Nghiên cứu về ứng dụng Colorimeters trong kiểm soát chất lượng màu của thực phẩm lỏng

I. Giới thiệu

Trong thị trường tiêu dùng và thương mại thực phẩm quốc tế, người xưa thường nói “màu sắc, mùi thơm, vị đều rất cần thiết”, trong đó “màu sắc” đứng đầu. Màu sắc của thực phẩm dạng lỏng (bao gồm cả chất lỏng trong, chất lỏng nhũ tương và nước sốt bán đặc sền sệt) không chỉ là biểu hiện bên ngoài về chất lượng và độ tươi bên trong của chúng mà còn là yếu tố cảm quan chính ảnh hưởng đến quyết định mua hàng của người tiêu dùng. Ví dụ, màu cam sáng của nước cam tượng trưng cho lượng vitamin dồi dào, màu trắng tinh khiết của sữa phản ánh sự ổn định nhũ tương của chất béo và protein, và màu nâu đỏ của nước tương trực tiếp thể hiện sự trưởng thành của quá trình lên men.

Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất và bảo quản, thực phẩm dạng lỏng rất dễ bị phai màu do xử lý nhiệt, phản ứng oxy hóa, hóa nâu do enzyme, tiếp xúc với ánh sáng và hoạt động của vi sinh vật. Nếu có sự khác biệt rõ ràng về màu sắc giữa các lô sản phẩm khác nhau, người tiêu dùng thường nghi ngờ sản phẩm bị hư hỏng hoặc công thức không ổn định, từ đó gây ra thiệt hại không thể khắc phục được đối với niềm tin vào thương hiệu. Các phương pháp truyền thống dựa vào mắt người để so sánh màu sắc mắc phải những sai sót chủ quan rất lớn. Trong bối cảnh đó, việc áp dụng công nghệ kỹ thuật số có độ chính xác caomáy đo màus (máy đo quang phổs) để kiểm soát chất lượng định lượng đã trở thành một xu hướng quan trọng đối với ngành công nghiệp thực phẩm lỏng hiện đại nhằm đạt được sản xuất tiêu chuẩn hóa, toàn cầu hóa và xuyên khu vực.

II. Những khó khăn kỹ thuật cốt lõi và phương thức đo màu trong đo màu thực phẩm dạng lỏng

Không giống như thực phẩm dạng rắn hoặc dạng bột, thực phẩm dạng lỏng phải đối mặt với những thách thức đa dạng trong việc đo màu do các đặc tính vật lý và quang học độc đáo của chúng, chủ yếu thể hiện ở các khía cạnh sau:

1. Đo truyền chất lỏng trong suốt:Chẳng hạn như rượu, nước trái cây trong, dầu ăn, nước khoáng, v.v. Những mẫu này có tính thấm ánh sáng và màu sắc của chúng chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính hấp thụ của ánh sáng truyền qua. Đo loại chất lỏng này phải áp dụng Chế độ truyền. Thông qua một cuvet mẫu (cuvette) có đường quang cố định, ánh sáng xuyên qua chất lỏng đi vào máy dò quang. Loại chất lỏng này thường không chỉ tập trung vào loại chất lỏng thông thườngL*a*b*không gian màu, mà còn phụ thuộc nhiều vào các chỉ số màu cụ thể của ngành, chẳng hạn như chỉ số Platinum-Cobalt (APHA/Pt-Co) và chỉ số Gardner dùng cho dầu ăn và nhựa, cũng như thang màu Saybolt dùng cho một số sản phẩm dầu mỏ.

2. Đo ở chế độ kép của chất lỏng đục và nhũ tương: Chẳng hạn như sữa, sữa chua, nước ép trái cây đục, súp đặc, v.v. Những chất lỏng này chứa một lượng lớn vi hạt protein, hạt chất béo hoặc sợi cùi trái cây bên trong, sau khi ánh sáng đi vào sẽ xảy ra sự tán xạ và hấp thụ mạnh. Nếu chỉ sử dụng phương pháp truyền dẫn thì ánh sáng không thể xuyên qua được; nếu chỉ sử dụng phương pháp phản xạ thì không thể ghi lại được đặc điểm quang học của môi trường bên trong. Do đó, những thực phẩm này thường yêu cầu máy đo màu phù hợp với Chế độ truyền + phản xạ kép để đánh giá toàn diện màu sắc bề mặt và độ đục tổng thể của chúng.

