CC BY
73
Цифровой метод определения цвета пива
О. В. Байдичева, асп.; О. Б. Рудаков, д-р хим. наук, проф.; В. В. Хрипушин, канд. хим. наук, доц.
Воронежский государственный архитектурно-строительный институт
С применением цифровой фотографии, сканеров и компьютерных программ обработки цветового изображения появился быстрый, объективный и автоматизированный метод оценки цветометриче-ских характеристик различных пищевых продуктов [1]. Цветометрия — это наука о способах измерения цвета и его количественном выражении [2]. Аналитическим сигналом в этом методе служат цветометрические характеристики анализируемого образца(координаты цвета в различных системах, светлота, насыщенность цвета, цветовой тон и др.) [1,3].
Цель настоящей работы — изучение возможности определения цвета различных сортов пива с помощью цифровой фотографии.
Стадии подготовки образцов пива к анализу в цифровой цветометриче-ской методике не отличаются от действий, проводимых для определения цвета по ГОСТ 12789-87. Но в отличие от визуального сравнения цвета пива с цветом растворов сравнения в цифровом методе проводится инструментальная оценка, что позволяет более точно проводить оценку.
Серию растворов готовили по ГОСТ 12789-87 как для цветометрических измерений, так и для визуального сравнения цвета пива с цветом растворов сравнения в диапазоне 0,1-4,0 см3 раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм3 на 100 см3. Приготовленными растворами сравнения последовательно заполняли оптическую кювету (l = 1 см) и получали цифровое изображение образца. Для этого кювету помещали в специальный фотографический бокс (рис. 1), позволяющий стандартизировать условия съемки [4, 5].
В качестве устройства получения цифровых изображений использовали цифровую фотокамеру (ЦФК) OLYMPUS SP-500 UZ c возможностью ручного изменения параметров съемки. Условия съемки: формат сохранения графической информации — JPEG, вспышка отключена, светочувствительность — 100 ISO, параметры баланса белого — «лампа накаливания». Калибровку и обработку результатов измерений выполняли с применением собственной программы, разработанной в среде математического пакета MathCAD [4, 5].
В оболочке MathCAD по усредненным значениям цветовых параметров
строили калибровочный график. Для этого получали усредненные значения яркости каждой из трех цветовых компонент К, G и В в диапазоне 0-255 условных единиц.
Значения яркости каждой цветовой компоненты К, G и В, полученные при измерении параметров цветности растворов сравнения приведены на рис. 2.
На рис. 2 видно, что параметры К и G растворов сравнения в изученном диапазоне изменяются незначительно. Такой характер зависимости непригоден для определения цветности. В то же время яркость компоненты В практически линейно убывает во всем диапазоне, следовательно, может быть использована для калибровки.
Получена следующая градуировоч-ная зависимость интенсивности синей компоненты:
F (В) = - (32,56 ± 1,16) X + (1) + (245,03 ± 1,35), (1)
где Х — цвет растворов сравнения в диапазоне 0,1-4,0 см3 раствора йода концентрацией 0,1 моль/дм3 на 100 см3 воды. Для найденной зависимости (1) характерна высокая степень аппроксимации К2 = 0,99.
Результаты определения цвета нескольких образцов пива цифровым цве-тометрическим методом представлены в таблице.
Наряду с ЦФК при измерении цвета жидкостей могут быть использованы планшетные сканеры со слайд-адаптером. Так, в работе [5] описана цветоме-трическая методика определения цветности растительных масел с применением сканера. Достоинства цифрового цветометрического метода с примене-
/////////////ysf/////////////////////////////
Рис. 1. Конструкция фотографического бокса:
1 — отделение для трансформатора; 2 — сменный экран; 3 — стенка для монтажа галогенных светильников; 4 — подставка для кювет и зеркала
6•2008
44
Ед. цвета
Рис. 2. Зависимость яркости F компонент цветности R, G, B от цвета растворов сравнения
Цветность пива
Пиво Сорт По данным ЦФК Визуальное определение
«Клинское. Ультра Лайт» Светлое 0,5 0,3
Staropramen » 1,4 1,2
«Балтика № 2» » 1,1 0,9
«Старый мельник» » 0,9 0,5
«Балтика. Кулер» » 0,3 0,3
«Золотая бочка. Выдержанное» Полутемное 3,3 2,5
нием ЦФК, видеокамеры, веб-камеры или планшетных сканеров: низкая стоимость единичного анализа, простота и экспрессность, возможность регистрации мутных, непрозрачных, неоднородных по консистенции образцов, прямое сохранение информации о результатах анализа в электронном виде. Метод позволяет количественно определять цвет пива в более широком интервале, при этом он мало уступает в точности фотоколориметрическому методу и, безусловно, превосходит возможности визуального определения.
