Способ оценки рисунка сыра по коэффициенту пористости
METHOD FOR EVALUATING THE PATTERN OF CHEESE BY THE COEFFICIENT OF POROSITY

Изобретение относится к сыродельной отрасли молочной промышленности и может быть использовано для контроля рисунка сыров, образованного глазками неправильной, угловатой формы, характерного для сыров, формуемых насыпью.
.
Известен способ оценки рисунка, основанный на получении изображений поверхности разрезанного сыра с помощью фотокамеры и последующей обработке полученных изображений с помощью специальных компьютерных программ (Granlund G. H., Knutsson H. Signal Processing for Computer Vision. - Springer Science & Business Media. – 2013. – 437 р. ISBN 1475723776, 9781475723779;   Szeliski, R. Computer Vision: Algorithms and Applications //Texts in Computer Science. – 2011. – №9. – Р. 1-25doi:10.1007/978-1-84882-935-0;   Caccamo, M., Melilli, C., Barbano, D.M., Portelli G., Marino, G., Licitra, G. Measurement of Gas Holes and Mechanical Openness in Cheese by Image Analysis // Journal Dairy Sciеnse. – 2004. - Vol.87. № 3. Р. 739–748. doi:10.3168/jds.s0022-0302(04)73217-8).
Недостатком этого способа является:
- необходимость наличия дорогостоящего оборудования, а именно: фотокамеры и компьютера;
- необходимость разработки специальной компьютерной программы для обработки изображений поверхности сыра;
- получение информации о рисунке сыра только в одной плоскости разреза, что не отражает объемной картины развития рисунка в целой головке или в блоке сыра;
- способ не приемлем для рутинных анализов в условиях производственных лабораторий сыродельных предприятий и используется только для проведения научно-исследовательских работ.
Другой способ оценки рисунка сыра основан на измерениях массы, диаметра и высоты цилиндрической головки сыра, которые изменяются во время созревания в связи с формированием крупных глазков (González, M., Budelli, E., Pérez, N. Lema, P. Estimation of eye formation in Swiss-type cheese using geometrical measurements // Journal of Food Engineering. – 2020. - № 275. – Р. 1-5. doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2019.109848).
Однако способ применим только для сыров с крупными глазками типа швейцарского и неприемлем для сыров с глазками неправильной, угловатой формы, формуемых насыпью, т.к. в этих сырах не происходит изменения размеров головки сыра при созревании вследствие образования глазков.
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков является органолептический метод оценки рисунка сыра (ГОСТ 33630-2015 Сыры и сыры плавленые. Методы контроля органолептических показателей. – М.: Стандартинформ, 2016. – С. 9-10.), предусматривающий визуальную оценку наличия и формы глазков на разрезе сыра, типичность и развитость рисунка в целом.
Недостатками способа-прототипа являются:
- субъективность оценки из-за различного уровня восприятия оцениваемого параметра разными людьми,
- недостаточная точность и воспроизводимость результатов,
- выражение результата в безразмерных величинах или условных показателях.
Задачей изобретения является разработка способа оценки рисунка сыров, образованного глазками неправильной, угловатой формы, для использования в условиях производственных испытательных лабораторий, позволяющего повысить объективность и достоверность оценки за счет получения результата, выраженного в конкретных числовых величинах.
Поставленная задача достигается способом, предусматривающем определение коэффициента пористости сыра по отношению объема глазков в пробе сыра к объему пробы сыра с глазками, выраженному в процентах. Для этого пробу сыра с глазками получают вырезанием цельного кусочка из головки сыра, пробу сыра без глазков получают натиранием сыра на крупной терке. Затем измеряют массу и объем проб сыра с глазками и без глазков, вычисляют их удельные объемы путем деления объема пробы на ее массу. По разнице удельных объемов проб с глазками и без глазков определяют удельный объем глазков. Коэффициент пористости рассчитывают делением удельного объема глазков на удельный объем пробы сыра с глазками с последующим умножением на 100 для перевода результата в проценты. Проводят оценку рисунка сыра по коэффициенту пористости.
При решении поставленной задачи создается технический результат:
- повышение объективности, точности и воспроизводимости результатов оценки рисунка сыра за счет исключения субъективного человеческого фактора,
- выражение результатов оценки в конкретном числовом выражении, позволяющее проводить объективное сравнение рисунка в различных образцах сыров и оценивать степень развития рисунка по контрольному значению коэффициента пористости.