3. Đo lường thùng chứa chuyên nghiệp và không tiếp xúc của chất lỏng bán rắn có độ nhớt cao:Chẳng hạn như nước sốt tạo hương vị (sốt cà chua, nước sốt salad), mật ong, dầu hào, v.v. Những mẫu này không dễ chảy và có thể rất dễ bám vào cửa sổ đo, gây nhiễm bẩn thấu kính quang học, khiến việc vệ sinh vô cùng bất tiện và thậm chí có thể gây lây nhiễm chéo cho thực phẩm. Chìa khóa để giải quyết khó khăn này nằm ở việc sử dụng máy đo màu được trang bị các phụ kiện kiểm tra chuyên dụng (như cốc đựng mẫu chất lỏng có thông số kỹ thuật cụ thể) hoặc áp dụng kiến ​​trúc đo không tiếp xúc, đảm bảo an toàn vệ sinh và độ chính xác của dữ liệu.

III. Giải pháp thích ứng của Máy đo màu CHNSpec trong Quản lý màu thực phẩm dạng lỏng

1.DS-812N Series / Máy đo quang phổ chất lỏng để bàn CS-810

Nhắm đến các loại thực phẩm dạng lỏng có độ trong suốt cao như nước khoáng, rượu, dầu ăn và xi-rô trong, CHNSpec đã cho ra mắt máy đo màu dành riêng cho chất lỏng để bàn DS-810N và CS-810.

Hiệu suất quang học: Các thiết bị sử dụng điều kiện hình học chiếu sáng D/0, với các điốt quang silicon tăng cường tia cực tím, có độ nhạy cao tích hợp làm bộ thu, nâng cấp đáng kể phạm vi đo độ truyền qua lên 0 ~ 200%. Điều này đảm bảo rằng ngay cả khi đối mặt với các mẫu chất lỏng có màu sắc gần như trong suốt chỉ có những khác biệt nhỏ, vẫn có thể ghi lại được các dao động quang học cực yếu.

Chỉ số màu chuyên dụng tích hợp: Chúng không chỉ có thể xuất trực tiếp dữ liệu L* a* b* và ΔE* chính xác mà còn tích hợp hoàn hảo nhiều thông số phổ biến trong thương mại hóa chất và thực phẩm quốc tế, chẳng hạn như chỉ số Platinum-Cobalt (APHA/Pt-Co), chỉ số Gardner, độ vàng, độ hấp thụ và nồng độ. Bằng cách loại bỏ tính ngẫu nhiên chủ quan của việc so sánh màu mắt bằng hình ảnh thủ công, chúng cung cấp bằng chứng kỹ thuật số có thể truy nguyên đầy đủ cho thương mại quốc tế.

Máy đo quang phổ để bàn tiên tiến dòng 2.CS-821N

Đối với các thực phẩm dạng lỏng đục, nhũ tương hoặc sẫm màu phức tạp như sữa, sữa đậu nành, nước ép trái cây đặc, rượu gạo và nước tương, máy quang phổ để bàn CHNSpec CS-821N là lựa chọn lý tưởng cho ngành công nghiệp.

Công nghệ phân tích phổ đường dẫn quang kép: CS-821N sử dụng đèn xenon xung cường độ cao làm nguồn sáng, hợp tác với công nghệ phân tích phổ đường dẫn quang kép, có thể theo dõi các dao động vi mô của nguồn sáng trong thời gian thực và thực hiện bù tự động, đảm bảo độ lặp lại phép đo cực cao (độ lệch chuẩn của độ phản xạ quang phổ nằm trong khoảng 0,08%).

Khả năng tương thích hoàn toàn của Phản xạ + Truyền: Thiết bị hỗ trợ chế độ phản xạ D/8 (hình học chiếu sáng khuếch tán, xem 8 độ) và chế độ truyền D/0, dễ dàng làm chủ việc xác định màu từ chất rắn và bột đến các chất lỏng phức tạp khác nhau. Khi đo sữa, cấu trúc quang học của nó có thể phân biệt chính xác sự khác biệt về độ trắng và độ vàng mờ do các hàm lượng chất béo khác nhau (chất béo nguyên chất, ít chất béo, gầy) hoặc việc bổ sung các thành phần giàu canxi; khi đối mặt với nước tương hoặc chất lỏng hóa dầu, nó cũng có thể cung cấp dữ liệu màu sắc với tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cực cao.

