Контрольні питання

1. Хімічний склад пресованих хлібопекарських дріжджів.

2. За якими органолептичними показниками проводиться оцінка якості хлібопекарських пресованих дріжджів?

3. Чому показник масової частки вологи вважається одним з найголовніших для хлібопекарських дріжджів?

4. Основні фізико-хімічні показники якості пресованих дріжджів.

5. Як визначити вологість хлібопекарських пресованих дріжджів прискореним та арбітражними методами?

6. Чим зумовлена кислотність хлібопекарських дріжджів? Одиниці її вимірювання.

7. Що таке підйомна сила дріжджів?

8. Сутність методів визначення підйомної сили та бродильної здатності дріжджів?

Лабораторна робота № 7

Тема: Методи визначення загального азоту та масової частки білкових речовин у харчових продуктах.

Мета: ознайомитися з методом К´єльдаля визначення загального вмісту азоту та методами біуретовим, нефелометричним визначення масової частки білкових речовин у харчових продуктах. Навчитися визначати загальний вміст азоту та масову частку білкових речовин у різних об’єктах, дати оцінку їх якості за результатами аналізу.

Порядок виконання роботи

Азот входить до складу білків, нуклеопротеїдів, фосфопротеїдів та інших сполук, що відігріють важливу роль у житті рослин. Тому в кожній рослинній сировині містяться азотисті речовини в різноманітних формах. За здатністю випадати в осад під дією різних осаджувачів азотисті речовини поділяються на дві основні групи: білковий та небілковий азот. Білковим азотом багаті зернові культури (9-17% в перерахунку на сухі речовини) на частку білків припадає 85-95%. В бульбах картоплі міститься 2-3% азотних речовин, з них до 50% білка. В продуктах переробки рослинної сировини азотисті речовини представлені в основному небілковим азотом (амінний, амідний, аміачний та мінеральний).

РОБОТА 1. ВИВЧЕННЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ ЗАГАЛЬНОГО

АЗОТУ В ХАРЧОВИХ ПРОДУКТАХ

Під загальним азотом розуміють суму білкового та небілкового азоту. Основним методом визначення азоту в харчових продуктах є метод К´єльдаля.

Метод К´єльдаля дозволяє визначити загальний вміст азоту в досліджуваних зразках (зерні, борошні, солоді і т.д.) ґрунтується на окисленні органічних речовин конц. Н₂SO₄ при нагріванні; Н₂SO₄ в цих умовах виділяє сірчаний ангідрид, який розпадається на сірчистий газ і активний кисень:

2 Н₂SO₄→2SO₃+H₂O→2SO₂+2H₂O+O_2.

За рахунок кисню відбувається окиснення органічних речовин, при цьому вуглеводи і жири окислюються до вуглекислоти та води, азот переходить в аміак, а сірчана кислота відновлюється до сірчистої.

В схематичному вигляді окиснення органічних речовин, наприклад, амінокислот, можна представити:

NH₂CH₂COOH+3Н₂SO₄→2CO₂+3SO₂+4H₂O+NH₃

Продуктами окиснення є вуглекислота, оксид сірки (ІІ), вода і аміак, який залишається у реакційній колбі. Частково можуть виділятися при згоранні пари сірчаного ангідриду. Аміак зв’язується сірчаною кислотою в гідросульфат амонію NH₄HSO₄.

Одержаний гідросульфат розкладають 40% розчином їдкого лугу:

NH₄HSO₄+2NaOH→Na₂SO₄+2H₂O+NH₃.

Аміак, який виділяється при цьому відганяють з водяною парою з реакційного середовища і пропускають через надлишок 0,1М розчину сульфатної кислоти. Непрореаговану кислоту титрують розчином лугу і розраховують кількість кислоти, яка прореагувала з аміаком, кількість аміаку, утвореного при спалюванні, та вміст азоту в досліджуваному зразку.

Для прискорення спалювання досліджуваної речовини реакцію ведуть у присутності каталізатора – металічної ртуті і селену, оксиду міді. Для підвищення температури, що сприяє швидкому окисненню органічних речовин, у реакційну колбу додають сірчанокислий калій.

