Контроль pH в пищевой промышленности: молоко, сыр, мясо, колбасы

Введение

Контроль водородного показателя (pH) занимает одно из центральных мест в системе обеспечения качества и безопасности пищевых продуктов. Величина pH напрямую влияет на скорость протекания биохимических процессов, развитие микрофлоры, формирование текстуры, вкуса, цвета и сроков годности готовой продукции. В молочной, мясной и колбасной отраслях даже небольшие отклонения от оптимальных значений могут привести к снижению выхода продукции, ухудшению органолептических показателей или, что более критично, к росту патогенных микроорганизмов.

В условиях современного пищевого производства, где требования к прослеживаемости и безопасности постоянно ужесточаются, точный и оперативный контроль pH становится обязательным элементом технологического процесса. Особенно это актуально при работе с сырьём, которое подвергается ферментации, созреванию или термообработке — молоко при производстве сыров, мясо при созревании, фарш при изготовлении колбас.

Для решения этих задач предприятия всё чаще переходят от лабораторных методов титрования к использованию портативных цифровых pH-метров, которые позволяют проводить измерения непосредственно на производстве с высокой точностью и минимальными затратами времени.

В пищевой и химической промышленности строгий контроль pH критически важен, поэтому Testo 206 pH1 для пищевой и химической промышленности — оптимальное решение — купите его для производственного контроля.

Теоретические основы измерения pH

Водородный показатель pH представляет собой отрицательный десятичный логарифм активности ионов водорода в растворе. Математически это выражается формулой:

где \( a_{\mathrm{H^+}} \) — активность ионов водорода. При 25 °C в нейтральной среде pH равен 7,0. Значения ниже 7 соответствуют кислой среде, выше 7 — щелочной.

Современные pH-метры работают по потенциометрическому принципу. Измерительная система состоит из двух электродов: стеклянного индикаторного электрода, чувствительного к концентрации ионов водорода, и электрода сравнения (обычно хлорсеребряного). Между ними возникает электродвижущая сила (ЭДС), величина которой пропорциональна разности pH между измеряемой средой и внутренним раствором электрода сравнения.

Согласно уравнению Нернста, изменение pH на одну единицу вызывает изменение ЭДС примерно на 59,16 мВ при температуре 25 °C. Именно поэтому температура оказывает существенное влияние на показания прибора. Современные модели оснащаются функцией автоматической температурной компенсации (АТС), которая автоматически корректирует результат с учётом температуры измеряемой среды.

В пищевой промышленности чаще всего применяют комбинированные электроды, в которых индикаторный и сравнительный электроды объединены в одном корпусе. Это упрощает эксплуатацию и повышает надёжность измерений в условиях производства.

Нормативные требования к контролю pH в пищевой промышленности

Метрологическое обеспечение измерений pH в России регулируется комплексом нормативных документов. Основополагающим является ГОСТ 8.120-99 «ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений pH», который устанавливает иерархию эталонов и порядок передачи единицы pH от государственных эталонов к рабочим средствам измерений.

Для конкретных отраслей пищевой промышленности действуют специализированные методики:

• ГОСТ 32892-2014 «Молоко и молочная продукция. Метод измерения активной кислотности (pH)» — регламентирует порядок измерения pH в молоке и молочных продуктах потенциометрическим методом.
• ГОСТ Р 53359-2009 «Молоко и продукты переработки молока. Метод определения рН» — применяется при контроле качества молочного сырья и готовой продукции.
• ГОСТ Р 51478-99 «Мясо и мясные продукты. Контрольный метод определения концентрации водородных ионов (pH)» — устанавливает требования к измерению pH в мясе, включая мясо птицы, и мясных продуктах.
• СанПиН 2.3.4.551-96 «Производство молока и молочных продуктов» — содержит санитарные требования к технологическим процессам, включая контроль кислотности на различных этапах.

Кроме того, при производстве пищевых продуктов необходимо учитывать требования ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», который обязывает производителей обеспечивать безопасность продукции, в том числе путём контроля параметров, влияющих на развитие микроорганизмов, включая pH.

Все применяемые pH-метры должны быть поверены в установленном порядке и иметь действующее свидетельство о поверке. При проведении измерений в рамках производственного контроля рекомендуется использовать приборы с метрологическими характеристиками, соответствующими требованиям вышеперечисленных стандартов.

Типичные значения pH в молоке, сыре, мясе и колбасах

Знание нормативных диапазонов pH позволяет технологу своевременно выявлять отклонения в технологическом процессе и принимать корректирующие меры. Ниже приведены наиболее характерные значения для основных групп продуктов.

Отклонение от указанных диапазонов сигнализирует о нарушениях технологии, неправильном хранении сырья или развитии нежелательной микрофлоры. Регулярный контроль pH с помощью точных приборов позволяет минимизировать риски и обеспечить стабильное качество продукции.

