Методы определения массовой доли азотистых веществ в пищевых продуктах

Визначення  йодного числа методом Маргошеса.  За точністю отриманих результатів цей метод поступається стандартним методам. Суть його ґрунтується на реакції ненасиченої кислоти жиру з йоднуватою  кислотою, що утворюється при взаємодії  йоду з великою кількістю води за рівнянням:

І₂ + Н₂О ↔ НІ + НІО

Реакція жиру з йоднуватою кислотою відбувається наступним чином:

СН₃(СН₂)₇СН=СН (СН₂)₇ СООН + НОІ → СН₃ (СН₂)₇ СНОН - СНІ (СН₂)₇ СООН

Надлишок йоду, що не приєднався, титрують тіосульфатом натрію у присутності індикатора крохмалю:

2 Na₂S₂O₃ + I₂ = 2 NaI + Na₂S₄O₆

Щоб дізнатися  про кількість йоду, яка приєдналася  до ненасичених жирних кислот досліджуваної  олії, слід провести в аналогічних  умовах контрольний дослід (без наважки  жиру). Різниця між кількістю 0,1 моль/дм³ розчину тіосульфату, використаного на титрування контрольної та дослідної проб, є показником кількості йоду, зв’язаного наважкою жиру.

Прилади, обладнання, матеріали: технічні та аналітичні ваги, колба з пришліфованою пробкою ємністю 500см³, бюретка місткістю 25см³; піпетки ємністю 10, 15, 20 см³, колба мірна ємністю 100 см³, водяна баня, годинник, розчин тіосульфату концентрації 0,1 моль/дм³, розчин йоду концентрації        0,2 моль/дм³ (25 г йоду у 1000 см³ 96 %-го спирту), етиловий спирт, 1 %-й розчин крохмалю, дистильована вода.

Схема визначення йодного числа жиру методом Маргошеса:

 

0,2…0,3 г жиру зважити з точністю до 0,0001 г на годинникове скло

 

опустити скло з жиром у хімічний стакан

 

додати 20…30 см³  96% -го етанолу

 

 

підігріти на водяній бані за температури 45…50 °С, закривши склянку годинниковим склом та перемішуючи вміст коловими рухами

(для кращого розчинення  та зникнення жирових кульок)

 

 

охолодити до кімнатної температури

 

додати 20 см³ спиртового розчину йоду з бюретки

 

додати 200 см³ дистильованої води циліндром,

безперервно перемішуючи скляною паличкою

 

закрити стакан, залишити у спокої на 5 хв

 

титрувати надлишок незв’язаного з ненасиченими кислотами йоду

0,1 моль/дм³ розчином  Na₂S₂O₃ до появи слабо-жовтого забарвлення

 

додати 0,5 см³ 1%-го розчину крохмалю

 

титрувати до зникнення синього забарвлення

 

 Паралельно  проводять контрольний дослід (без  жиру) при дотриманні всіх умов  основного досліду.

Йодне число  жиру, Х, % І₂, розраховують за формулою:    

                                          

де  -  кількість 0,1 моль/дм³ розчину тіосульфату, що витрачається на титрування контрольного досліду, см³;

     – кількість 0,1 моль/дм³ розчину тіосульфату, що витрачається на титрування основного досліду, см³;

     0,01269 – кількість йоду, що відповідає 1см³  0,1 моль/дм³  тіосульфату, г; 

     К  – поправковий коефіцієнт до 0,1 моль/дм³ розчину тіосульфату;

     – маса наважки жиру, г.

Дані спостережень та розрахунків записують у процесі  виконання роботи в табл.4.4.

Таблиця 4.4 –  Результати спостережень та розрахунків  для визначення йодного числа  жиру

Маса порожньої  колби, , г
Маса жиру з  колбою, , г
Маса наважки  жиру, m, г
Кількість 0,1 моль/дм3  розчину тіосульфату Na2S2O3, що витрачається під час проведення контрольного досліду (без жиру), V,см3
Кількість 0,1 моль/дм3  розчину тіосульфату Na2S2O3, що прореагувала з жиром, см3
Кількість 0,1 моль/дм3  розчину тіосульфату Na2S2O3, що витрачається на титрування надлишку йоду після приєднання його до жиру, V1,см3
Поправковий коефіцієнт до 0,1 моль/дм3  розчину тіосульфату Na2S2O3, К
Йодне число , Х, % І2

 

Зробити висновок про якість жиру за йодним числом.

