Powrót do listy artykułów Aktualizowany: 2020-09-23
Czujnik specjalny do wiarygodnych pomiarów pH sera

Czujnik pH METTLER TOLEDO

Pomiar pH sera przy pomocy tradycyjnych czujników posiadających ceramiczne złącze może być kłopotliwy. Ser ma stałą konsystencję oraz zawiera dużo białka i tłuszczu. Podczas pomiarów może dochodzić zatem do uszkodzenia czujnika. Ponadto, stabilizacja wyniku może zajmować dużo czasu i wynik może być niedokładny. Czujnik specjalny InLab Solids Pro-ISM umożliwia pomiar pH sera z odpowiednią precyzją i dokładnością.

Ser jest produktem spożywczym uwielbianym na całym świecie ze względu swoje wysokie wartości odżywcze i długi okres przydatności do spożycia. Wieloetapowy proces produkcji sera, poczynając od etapu zakwaszania mleka, kończąc natomiast na etapie dojrzewania sera, jest monitorowany w zakresie pH, aby zapewnić odpowiednią konsystencję, smak i trwałość gotowego produktu. Dobrą praktyką jest wykonywanie pomiarów pH na każdym etapie procesu produkcji sera. pH jest jednym z parametrów wpływających na fizykochemiczne, biochemiczne, mikrobiologiczne i sensoryczne właściwości sera determinujące jego charakterystyczny smak i konsystencję. Lawrence w swojej publikacji przedstawił zależność pomiędzy pH i zawartością minerałów (wapń), co pokazano na rysunku 2. pH sera Cheddar tradycyjnie mieści się w szerokim zakresie. Jego wyprodukowanie w przeciwieństwie do serów Gouda i Cheshire jest stosunkowo łatwe. pH jest także czynnikiem determinującym matrycę białkową sera. Niższe pH, na przykład, w połączeniu z niską zawartością wapnia sprawia, że ser jest kruchy, jak ser Cheshire, z powodu słabej wewnętrznej matrycy białkowej. Ser szwajcarski posiada stosunkowo wysokie pH oraz wysoką zawartość minerałów i silną matrycę białkową, dzięki czemu jego konsystencja nabiera sprężystości. Wartość pH sera pozwala ustalić warunki przechowywania, co jest konieczne z punktu widzenia bezpieczeństwa żywności.

Problemy pomiarowe
Wiarygodność i dokładność pomiaru pH zależy od dwóch czynników: oddziaływania pomiędzy membraną detekcyjną elektrody i próbką oraz prawidłowego mieszania się elektrolitu referencyjnego z próbką w trakcie pomiaru. Jeśli którekolwiek z tych kryteriów nie jest spełnione, użytkownik będzie obserwował niestabilne odczyty i będzie długo oczekiwał na wynik. Próbki sera z uwagi na swoją twardą konsystencję stawiają przed czujnikiem specjalne wyzwania. Czujnik powinien się łatwo wkłuwać w próbkę, aby zapewnić odpowiedni kontakt pomiędzy próbką i membraną i zainicjować sygnał. Delikatne sferyczne membrany detekcyjne mogą pękać podczas pomiaru. Ponadto, w przypadku tradycyjnego czujnika pH wymagającego uzupełniania elektrolitu wysoka zawartość tłuszczu w próbkach sera utrudnia mieszanie się wypływającego wodnego roztworu elektrolitu ze składnikami próbki i w związku z tym uzyskanie stabilnego sygnału w tych warunkach jest utrudnione. Tłuszcz i białko gromadzą się ponadto na powierzchni membrany czujnika, uniemożliwiając kontakt próbki z membraną. Konsekwencją tego jest długi czas odpowiedzi czujnika i niedokładne wyniki. Dodatkowo, gdy białka z próbki oddziałują z elektrolitem referencyjnym, może dochodzić do ich strącania. Wytrącające się białko blokuje typowe złącze z ceramicznym spiekiem, uniemożliwiając dalsze mieszanie się elektrolitu z próbką, co prowadzi do błędów pomiarowych.