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 06-08-00448-а «Разработка методов диагностики качества продукции по параметрам цветности с применением цифровых технологий».
ЛИТЕРАТУРА
1. Ломова Т. С., Хрипушин В. В., Болотов В. М., Байдичева О. В., Рудаков О. Б. Цветометри-ческое количественное определение анто-циановых пигментов в спиртовых и водных растворах//Пиво и напитки. 2008. № 2.
2. Иванов В. М., Кузнецова О. В. Химическая цветометрия: возможности метода, области применения и перспективы//Успехи химии. 2001. № 5.
3. Downham A., Collins P. Colouring our foods in the last and next millennium//International Journal of Food Science and Technology. 2000. № 1.
4. Хрипушин В. В., Рудакова Л. В., Байдичева О. В., Рудаков О. Б. Определение цветности растительных масел с применением цифровой фо-тографии//Масложировая промышленность. 2007. № 2.
5. Хрипушин В. В., Рудакова Л. В., Рудаков О. Б., Байдичева О. В. Цветометрические методики определения цветного числа растительных масел//Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. №5. &
Новая книга
Новые нанобиотехнологии и натуральные биокорректоры (экология, питание и здоровье человечества)
М.: Пищепромиздат, 2007.
Автор — известный ученый с мировым именем Александра Андреевна Кудряшева, действительный член Российской академии естественных наук, Международной академии информатизации генерального консультативного статуса социального и экономического Совета Организации Объединенных Наций (ООН), Международной академии бионатуропатии, Нью-Йоркской академии наук и др., д-р техн., биол. и мед. наук, профессор. Имеет большой опыт производственной, научно-исследовательской и учебно-методической работы. Руководила лабораторией радиационной микробиологии, энтомологии и биотехнологии филиала ВНИИКОП, предназначенного для использования атомной энергии в мирных целях по линии СЭВ, МАГАТЭ и СССР. Много лет работала зав. кафедрой, деканом факультета Российской экономической академии им. Г. В. Плеханова. Затем стала президентом Международного центра питания и восстановления здоровья (Нью-Джерси, США), научным консультантом и руководителем проекта по линии ООН (Нью-Йорк). В настоящее время — президент Академии продовольственной безопасности.
А. А. Кудряшева — автор более 500 научных статей, 20 монографий и учебников для вузов, 50 изобретений и 10 открытий, а также новейших уникальных теоретических, прикладных и учебно-методических разработок международной значимости.
За разработку пищи XXI в. с заданными полезными полифункциональными свойствами награждена шестью серебряными медалями ВДНХ СССР, за вклад в развитие медицины и здравоохранения — серебряной медалью имени акад. И. П. Павлова, за разработку новой группы натуральных биокорректоров — золотой медалью МАИ, за развитие теоретических основ и прикладных методов биорегуляции живых организмов — Кавалерским знаком ордена «Наука. Образование. Культура». Ее некоторые научно-практические разработки отмечены отечественными и зарубежными дипломами I степени, почетными грамотами и персональными премиями.
В 1999 г. А. А. Кудряшева удостоена международного звания «Выдающийся ученый XX в. в области биологических наук (Outstanding People of the 20th Century, IBC, Англия, Кембридж, июль 1999 г.). В США она отмечена как личность биографического рекорда за научные достижения мировой значимости и большой вклад в развитие мирового сообщества (The Marguis Who is Who in America, 2002-2006 гг.).
Она впервые организовала и провела три Международных симпозиума «Натуральные биокорректоры: питание, здоровье, экология» (1996, 1997, 2000гг.) по новым научно-практическим направлениям высокой экологической, биологической, продовольственной и социально-экономической значимости для человечества.
В уникальной книге с учетом актуальных проблем в области экологии, питания и здоровья мирового сообщества рассмотрены новейшие открытия, научно-практические достижения с использованием безвредных нанобиотехнологий и многофункциональных натуральных биокорректоров. Подробно представлены более совершенные и безопасные этапы научно-технического прогресса и новые направления устойчивого развития человечества. Особое внимание уделено эффективным методам и средствам, способствующим оздоровлению продовольственных ресурсов, среды обитания и здоровья населения разных стран мира.
Книга предназначена для учебных, научных и промышленных организаций, специалистов в области экспертизы качества и безопасности жизненных ресурсов, а также аспирантов, студентов и для широкого круга читателей, интересующихся адекватным питанием, пищевой балансотерапией и наукой о пище и питании.
Заявки на приобретение книги присылайте по факсу: 8 (495) 607-20-87.
6 • 2008
ПИ]
НАПИТКИ
45
