Use of chemical sensors in technological control of the formation of the flavor of chocolate glaze

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The possibility of controlling the dynamics of the formation of the aroma of chocolate glaze during concoction using an artificial sense of smell system based on an “electronic nose" with modified polymers with gas piezosensors is shown. Samples were taken in real production and their mandatory control was carried out according to standard properties during the technological process of concocting chocolate glaze. Digitization and objective control of the process of development and maturation of the chocolate glaze flavor was carried out using a data matrix (recorded and calculated signals) of an array of piezosensors. An array of sensors has been pre-optimized, the responses of which correlate with individual physico-chemical indicators of the quality of semi-finished products and finished products. The correlation of the results of sensorometric analysis and physico-chemical indicators of the quality of confectionery glaze was carried out. Informative sensors have been selected, the responses of which allow rapid assessment of standard characteristics – humidity (based on the signal of a sensor based on crown ether with a Pearson correlation degree of R = 0.91), acidity (based on the signals of a sensor based on Twin-40 with a Pearson correlation degree of R = 0.90–0.91). The most valuable information is provided by monitoring the decrease in the content of non–volatile compounds – the total sugar content when conching using signals from a Triton X-100 sensor (with a Pearson correlation degree of R = 0.89). As a criterion for reproducibility of qualitative and quantitative composition, a new digital characteristic of the fragrance is proposed – a set of parameters of the binary sensitivity of the sensors of the “electronic nose”, and a new method of chemometric processing of data sets for objects of analysis has been developed. The possibility of introducing an “electronic nose” into production for technological control of compliance and optimization of formulations, the process of concocting chocolate glaze according to physico-chemical parameters and digital characteristics of the most unstable property – flavor, objective and reproducible assessment of the quality of confectionery products is shown.

