📁  Обзор дела: в последнее время детективы так много работали, что Шалот Холмс был счастлив дать им сладкую паузу. В этой статье сыщики решают задачу ускорения контроля качества шоколада, в частности, с помощью БИК-анализа жирности и влажности исходного сырья, промежуточных и конечных продуктов.

Счастливый Шалот Холмс входит в офис. Он приветствует остальных четырех сыщиков. В руках он держит материалы нового расследования. Частные сыщики сразу же бросают все свои дела и поспешно направляются к круглому столу, чтобы узнать, какое новое испытание их ожидает.

Удобно усевшись, Шалот Холмс кладет папку на стол и обращается к своим коллегам. Он с радостью объясняет, что их следующий клиент подоспел как раз вовремя, сразу после отличного семинара по БИК-спектроскопии. Затем он предлагает каждому из четырех сыщиков по плитке шоколада. Они обмениваются удивленными взглядами, но разворачивают шоколад и пробуют угощение.

Пока сыщики дегустируют шоколадную продукцию, Шалот Холмс объясняет, что их следующий клиент пришел к ним за ценным советом. Это производитель шоколада, который ищет более быстрые методы контроля качества своей продукции, при этом эти методы должны соответствовать традиционным стандартам.

Лейтенант Кукурумбо откашливается и предлагает взять инициативу относительно этого дела на себя. Остальные выглядят сбитыми с толку, но Лейтенант Кукурумбо, улыбаясь, объясняет, что, хоть он и кукуруза, это вовсе не означает, что он меньшая сладкоежка, чем Мисс Маппл.

Для начала Лейтенант Кукурумбо объясняет, что для контроля качества производители шоколада обычно используют аналитические методы, определяя такие параметры, как содержание влаги, жира, белка и сахара в исходном сырье, промежуточных и готовых продуктах. Эти характеристики влияют на вкус, консистенцию, срок хранения и стоимость шоколадных изделий.

Затем он заявляет, что:

Самый быстрый и наименее деструктивный для продукции метод контроля качества, выполняемый в процессе производства шоколада, — это БИК‑анализ.

Лейтенант Кукурумбо подходит к доске и переходит к описанию различных этапов контроля качества во время производства шоколада.

Какао-бобы

Качество какао-бобов, которые служат базовым сырьем для производства шоколада, во многом зависит от постоянно меняющихся условий окружающей среды в регионе, где их выращивают. Определение содержания жиров в какао-бобах и других промежуточных продуктах – стандартная процедура при производстве кондитерской продукции, этот параметр гарантирует единообразие конечных продуктов. Технические специалисты также проводят исследования по определению содержания влаги – это позволяет контролировать процесс обжарки какао-бобов.

Мисс Маппл вмешивается в обсуждение и говорит, что эталонным методом измерения содержания жиров в шоколаде является метод Вейбулла-Штольдта. Этот метод включает в себя традиционный кислотный гидролиз, с последующей экстракцией методом Сокслета с помощью эфира. «А для определения содержания влаги, – добавляет Мисс Маппл, – арбитражным методом считается титрование по Карлу Фишеру». Лейтенант Кукурумбо соглашается с ней, но отмечает, что оба эти метода довольно трудоемкие, поскольку они включают в себя подготовку образцов, требуют наличия многих химических реактивов и значительных затрат по времени, а проводить такие исследования могут только квалифицированные специалисты.

Поэтому вместо этих двух, несомненно, хорошо зарекомендовавших себя методов, он снова предлагает использовать БИК-анализ. Для проведения спектроскопии в ближней инфракрасной области специалисту с минимальным уровнем подготовки необходимо выполнить четыре чрезвычайно простые и чрезвычайно быстрые операции:

1. Поместить образец бобов в специальную кювету.
2. Поместить кювету в БИК-анализатор.
3. Нажать кнопку.
4. Провести одновременное измерение содержания жира и влаги, менее чем за 30 секунд.

Благодаря тому, что представленный метод невероятно быстрый и деликатный по отношению к исследуемым образцам, на основании полученных результатов могут приниматься решения о дальнейшей обработке какао-бобов, в том числе и о том, завершать ли их обжарку.

В этот момент Нэнси Биф решает вмешаться и освежить в памяти сыщиков, как работает метод ближней инфракрасной спектроскопии. Она быстро объясняет, что измерения основаны на взаимодействии света с образцом, в данном случае, это образцы какао-бобов или шоколада. Функциональные углерод-водородные группы соответствуют содержанию жиров в образце, тогда как водородно-кислородные функциональные группы – содержанию влаги. Эти функциональные группы определяются с помощью БИК-спектроскопии. Используя калибровочную модель, по спектрам исследуемых образцов можно определить количественное содержание жиров и влаги. Такие калибровочные модели создают, используя образцы известных составов. Процентное содержание жиров и влаги в таких стандартизированных образцах предварительно устанавливают с помощью арбитражных методов, в том числе, методов Вейбулла-Штольдта и Карла Фишера. Затем снимают серию БИК-спектров этих же стандартных образцов, чтобы создать калибровочную модель и установить взаимосвязи между спектрами и интересующими параметрами.

Промежуточные продукты: какао тертое, какао-масло и какао-порошок

Лейтенант Кукурумбо переходит к следующему этапу производства шоколада – промежуточным продуктам. Он рад, что его клиент для контроля качества промежуточных продуктов также может использовать БИК-системы. Например, следующие анализы легко выполняются с помощью спектроскопии БИК:

• определение содержания влаги и жиров в какао-бобах и тертом какао;
• определение содержания свободных жирных кислот и йода в какао-масле;
• определение содержания влаги и жиров в какао-порошке.

Результаты этих измерений затем можно использовать для оптимизации эффективности и прибыльности производства шоколада за счет:

• максимального извлечения какао-масла из тертых какао-бобов;
• достижения соответствия стандартам идентичности без избыточного добавления дорогих ингредиентов, таких как какао-масло;
• быстрого определения процента жирности в конечной продукции, готовой для продажи.

Готовые кондитерские изделия

Лейтенант Кукурумбо подходит к логическому завершению и объясняет, как БИК-спектроскопия применяется для контроля качества конечных продуктов, включая молочный и темный шоколад. Он заявляет, что этот метод подходит для измерения таких параметров, как влага, жиры, лактоза, сахароза и теобромин. Имея все необходимые калибровочные модели БИК, этот метод можно использовать для быстрого контроля качества готовых шоколадных изделий, прежде чем они попадут на полки магазинов.

Шалот Холмс доволен проведенной работой и торопится завершить дело, прежде чем у его команды разовьется кариес. Он убежден, что его клиент непременно заинтересуется БИК-анализом и, может быть, обратится в агентство с новыми делами, чтобы иметь возможность познакомиться с этим методом экспериментальным путем.

Однако он допустил один просчет. Отправившись на обеденный перерыв, после еды частные сыщики заказали не кофе или чай, а горячий шоколад! Аппетит команды к шоколаду, как и к расследованиям в области пищевой аналитики, кажется, действительно трудно удовлетворить 🍫🍫🍫.