 

czujnik pH InLab METTLER TOLEDO.png

Specjalny czujnik do wiarygodnych pomiarów pH
Czujnik InLab Solids Pro-ISM (rysunek 1) jest dedykowany do pomiarów pH z odpowiednią dokładnością i precyzją. Czujnik posiada wbudowany czujnik temperatury. Wyposażono go również w technologię inteligentnego zarządzania czujnikiem (ISM), dzięki czemu użytkownicy mogą gromadzić wszystkie kluczowe parametry pomiarowe. Membrana detekcyjna czujnika jest wykonana ze szkła niskotemperaturowego (LoT), które posiada niski opor i szybko dostarcza wyniki pomiarów. Końcówka czujnika ma kształt włóczni i jest wykonana ze szkła hartowanego, dlatego czujnik można wkłuwać bezpośrednio w stałe próbki sera bez ryzyka jego uszkodzenia. System referencyjny XerolytR EXTRA ze stałym elektrolitem nie wymaga uzupełniania i ma dwie zalety: jego otwarte złącze nie blokuje się, stąd nie ma ryzyka gromadzenia się w nim białek; czujnik oddziałuje z próbką poprzez dyfundujące jony, eliminując problemy związane z niemieszaniem się wodnego elektrolitu referencyjnego z próbką. Specjalna konstrukcja i zaawansowana technologia czujnika umożliwia bezpośrednie badanie stałych próbek sera. Ma to kluczowe znaczenie dla zapewnienia wiarygodności i powtarzalności procesów produkcji oraz kontroli jakości sera.

Procedura i metoda
Wykalibruj czujnik przy pomocy buforów o pH obejmującym zakres pomiarowy. Wykonaj dwupunktową kalibrację elektrody, używając roztworów buforowych o pH 4.01 i 7.00. Zapisz wartość nachylenia i przesunięcia dla elektrody. Wartość nachylenia 95–105% i przesunięcia 0 +/- 30 mV gwarantuje wiarygodny pomiar. Zmierz pH, zanurzając końcówkę elektrody w próbce. Powtórz pomiar w rożnych miejscach w celu uzyskania reprezentatywnego odczytu pH. Odchylenie standardowe w zakresie +/- 0.05 jednostki pH oznacza zadowalającą zmienność pomiaru pH próbki. Odpowiednia staranność i postępowanie z czujnikiem pozwala utrzymać optymalny czas odpowiedzi podczas pomiaru pH.

 

związek między pH.png

Wyniki
Typowe wyniki pomiarów pH (wykonanych trzykrotnie) dla rożnych rodzajów sera przy pomocy czujnika InLab Solids Pro-ISM i pH-metru S400 SevenExcellence METTLER TOLEDO zamieszczono w tabeli 1. Odchylenie standardowe dla wszystkich próbek wynoszące +/- 0.05 jednostki pH oznacza zadowalającą zmienność. Średni czas odpowiedzi czujnika poniżej jednej minuty potwierdza jego prawidłowe działanie.

Wnioski
Ergonomiczna konstrukcja czujnika InLab Solids Pro-ISM sprawia, że jest on odpowiedni do pomiarów pH sera z odpowiednią dokładnością i precyzją. Czujnik posiada otwarte złącze eliminujące problem blokowania czujnika, a jego krótki czas odpowiedzi wynika z lepszego kontaktu z próbką ze względu na dyfuzję jonów do próbki. Stożkowa końcówka elektrody pH z łatwością penetruje próbkę sera. Dzięki temu membrana ma odpowiedni kontakt z próbką, gwarantując prawidłowy wynik pH i eliminując potencjalne źródło błędu. Czujnik InLab Solids Pro-ISM skutecznie eliminuje problemy występujące podczas pomiarów próbek sera i innych próbek o półstałej konsystencji.

 

 

Czytaj także