About the authors

Т. А. Kuchmenko

Voronezh State University of Engineering Technologies

Author for correspondence.
Email: tak1907@mail.ru
Russian Federation, Voronezh

R. P. Lisitskaya

Zhukovsky and Gagarin Air Force Academy

Email: tak1907@mail.ru
Russian Federation, Voronezh

References

  1. Зубченко А.В. Технология кондитерского производства. Воронеж: Воронеж. гос. технол. акад., 1999. 432 с.
  2. Борисенко А.В., Алексеева Ю.И., Климова С.А. Шоколад – гармония вкуса и аромата // Кондитерское производство. 2003. № 3. С. 20.
  3. Маркитанов И.Б. Эффективность и качество шоколадного производства. СПб: Агентство “РДК-принт”, 2002. 176 с.
  4. Власов Ю.Г., Ермоленко Ю.Е., Легина А.В., Рудницкая А.М., Колодников В.В. Химические сенсоры и их системы // Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65. № 9. С. 900. (Vlasov Y.G., Ermolenko Y.E., Legin A.V., Rudnitskaya A.M., Kolodnikov V.V. Chemical sensors and their systems // J. Anal. Chem. 2010. V. 65. № 9. Р. 890.)
  5. Minunni M., Tombelli S., Mariotti E., Mascini M. Biosensors as new analytical tool for detection of Genetically Modified Organisms (GMOs)// Fresenius J. Anal. Chem. 2001. V. 369. № 7/8. P. 589.
  6. Wongchoosuk C., Wisitsoraat A., Tuantranont A., Kerdcharoen T. Portable electronic nose based on carbon nanotube SnO2 gas sensors and its application for detection of methanol contamination in whiskeys // Sens. Actuators B. 2010. V. 147. № 2. P. 392.
  7. Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П., Боброва О.С. Применение мультисенсорного анализатора газов для изучения изменения аромата агаровой матрицы с натуральными ингредиентами // Журн. аналит. химии. 2010. Т. 65. № 2. С. 198. (Kuchmenko T.A., Lisitskaya R.P., Bobrova O.S. Using a multi-sensor gas analyzer for investigation the change in the aroma of an agar matrix with natural ingredients // J. Anal. Chem. 2010. V. 65. № 2. Р. 195.)
  8. Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П., Хоперская М.А., Стрельникова Ю.И., Коблякова О.С. Контроль содержания пищевых ароматизаторов в кондитерских массах с применением сорбционных сенсоров газов // Аналитика и контроль. 2012. Т. 16. № 4. С. 399.
  9. Кучменко Т.А., Босикова Ю.Н., Кульнева Н.Г., Бираро Г.Э., Астапова Е.Н.. Способ экспертизы сахара. Патент РФ № 2678770. Заявка № 2017139269 от 13.11.2017, опубл. 01.02.2019.
  10. Кучменко Т.А. Объективная оценка запаха: химические пьезосенсоры в анализе пищевых объектов // Контроль качества продукции. 2019. № 2. С. 53.
  11. Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П., Хоперская М.А., Стрельникова Ю.И. Новый способ контроля аромата при оптимизации рецептур шоколадных кондитерских изделий // Кондитерское производство. 2011. № 4. С. 18.
  12. Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П. Применение химических сенсоров в технологическом контроле: формирование аромата кондитерских масс // Журн. аналит. химии. 2021. Т. 76. № 7. С. 648. (Kuchmenko T. A., Lisitskaya R. P. Using chemical sensors in process control: Formation of confectionery mass aroma // J. Anal. Chem. 2021. V. 76. № 7. Р. 881.)
  13. Магомедов Г.О., Олейникова А.Я., Плотникова И.В., Лобосова Л.А. Функциональные пищевые ингредиенты и добавки в производстве кондитерских изделий. СПб: ГИОРД, 2015. 440 с.
  14. О’Брайен Р. Жиры и масла. Производство, состав и свойства, применение: Пер. с англ. СПб: Профессия, 2007. 752 c.
  15. ГОСТ 5900-2014. Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ: Межгосударственный стандарт. М.: Стандартинформ, 2019. 10 с.
  16. ГОСТ 5903-89. Изделия кондитерские. Методы определения сахара: Межгосударственный стандарт. М.: Стандартинформ, 2012. 24 с.
  17. ГОСТ 5898-87. Изделия кондитерские. Методы определения кислотности и щелочности: Межгосударственный стандарт. М.: Стандартинформ, 2012. 9 с.
  18. Олейникова А.Я., Магомедов Г.О., Мирошникова Т.Н. Практикум по технологии кондитерских изделий. СПб: ГИОРД, 2005. 480 с.
  19. Хачатурян Э.Е., Гвасалия Т.С., Якименко Т.П. Двести составляющих реакции меланоидинообразования // Современная наука и инновации. 2014. № 4. С. 22.
  20. van Boekel M.A.J.S. Formation of flavour compounds in the Maillard reaction // Biotechnol. Adv. 2006. V. 24. № 2. P. 230.
  21. Ikan R. The Maillard Reaction. New York: John Wiley & Sons Ltd, 1996. 228 p.
  22. Солуянова А.А., Ямашев Т.А., Решетник О.А. Условия образования меланоидинов при производстве сиропов // Вестник технологического университета. 2014. Т. 17. С. 273.
  23. Lund M.N., Ray C.A. Control of Maillard reactions in foods: Strategies and chemical mechanisms // J. Agric. Food Chem. 2017. V. 65. № 23. P. 4537.
  24. Черных И.А., Красина И.Б., Калманович С.А., Красин П.С. Регулирование реологических свойств шоколадных полуфабрикатов // Фундаментальные исследования. 2015. № 2. Ч. 17. С. 3738.
  25. Лисицкая Р.П., Кучменко Т.А. Способ определения искусственных ароматизаторов в спиртсодержащих растворах. Патент РФ № 2706438 C1. Заявка № 2018140148 от 14.11.2018, опубл. 19.11.2019.
  26. Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П., Шуба А.А. Информативность анализатора газов “электронный нос” для оценки качества вина // Аналитика и контроль. 2014. Т. 18. № 4. С. 373.
  27. Кучменко Т.А., Умарханов Р.У., Звягина О.В. Разработка множественных аналитических меток для летучих органических соединений по результатам сорбции на квантовых точках CdS в хитозане без и с модификацией родамином 6Ж // Аналитика и контроль. 2023. Т. 27. № 37. С. 129.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».