Средства измерения pH для пищевых производств

Для контроля pH в пищевой промышленности применяют различные типы приборов: от лабораторных стационарных до портативных моделей, предназначенных для работы непосредственно в цехах и на складах. Выбор конкретного типа зависит от характера контролируемой среды (жидкая или полутвёрдая), требуемой точности, условий эксплуатации и периодичности измерений.

Классификация pH-метров по конструкции и назначению

Ключевые характеристики современных портативных pH-метров

Современные портативные приборы, используемые в пищевой отрасли, обладают рядом важных особенностей:

• Диапазон измерения pH обычно составляет от 0 до 14 с дискретностью 0,01.
• Пределы допускаемой абсолютной погрешности — не более ±0,2 pH (в зависимости от модели и условий).
• Автоматическая температурная компенсация (АТС) в диапазоне 0…60 °C и выше.
• Функция фиксации показаний (Hold) — удобна при работе в цеховых условиях.
• Автоматическое отключение для экономии заряда батареи.
• Возможность 2- или 3-точечной калибровки по стандартным буферным растворам (pH 4,01; 7,00; 10,01).
• Высокая степень защиты от влаги и механических воздействий (при использовании защитного чехла — до IP68).

Для работы с жидкими средами (молоко, сыворотка, рассолы) наиболее удобны модели с погружным зондом. Примером может служить Testo 206 pH1 — компактный прибор с погружным электродом, предназначенный именно для таких задач. Он обеспечивает быстрые и стабильные показания в молочных продуктах.

При контроле полутвёрдых и плотных масс (сырные головки, мясной фарш, колбасные батончики) предпочтение отдаётся моделям с проникающим зондом. Testo 206 pH2 и Testo 205 специально адаптированы для прокалывания плотных пищевых продуктов и позволяют получать достоверные результаты без предварительного измельчения пробы. Модель CEM DT-176 также хорошо зарекомендовала себя на пищевых предприятиях благодаря встроенному электроду, функции Hold, автоматической температурной компенсации и простоте эксплуатации.

При выборе прибора для пищевого производства особое внимание следует уделять типу зонда, степени защиты корпуса и удобству калибровки. Эти параметры напрямую влияют на точность, надёжность и стоимость владения оборудованием в условиях реального производства.

Практическое применение pH-метров на пищевых предприятиях

Практическое использование pH-метров на пищевых производствах требует учёта специфики каждого продукта и этапа технологического процесса. Ниже рассмотрены особенности контроля pH для основных групп продукции с рекомендациями по выбору типа зонда и методике измерений.

Контроль pH молока и молочных продуктов

В молочной промышленности pH-метры применяются на всех этапах — от приёмки сырого молока до контроля готовой продукции. Измерения проводят в приёмных ёмкостях, танках для заквашивания, в процессе производства кисломолочных напитков, творога и сыров.

Основные точки контроля:

• При приёмке сырого молока — для оценки свежести и выявления порчи.
• Перед заквашиванием — оптимальное значение 6,5–6,7.
• В процессе ферментации йогуртов и кефира — отслеживание снижения pH до целевых значений.
• В готовой продукции — подтверждение соответствия нормам.

При измерении в молоке рекомендуется перемешивать зонд в пробе для удаления пузырьков воздуха и обеспечения стабильных показаний. Измерения проводят при температуре продукта, близкой к 20–25 °C, или используют функцию АТС.

Измерение pH при производстве и созревании сыров

В сыроделии контроль pH является одним из ключевых параметров, определяющих качество сгустка, выход сыра, развитие вкуса и безопасность продукта. Особенно важен мониторинг снижения pH во время коагуляции и прессования.

Типичные этапы контроля:

1. Молоко перед внесением закваски и сычужного фермента.
2. Во время коагуляции — целевое снижение до 6,4–6,5.
3. После разрезки сгустка и вымешивания.
4. В процессе прессования и посолки.
5. В процессе созревания (для твёрдых сыров — контроль до достижения 5,4–5,5).

При работе с проникающим зондом его аккуратно вводят в сыр на глубину 1,5–2 см, выдерживают до стабилизации показаний (обычно 20–30 секунд) и фиксируют результат с помощью функции Hold. После каждого измерения зонд тщательно промывают дистиллированной водой.

Контроль pH мяса и мясных полуфабрикатов

В мясной промышленности измерение pH используется для оценки качества сырья, прогнозирования технологических свойств и классификации мяса по дефектам (PSE и DFD). Контроль проводят как на тушах, так и в фарше.

Ключевые моменты измерений:

• Через 45–60 минут после убоя (начальное значение).
• Через 24 часа (ultimate pH) — основной показатель для классификации.
• В процессе созревания говядины.
• В фарше перед формовкой полуфабрикатов.

Для получения достоверного результата рекомендуется проводить измерения в нескольких точках мышцы (не менее 3–5) и усреднять значения. Зонд вводят перпендикулярно волокнам на глубину 2–3 см.

pH-мониторинг в колбасном производстве

В колбасном производстве pH контролируют на этапах приготовления фарша, ферментации (для сырокопчёных и полукопчёных колбас) и после термообработки. Особенно критичен контроль в ферментированных изделиях, где снижение pH обеспечивает безопасность и формирование характерного вкуса.