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту, колба К´єльдаля, перегінна круглодонна колба на 500 мл, холодильник, прийомна (конічна) колба на 300 мл, мірний циліндр, ділильна лійка, ступка, пробірка, шпатель, етиловий спирт, розчин сірчаної кислоти концентрацією 0,1моль/л, 0,1М розчин NaOH, 33% розчин NaOH, H₂SO₄ (конц.), CuSO₄, 1% розчин метилового червоного, реактив Несслера, червоний лакмусовий папірець, досліджуваний продукт.

Досліджуваний продукт попередньо подрібнюють у ступці. На технічних вагах зважують пробірку і відважують таку кількість продукту, щоб у ній містилося від 30 до 70 мг азоту. Пробірку з наважкою зважують на аналітичних вагах, вносять її у горловину кольби К´єльдаля спочатку горизонтально, а потім повертають вертикально і висипають вміст пробірки у колбу. Пробірку із залишками наважки зважують на аналітичних вагах і за різницею між першим та другим зважуваннями розраховують масу наважки. Наважку в колбі обливають концентрованою H₂SO₄ (з розрахунку не менше 20 см³ кислоти на 1 г спалюваної речовини) і додають як каталізатор окислення 0,1 г CuSO₄.

Наважку спалюють у витяжній шафі. Колбу К´єльдаля закріплюють у нахиленому положенні у штативі, додають 1 см³ етилового спирту і спочатку обережно підігрівають (якщо у досліджуваному продукті міститься значна кількість жиру, то перед підігріванням колбу залишають у спокої на 4-6 год). Після припинення виділення білої пари і піноутворення нагрівання посилюють. Якщо наважка містить багато води, то спочатку дуже обережно нагрівання вилучають вологу з рідини, а потім виконують спалювання до повного освітлення розчину. Для повного руйнування жирних кислот після освітлення реакційної суміші спалювання продовжують приблизно 1 год.

Після його закінчення колбу частково охолоджують, переносять її вміст у перегінну колбу, промивають колбу К´єльдаля 100-150 см³ дистильованої води колбу, яку (обережно!, спочатку по краплинах, по стінці) зливають у перегонну колбу. Спалену кислотну суміш розводять водою у теплому стані, оскільки при повному охолоджені утворюються сульфати, які при розбавленні водою розчиняють дуже повільно.

У перегінну колбу вносять кілька шматочків пемзи, під´єднують холодильник з відвідною трубкою. Її занурюють у прийомну колбу, де міститься 50 мл 0,1н розчину H₂SO₄ для вловлювання аміаку і декілька краплин індикатора (метилового червоного). Усі вузли дистиляційної установки щільно з’єднують для уникнення втрат аміаку. З ділильної лійки, вмонтованої в корок перегінної колби акуратно додають 50-100 см³ 33%-го розчину NaOH (з розрахунку 80 см³ розчину лугу на 20 см³ концентрованої кислоти) для повної нейтралізації і витіснення аміаку. Після його додавання вміст перегінної колби перемішують і нагрівають спочатку обережно, а далі – інтенсивніше, доводять до кипіння і слідкують за тим щоб кипіння не послаблювалося і дистилят з прийомної колби не перекинуло назад у перегінну. Через 15 хв від початку відгонки відвідну трубку виймають з розчину кислоти у прийомній колбі, так як до цього часу виділення газоподібного аміаку завершується. Відгонку продовжують доки дистилят не покаже негативну реакцію на аміак (перевіряють за реакцією з реактивом Несслера - при наявності аміаку суміш кількох краплин реактиву та дистиляту має жовте забарвлення, або за допомогою червоного лакмусового папірця, змоченого дистильованою водою – у лужному середовищі індикатор синіє).

Під час відгонки уважно спостерігають за забарвленням розчину кислоти у прийомній колбі, якщо воно змінюється то з бюретки у прийомну колбу вносять ще 25 – 50 см³ розчину H₂SO₄ концентрацією 1моль/л.