IV. Quy trình kiểm soát chất lượng Ứng dụng máy đo màu trong sản xuất thực phẩm lỏng

Trong chuỗi cung ứng thực phẩm lỏng địa phương và quốc tế thực tế, việc quản lý màu kỹ thuật số của máy đo màu CHNSpec chạy qua ba liên kết cốt lõi:

1.Sàng lọc tinh khiết nguyên liệu thô vào nhà máy:Các nguyên liệu thô đưa vào nhà máy như nước ép trái cây xay nhuyễn, sữa tươi, dầu thực vật thô có màu cơ bản bị ảnh hưởng nhiều bởi nguồn gốc, mùa vụ. Việc sử dụng máy đo màu để xác định dữ liệu màu ban đầu của chúng có thể cung cấp nền tảng cho việc tinh chỉnh công thức tiếp theo, ngăn chặn sự biến động màu sắc của nguyên liệu thô gây ra sự không nhất quán trong thành phẩm cuối cùng.

2.Tối ưu hóa các thông số công nghệ xử lý:Trong các quy trình thực phẩm dạng lỏng như khử trùng ở nhiệt độ cực cao (UHT), nồng độ bay hơi và lên men (như nước tương và ủ bia), đun nóng quá mức sẽ dẫn đến phản ứng Maillard (nâu), do đó làm đậm màu sản phẩm. Bằng cách định kỳ vẽ các mẫu trực tuyến và đo chúng bằng máy đo màu CHNSpec, nhiệt độ gia nhiệt, áp suất và thời gian có thể được điều chỉnh linh hoạt để đảm bảo rằng quy trình được duy trì ở vùng vàng tối ưu.

3. Đảm bảo tính nhất quán của sản phẩm xuất xưởng và thời hạn sử dụng: Khi sản phẩm được bán cho các siêu thị và kệ hàng khác nhau trên khắp thế giới, màu sắc đồng nhất về mặt thị giác có thể tạo nên hình ảnh thương hiệu cao cấp và khắt khe. Máy đo màu cũng có thể được sử dụng để thử nghiệm mô phỏng thời hạn sử dụng, theo dõi tác động của ánh sáng và nhiệt độ đến màu sắc của thực phẩm bên trong bao bì chất lỏng và cung cấp dữ liệu định lượng khách quan để cải thiện đặc tính chắn ánh sáng và rào cản oxy của vật liệu đóng gói.

V. Kết luận

Ngày nay, với việc tiếp cận thương mại thực phẩm quốc tế ngày càng khắt khe và yêu cầu ngày càng khắt khe của người tiêu dùng về chất lượng, việc đánh giá màu mắt truyền thống không còn có thể đáp ứng được nhu cầu của ngành sản xuất thực phẩm cao cấp trong ngoại thương. Máy đo màu chuyển đổi trải nghiệm cảm giác thị giác trừu tượng, phụ thuộc vào con người thành tài sản kỹ thuật số phổ quát theo tiêu chuẩn quốc tế.

Nhiều mẫu máy đo màu quang phổ chính xác do CHNSpec cung cấp, bao gồm dòng DS-812N, dòng CS-810 và CS-821N, nhờ công nghệ phân tích đường quang kép, phạm vi truyền cực rộng và các chỉ số màu chuyên dụng đa ngành được tích hợp sâu, đã xây dựng một hệ thống kiểm soát chất lượng màu hiện đại, khoa học, nghiêm ngặt và có thể theo dõi cho các doanh nghiệp thực phẩm lỏng. Việc giới thiệu máy đo màu có độ chính xác cao không chỉ có thể kiểm soát hiệu quả tỷ lệ lỗi và tiết kiệm nguyên liệu thô mà còn nâng cao đáng kể khả năng cạnh tranh cốt lõi của các thương hiệu trên thị trường quốc tế, khiến mỗi lần mở chai đều trở thành một bữa tiệc hoàn hảo về thị giác và hương vị.