Способ осуществляется следующим образом.
1
2
3
3
2
4
4
1
4
2
1
2
2
1
3
3
3
3
Из головки сыра цилиндрическим пробоотборником с внутренним диаметром 10-15 мм вырезают пробу сыра с глазками высотой 40-50 мм, на аналитических весах определяют ее массу (М) и помещают в чистую, сухую мерную емкость на 50 см. На аналитических весах определяют массу мерной емкости с помещенной в нее пробой сыра (М). Затем в мерную емкость с пробой сыра наливают дистиллированную воду температурой 18-22 °С до метки в 50 см и определяют массу мерной емкости с пробой сыра и дистиллированной водой (М). По разности (М – М = М) находят массу добавленной воды М. Определяют объем добавленной воды (V) путем деления массы добавленной воды Мна плотность дистиллированной воды, которую для диапазона температур 18-22 °С принимают равной 1 г/см. Находят объем пробы сыра (V) по разности 50 см-V = V, а затем удельный объем пробы сыра с глазками путем деления объема пробы V на ее массу М.
1
2
3
3
2
4
4
1
4
2
1
2
2
1
3
3
3
3
Для получения пробы сыра без глазков сыр натирают на крупной терке. На аналитических весах делают навеску пробы массой от 1 до 8 г (m) и помещают ее в чистую, сухую мерную емкость на 50 см. На аналитических весах определяют массу мерной емкости с помещенной в нее пробой сыра (m). Затем в мерную емкость с пробой сыра наливают дистиллированную воду температурой 18-22 °С до метки в 50 см и определяют массу мерной емкости с пробой сыра и дистиллированной водой (m). По разности (m – m = m) находят массу добавленной воды m. Определяют объем добавленной воды (v) путем деления массы добавленной воды mна плотность дистиллированной воды, которую для диапазона температур 18-22 °С принимают равной 1 г/см. Находят объем пробы сыра (v) по разности 50 см-v = v, а затем удельный объем пробы сыра без глазков путем деления объема пробы v на ее массу m.
Вычисляют удельный объем глазков, равный разности между удельным объемом пробы сыра с глазками и удельным объемом пробы сыра без глазков. Коэффициент пористости рассчитывают делением удельного объема глазков на удельный объем пробы сыра с глазками с последующим умножением на 100, результат выражают в процентах.
Проводят оценку рисунка сыра по коэффициенту пористости, ориентируясь на контрольные значения, приведенные в таблице.
Таблица
Значение коэффициента пористости, %
Оценка рисунка
от 0 до 10
Рисунок плохо развит: наличие редких, мелких глазков или полностью отсутствует
от 10 до 20
Рисунок плохо развит: редкие глазки, неравномерно расположенные, много излишне мелких глазков
от 20 до 30
Рисунок недостаточно хорошо развит
более 30
Рисунок хорошо развит
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что отличительными признаками от прототипа являются:
- приготовление проб сыра с глазками вырезанием цилиндрическим пробоотборником и без глазков натиранием на крупной терке;
- определение массы и объема проб сыра с глазками и без глазков;
- расчет удельных объемов проб сыра с глазками и без глазков;
- вычисление удельного объема глазков;
- расчет коэффициента пористости;
- оценка рисунка сыра по коэффициенту пористости.
Предложенная общая совокупность отличительных признаков выделяет новый способ из числа известных способов оценки рисунка сыра, позволяет усовершенствовать систему выходного контроля готовой продукции на сыродельных предприятиях молочной отрасли и повысить объективность, точность и воспроизводимость результатов оценки рисунка сыра за счет исключения субъективного человеческого фактора.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1.
1
2
3
3
2
4
4
1
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Из головки Российского сыра цилиндрическим пробоотборником с внутренним диаметром 15 мм вырезали пробу сыра с глазками высотой 40 мм, на аналитических весах определяли ее массу М=6,5015 г и помещали в чистую, сухую мерную емкость на 50 см. На аналитических весах определяют массу мерной емкости с помещенной в нее пробой сыра М=49,4124 г. Затем в мерную емкость с пробой сыра наливали дистиллированную воду температурой 21 °С до метки в 50 см и определяли массу мерной емкости с пробой сыра и дистиллированной водой М=93,0500 г. По разности М – М = М находили массу добавленной воды М=93,0500-49,4124=43,6376 г. Определяли объем добавленной воды: V=43,6376 г : 1 г/см = 43,6376 см. Находили объем пробы сыра V = 50 см- 43,6376 см = 6,3624 см, а затем удельный объем пробы сыра с глазками:  6,3624 см : 6,5015 г = 0,9786 см/г.
