заморожування 2 замiр.
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
I. пА
3 # ~2
I п ш * ч5
> 1
-
¡55
■¿л и В
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 парников! томаш
1.1 1А ,4
/ -5
Л
'2
I п ш У У
* £
л
1
У" 1 ,В
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Грунтов! томати
Рис. 2 Сила струму вщ напруги на електродах
1 - без заморожування;
2 - тсля першого заморожування;
3 - тсля другого заморожування;
4 - тсля третього заморожування;
5 - тсля четвертого заморожування.
Вольт-амперна характеристика для дослщжуваних зразшв (рис. 2) носить нелишний характер, що обумовлено електрохiмiчною взаeмодieю електролтв. При чому для грунтових томатш ця нелшштсть виражена не тшьки для св1жого соку та тсля першого заморожування, а й для соку замороженого два рази. Крiм того, спостершаеться (особливо для парникових) три характерних дмнки вольт-амперних
характеристик, яш з'являються внаслвдок утворення комплекав, що складаються з молекул розчинено! речовини та розчинника (теорiя концентрованих розчинiв електролiтiв [3]). Пвд дieю низьких температур частина комплексних юшв видаляеться разом iз осадом та електропровiднiсть зменшуеться, а наступне розведення розчину призводить до збшьшення вмiсту простих iонiв та електропроввдшсть знову зростае, а дiлянка II зникае.
На електродах, виготовлених з рiзних пар металiв, виникае електрорушшна сила (табл. 1). Для проведения дослвдження використовували наступнi гальванiчнi елементи: цинк-свинець (2и-РЬ), цинк-мвдь (2и-Си), свинець-мiдь (РЬ-Си).
Таблиця 1
Е.р.с.на електродах для рпних пар металiв
Гальв. елемент Тома-ти Е, В
Без заморожу -вання Пiсля першого заморожуван-ня Шсля другого заморожуван-ня Шсля третього заморожуван-ня Пiсля четвертого заморожуван-ня
1<и сч + £ сч + Й 1<и парни-ковi 0,33 ± 0,04 0,35 ± 0,04 0,41 ± 0,04 0,44 ± 0,04 0,38 ± 0,04
грунто -вi 0,42 ± 0,04 0,35 ± 0,04 0,38 ± 0,04 0,38 ± 0,04 0,36 ± 0,04
1<и сч О сч + Й 1<и парни-ковi 0,55 ± 0,05 0,63 ± 0,05 0,63 ± 0,04 0,75 ± 0,03 0,68 ± 0,03
грунто 0,79 ± 0,05 0,72 ± 0,05 0,55 ± 0,04 0,52 ± 0,03 0,45 ± 0,03
1<и сч О сч + Ь 1<Ц парни-ковi 0,56 ± 0,05 0,56 ± 0,05 0,35 ± 0,03 0,39 ± 0,03 0,41 ± 0,03
грунто -вi 0,493 ± 0,05 0,45 ± 0,05 0,39 ± 0,03 0,40 ± 0,03 0,37 ± 0,03
Як для парникових, так i для грунтових томатiв найбiльше значення Е спостерiгаеться для пари цинк-мвдь. До того ж, для ще! пари металiв характерна закономiрнiсть щодо змiни значення е.р.с. в результат багаторазового заморожування. Але для парникових томатш значення електрорушшно! сили зростае, а для грунтових - зменшуеться. Для шших пар металiв значення електролiтичного потенцiалу нестабiльнi.
Висновки. Таким чином, порiвияльний аиалiз електрофiзичних властивостей парникових та грунтових томапв показав, що умови !х вирощування значно впливають на характер кiнетики сили струму, вольт-амперну характеристику та електролиичний потенцiал, що визначаеться кiлькiсним та яшсним iонним складом, а отже може слугувати сигнатурою пiд час вдентифшацп томатно! сировини.
Л1ТЕРАТУРА:
1. Погожих Н.И., Одарченко Д.Н. Электрофизические свойства томатов как сигнатура обратимости при замораживании // Вюник ХНТУ. - Херсон. - 2010. - №1 (40). - С. 126-130.
2. Химический состав пищевых продуктов / Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов. - М. - Пищевая промышленность, 1977. - 228 с.
3. Харнед Г., Оуэн Б. Физическая химия растворов электролитов / 2-е изд. - М., 1952 г. - 629 с.
ПОГОЖИХ Николай Иванович - д.т.н., профессор, заведующий кафедрой энергетики и физики Харьковского государственного университета питания и торговли.
Научные интересы:
- процессы, аппараты и оборудование химических и пищевых производств.
ОДАРЧЕНКО Дмитрий Николаевич - к.т.н., доцент Харьковского государственного университета питания и торговли.
Научные интересы:
- товароведение и экспертиза товаров;
- пищевые технологии.
ДАНИЛЕНКО Лариса Владимировна - асистентка Харьковского государственного университета питания и торговли.
Научные интересы:
- товароведение и экспертиза товаров;
- пищевые технологии.
МОВЧАН Алена Александрова - аспирантка Харьковского государственного университета питания и торговли.
Научные интересы:
- товароведение и экспертиза товаров;
- пищевые технологии.
ГАСАЙ Евгения Леонидовна - студентка Харьковского государственного университета питания и торговли.
Научные интересы:
- товароведение и экспертиза товаров;
- пищевые технологии.