Після завершення відгонки аміаку надлишок H₂SO₄ відтитровують 0, 1 М розчином NaOH до зміни забарвлення індикатора з червоного на жовте.

Загальний вміст азоту (у мас. %) розраховують за формулою:

C=

де С₁ (1/2 H₂SO₄) – концентрація еквіваленту розчину H₂SO₄, моль/л ;

V₁ – об’єм розчину H₂SO₄, см³;

C₂ (NaOH) - нормальність розчину NaOH, моль/л;

V₂ – об’єм розчину NaOH, витрачений на титрування, см³;

Е – еквівалентна маса азоту, Е=14 г/моль;

m – маса наважки продукту, взята на аналіз,г;

1000 – коефіцієнт перерахунку см³ на л;

100 – коефіцієнт перерахунку на мас. %.

Для перерахунку на вміст білка в досліджуваному продукті одержаний результат домножують на коефіцієнт 6,25 (точніше для продуктів тваринного походження 6,25, пшениці, жита, вівса і бобових – 5,7, ячменю, кукурудзи, гречки і квасолі – 6, картоплі – 8). Паралельно визначають вологість досліджуваного продукту одним з вище вказаних методів і перераховують результат аналізу на СР.

Результати аналізу заносять у табл. 7.1 та 7.2.

Таблиця 7.1- Результати висушування досліджуваного продукту

№ дослі ду	Маса бюкси з наважкою, г		Маса порожньої бюкси	Вологість, WC,%	Вологість, W,%	Абсолютна похибка, ▲w,%	Відносна похибка, δw,%
	до вису-шування	після висушування
1
2

Таблиця 7.2 - Результати визначення загального вмісту азоту в досліджуваній сировині

Маса наважки досліджуваного продукту, г	Об’єм розчину H2SO4, V1 , см^3;	Об’єм розчину NaOH, витрачений на титрування, V2 ,см^3	Загальний вміст азоту, % мас.	Вміст білка у досліджуваному продукті, % мас.	Вміст білка у перерахунку, на АСР, % мас.

Метод К´єльдаля дуже складний та тривалий. На сьогодні існує цілий ряд його модифікацій.

РОБОТ 2. ВИВЧЕННЯ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ БІЛКОВИХ РЕЧОВИН У ХАРЧОВИХ ПРОДУКТАХ

В останні роки існує цілий ряд нових фізико-хімічних методів кількісного визначення білку в досліджуваних продуктах. Ці методи засновані на деяких специфічних властивостях білку:

• утворення різного ступеню помутніння залежно від концентрації білка при визначених умовах (нефелометричний метод);

• адсорбування білком різних барвників (метод Юді);

• здатності пептидних зв’язків білку утворювати комплексні забарвлені сполуки з іонами міді в лужному розчині (біуретовий метод);

• здатності активних груп різних амінокислот, які входять до складу поліпептидного ланцюга білку, давати характерні реакції (метод Лоурі).

Вміст білку в борошні в %:

пшеничне вищого сорту____________________10,3

пшеничне I сорту__________________________10,6

пшеничне II сорту_________________________11,7

пшеничне обойне__________________________12,5

житнє сіяне________________________________6,9

житнє обдирне______________________________8,9

житнє обойне______________________________10,7

соєве не знежирене__________________________38,5

соєве знежирене____________________________48,9

кукудзяне__________________________________7,2.

Нефелометричний метод визначення вмісту білка

Метод заснований на вимірюванні інтенсивності світлового потоку, розсіяного твердими чи колоїдними частинками, які знаходяться в розчині у зваженому стані. За інтенсивністю забарвлення, визначають концентрацію досліджуваної речовини.

Прилади, обладнання, матеріали: фотоелектроколориметр, конічні колби 250-300 мл,апарат для струшування, центрифуга, мірні колби 50 мл, піпетки на 5 та 50 мл, сульфосаліцилова кислота.