Основные точки контроля:

• В фарше перед набивкой — для оценки качества сырья.
• В процессе ферментации — целевое снижение до 4,8–5,3 (в зависимости от вида колбасы).
• После варки и охлаждения варёных колбас.
• В готовой продукции при входном контроле на складе.

При измерении в колбасных изделиях зонд вводят в центр батона или в фарш, избегая участков с жиром или оболочкой. Для ферментированных колбас регулярный мониторинг pH позволяет вовремя скорректировать параметры камеры ферментации (температуру и влажность).

Правила эксплуатации и обслуживания pH-метров в пищевой промышленности

Правильная эксплуатация и регулярное обслуживание pH-метров напрямую влияют на точность и воспроизводимость результатов. Ниже приведены основные рекомендации, основанные на типовых процедурах работы с портативными приборами.

Подготовка прибора к работе

1. Установите элементы питания (для большинства моделей — круглые батареи типа CR2032 или LR44).
2. Снимите защитный колпачок с зонда.
3. Если электрод долго хранился сухим или после длительного перерыва в работе — погрузите его в дистиллированную воду или буферный раствор pH 4,01 на 10–15 минут для активации.
4. При наличии защитного чехла (например, TopSafe) установите прибор в чехол для обеспечения степени защиты IP68.

Калибровка прибора (3-точечная)

Регулярная калибровка — обязательное условие точных измерений. Рекомендуется проводить калибровку ежедневно перед началом работы или при смене партии продукции.

1. Включите прибор и погрузите зонд в буферный раствор pH 7,00. Осторожно перемешайте и дождитесь стабилизации показаний.
2. Нажмите и удерживайте кнопку CAL в течение 3 секунд, пока на дисплее не появится надпись «CAL». Отпустите кнопку — прибор автоматически определит значение и отобразит 7,00. Через несколько секунд появится «SA», затем «End».
3. Промойте зонд дистиллированной водой.
4. Повторите процедуру для буферного раствора pH 4,01 (или pH 10,01 — в зависимости от диапазона измеряемых образцов).
5. После завершения калибровки прибор готов к измерениям.

Проведение измерений

• Погрузите зонд в измеряемую среду на достаточную глубину (минимум 1 см для жидкостей, 1,5–2 см для полутвёрдых масс).
• Осторожно перемешайте зонд для удаления пузырьков воздуха.
• Дождитесь стабилизации показаний (обычно 20–30 секунд) или используйте функцию автоматической фиксации.
• Нажмите кнопку HOLD для фиксации результата при необходимости.
• После измерения сразу промойте зонд дистиллированной водой.

Хранение и обслуживание

• Всегда храните зонд в специальном колпачке, заполненном гелем-электролитом. Это предотвращает высыхание и повреждение стеклянной мембраны.
• Если зонд долго находился вне геля (более нескольких часов), перед следующим использованием поместите его в гель-электролит на 10–12 часов для восстановления.
• Регулярно очищайте корпус и зонд мягкой тканью или промывайте водой. Не используйте абразивные средства и растворители.
• Не прикасайтесь к стеклянной мембране электрода и не протирайте её — это может привести к повреждению.
• При появлении признаков износа (нестабильные показания, медленная стабилизация) замените электрод или модуль зонда.

Как выбрать pH-метр для пищевого производства

Выбор pH-метра для пищевого предприятия зависит от специфики производства, типов контролируемых сред и требований к точности. При покупке рекомендуется ориентироваться на следующие ключевые критерии.

Заключение

Точный и своевременный контроль pH является неотъемлемой частью современного пищевого производства. Он позволяет обеспечивать стабильное качество продукции, повышать выход готовых изделий, снижать риски микробиологической порчи и соответствовать требованиям нормативных документов. Использование современных портативных pH-метров с погружными и проникающими зондами делает этот контроль оперативным, удобным и доступным непосредственно на рабочих местах технологов и лаборантов.

Правильный выбор прибора, регулярная калибровка и соблюдение правил эксплуатации гарантируют получение достоверных результатов на протяжении длительного времени. Внедрение систематического мониторинга pH на всех ключевых этапах технологического процесса — от приёмки сырья до выпуска готовой продукции — является важным шагом к повышению конкурентоспособности и безопасности пищевых предприятий.

Если на вашем предприятии требуется надёжный инструмент для точного контроля pH в молоке, сыре, мясе или колбасных изделиях, обратите внимание на современные портативные pH-метры, оснащённые погружными и проникающими зондами. Такие приборы обеспечивают стабильные результаты даже в сложных производственных условиях, имеют удобную калибровку и высокую степень защиты от влаги. Купить подходящий pH-метр по оптимальной цене можно в специализированных магазинах контрольно-измерительной техники. Выбор конкретной модели зависит от типов контролируемых сред, требуемой точности и условий эксплуатации на производстве.