1
2
3
3
2
4
4
1
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Для получения пробы сыра без глазков сыр натирали на крупной терке. На аналитических весах делали навеску пробы массой от 1 до 3 г m= 1,0818 г и помещали ее в чистую, сухую мерную емкость на 50 см. На аналитических весах определяли массу мерной емкости с помещенной в нее пробой сыра m = 34,4516 г. Затем в мерную емкость с пробой сыра наливали дистиллированную воду температурой 21 °С до метки в 50 см и определяли массу мерной емкости с пробой сыра и дистиллированной водой m = 83,7280 г. По разности m – m = m находили массу добавленной воды m = 83,7280 – 34,4516 = 49,2764 г. Определяли объем добавленной воды: v=49,2764 г : 1 г/см = 49,2764 см. Находили объем пробы сыра v = 50 см– 49,2764 см= 0,7236 см, а затем удельный объем пробы сыра без глазков: 0,7236 см : 1,0818 г = 0,6689 см/г.
3
3
3
Вычисляли удельный объем глазков: 0,9786 – 0,6689 = 0,3097 см/г, затем рассчитывали коэффициент пористости: 0,3097 см/г : 0,9786 см/г ˖ 100  = 31,6 %.
На основании сравнения с контрольными значениями коэффициента пористости, приведенными в таблице, делаем вывод о хорошо развитом рисунке в данном сыре.
Пример 2.
1
2
3
3
2
4
4
1
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Из головки сыра Тильзитер цилиндрическим пробоотборником с внутренним диаметром 15 мм вырезали пробу сыра с глазками высотой 43 мм, на аналитических весах определяли ее массу М=6,1446 г и помещали в чистую, сухую мерную емкость на 50 см. На аналитических весах определяют массу мерной емкости с помещенной в нее пробой сыра М=49,0722 г. Затем в мерную емкость с пробой сыра наливали дистиллированную воду температурой 20 °С до метки в 50 см и определяли массу мерной емкости с пробой сыра и дистиллированной водой М=93,3843 г. По разности М – М = М находили массу добавленной воды М=93,3843-49,0722=44,3121 г. Определяли объем добавленной воды: V=44,3121 г : 1 г/см = 44,3121 см. Находили объем пробы сыра V = 50 см- 44,3121 см = 5,6879 см, а затем удельный объем пробы сыра с глазками:  5,6879 см : 6,1446 г = 0,9257 см/г.
1
2
3
3
2
4
4
1
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Для получения пробы сыра без глазков сыр натирали на крупной терке. На аналитических весах делали навеску пробы массой от 1 до 3 г m= 1,0202 г и помещали ее в чистую, сухую мерную емкость на 50 см. На аналитических весах определяли массу мерной емкости с помещенной в нее пробой сыра m = 34,3902 г. Затем в мерную емкость с пробой сыра наливали дистиллированную воду температурой 20 °С до метки в 50 см и определяли массу мерной емкости с пробой сыра и дистиллированной водой m = 83,6781 г. По разности m – m = m находили массу добавленной воды m = 83,6781 – 34,3902 = 49,2879 г. Определяли объем добавленной воды: v=49,2879 г : 1 г/см = 49,2879 см. Находили объем пробы сыра v = 50 см– 49,2879 см= 0,7121 см, а затем удельный объем пробы сыра без глазков: 0,7121 см : 1,0202 г = 0,6980 см/г.
3
3
3
Вычисляли удельный объем глазков: 0,9257 – 0,6980 = 0,2277 см/г, затем рассчитывали коэффициент пористости: 0,2277 см/г : 0,9257 см/г ˖ 100  = 24,6 %.
На основании сравнения с контрольными значениями коэффициента пористости, приведенными в таблице, делаем вывод о недостаточно хорошо развитом рисунке в данном сыре.