Наважку подрібненої середньої проби масою 0,5 г зважують на аналітичних вагах з точністю до 0,001 г і поміщають в конічну колбу місткістю 250-300мл з притертою пробкою. В колбу додають 50 мл 0,05 н. розчину гідроксиду натрію.

Закриту пробкою колбу струшують на механічному струшувачі протягом 1 хв. Потім витяжку центрифугують 10 хв при частоті обертання 600 об/хв. Далі 5 мл прозорого центрифуга ту переносять до мірної колби місткістю 50 мл і вміст колби доводять до мітки сульфосаліциловою кислотою

При нефелометричному визначенні отримання правильних результатів в значній мірі залежить від методики одержання суспензії, особливо від порядку змішування розчинів, швидкості змішування. Тому після додавання сульфосаліцилової кислоти колбу швидко перевертають 2-3 рази (не більше!), розчин наливають в п´ятиміліметрову кювету та вимірюють оптичну густину розчину при довжині хвилі 550 нм., оскільки частини білка швидко агрегатують. Вміст білка визначають за калібрувальною кривою. Побудова кривої проводиться аналогічно біуретовому методу визначення білка.

Біуретовий метод визначення білка(в модифікації Дженнінгса)

Метод заснований на використанні кольорової реакції на білки, що містить групування -CO-NH-, яке називається пептидним зв’язком.

Сполука, яка має пептидний зв'язок, в лужному розчині CuSO₄ утворюють забарвлені мідно-натрієві (-калієві) комплексні сполуки, оскільки білки дають фіолетове забарвлення, а пептони та поліпептиди – червоно-фіолетове. Інтенсивність забарвлення пропорційна кількості пептидних зв’язків або концентрації білку. Вимірявши оптичну густину забарвленого розчину, за калібрувальною кривою знаходять вміст білків у наважці. Метод відрізняється високою чуттєвістю і дозволяє проводити визначення при розведенні білків 1:10000.

Прилади, обладнання, матеріали: фотоелектроколориметр, конічні колби 250-300 мл, апарат для струшування, центрифуга, піпетки на 100 мл, біуретовий реактив (15 мл 10 н. розчину KOH та 25 г сегнетової солі поміщають в мірну колбу на 1 л і розчиняють в 900 мл дистильованої води. До розчину невеликими порціями при перемішуванні з циліндра додають 30 мл 4%-го розчину CuSO₄ та вміст колби доводять до мітки водою), чотирихлористий вуглець.

На аналітичних вагах зважують 1,5±0,001 г досліджуваного продукту і наважку поміщають в суху конічну колбу місткістю 200-300 мл. Зразок повністю змочується 2 мл чотирихлористим вуглецем для вилучення жиру, потім піпеткою додають 100 мл біуретового реактиву. Закрита пробкою колба струшується на механічному струшуванні на протязі 1 год . Паралельно визначають вологість досліджуваного зразку.

Для виділення забарвленого розчину вміст колби переносять у центрифужні стакани і 10 хв центрифугують при частоті обертання 4500 об/хв. Прозорий центрифуга розташовують в п´ятиміліметрову кювету фотоелектроколориметра і вимірюють оптичну густину, за розчин порівняння використовують дистильовану воду. За величиною оптичної густини на калібрувальній кривій знаходять вміст білків у наважці (в мг). Процентний вміст білків в сухих речовинах борошна розраховують за формулою:

Х= , (7.2 )

де а – кількість білка в наважці борошна, знайдена за калібрувальною кривою, мг;

Н – наважка досліджуваної сировини, г;

W – вологість досліджуваної сировини,%.

Побудова калібрувальної кривої: калібрувальну криву будують за зразками борошна з різним вмістом білка в діапазоні, який зустрічається в реальних умовах ( від 8 до 20%). Відбирають не менше 10 зразків з інтервалом вмісту білків не більше 1%. Потім проводять визначення оптичної густини білкових витяжок всіх зразків за вище наведеною методикою і будують криву, відкладаючи на осі абсцис значення оптичної густини, а на осі ординат – вміст борошна в наважці (мг) [5]. Одержані результати порівнюють зі стандартами.