 

Рефрактометричний метод визначення йодного числа. Цей метод дає змогу визначити йодне число за показником заломлення олії. Необхідними умовами для отримання відтворюваності результатів та їх кореляції з даними, отриманими хімічними методами, є суворе дотримання температури під час заміру показника заломлення. Визначення показника заломлення здійснюють на рефрактометрі ИРФ – 454Б2М. Величину йодного числа (в г на 100 г жиру) обчислюють за формулою, в яку підставляють середню величину показника заломлення, отриману для двох паралельних проб:

                                                      

Лабораторна робота № 5

Тема: Методи визначення масової частки жиру в харчових продуктах

 

Мета: теоретично розглянути хлороформовий екстракційний метод для визначення масової частки жиру в харчових продуктах; визначити масову частку жиру в печиві та здобних виробах прискореним рефрактометричним методом; порівняти результати досліджень з даними таблиць хімічного складу харчових продуктів; зробити висновок про якість досліджуваних продуктів

 

Жири (гліцериди) представляють собою основну групу органічних сполук, виділених в клас ліпідів. Ліпіди – це суміш органічних сполук, що є похідними жирних кислот, спиртів, альдегідів, побудованих за допомогою ефірних, фосфоефірних, глікозидних зв’язків. Крім жирів, до ліпідів відносяться жироподібні речовини – воски, гліколіпіди, фосфоліпіди та ін. Гліцериди – це складні ефіри трьохатомного спирту гліцерину та вищих жирних карбонових кислот. Воски – це складні ефіри вищих одноосновних карбонових кислот та одноатомних високомолекулярних спиртів. Гліколіпіди – утворюються в результаті з’єднання ліпідів з вуглеводами (галактоза, глюкоза). Фосфоліпіди – складні ліпіди, які містять залишки спиртів, жирних кислот, фосфорної кислоти, а також азотисті сполуки (холін, етаноламін).

Ліпіди широко поширені у природі. Вони беруть участь в побудові клітинних структур тваринних та рослинних тканин, в біохімічних процесах, що відбуваються на клітинному рівні. Ліпіди легко утворюють численні комплекси з білками, вуглеводами та іншими органічними сполуками, які виконують важливі фізіологічні функції – забезпечують окисно-відновні процеси на клітинному рівні, приймають участь в біосинтезі білків, забезпечують односторонню проникливість та перенесення речовин через клітинні мембрани, приймають участь у вищій нервовій діяльності.

До складу природних  тригліцеридів в різних поєднаннях входять десятки органічних кислот, що відрізняються числом вуглецевих атомів в молекулі, наявністю чи відсутністю подвійних зв’язків, вмістом оксигруп у вуглецевому  радикалі та ін., що й визначає різноманітність природних жирів.

У великих кількостях до складу жиру входять олеїнова та пальмітинова кислоти, за що їх називають  основними жирними кислотами.

Жири тваринного та рослинного походження істотно відрізняються.

Тваринні  жири багатші за набором вищих жирних кислот, до їх складу входять кислоти з числом вуглецевих атомів від 20 до 24, переважають насичені жирні кислоти.

У складі рослинних жирів переважають ненасичені жирні кислоти – олеїнова, лінолева, ліноленова, а з насичених в значних кількостях міститься лише пальмітинова кислота. 

 

Характер вищих  жирних кислот, що входять до складу жиру, й визначає його фізичні властивості. Якщо в складі тригліцерида переважають  насичені жирні кислоти з високою  температурою плавлення, то й тригліцерид – твердий (баранячий жир, яловичий жир), якщо ж в його складі в основному ненасичені жирні кислоти – за звичайних умов цей жир рідкий (рослинні олії).

Жири, окислюючись  в організмі, забезпечують його енергією: під час розкладу 1 г жиру до діоксида вуглецю та води виділяється     38,9٠10³…40,0٠10³ Дж, тоді як під час розкладу 1 г вуглеводів або білків лише 17,1٠10³ Дж.

За рахунок  енергетичної цінності жирів, що входять  до складу харчового раціону, організм людини покриває до 30 % енергії, яка  витрачається.

Харчова цінність жирів визначається їх складом, засвоюваністю  та наявністю в них так званої нежирової фракції – жиророзчинних  вітамінів, фосфатидів, стеринів.

Загальною властивістю  ліпідів є їх нерозчинність у  воді, але розчинність в органічних розчинниках – бензолі, бензині, петролейному ефірі, сірчаному ефірі, ацетоні, хлороформі, метиловому та етиловому спирті тощо. На цій властивості базуються майже всі методи кількісного визначення жиру. В якості розчинника частіше використовують етиловий (сірчаний) або петролейний ефіри. Під час екстрагування ефіром, крім жирів, одночасно з наважки продукту вилучається все, що розчиняється в ефірі. З жироподібних речовин вилучаються воски, стерини, вільні жирні кислоти та ін. Якщо ж ефір недостатньо чистий  та містить домішки спирту, ацетону, вологи, то в нього можуть переходити речовини, що не відносяться до класу ліпідів – смоли, спирти, цукри, альдегіди, кетони. Якщо в наважці продукту містились ефірні масла, вони теж перейдуть у витяжку.

Речовини, що вилучаються за допомогою розчинника з наважки продукту, умовно називають сирий жир. Оскільки склад сирого жиру в значній мірі залежить від чистоти розчинника, перед використанням розчинник очищують від води та спирту, а дослідний зразок обробляють холодною водою для вилучення цукрів та висушують.

Рецептури виробів  містять різну кількість жирових  продуктів. Тому визначення вмісту жиру входить до стандартів з оцінки якості продуктів.  Масову частку жиру визначають згідно з ГОСТ 5668-68 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Методы определения массовой доли жира».

У промисловості  використовують методи, що ґрунтуються  на екстракції жиру хлороформом з  наступним визначенням кількості  сухого залишку, одержаного після відгонки розчинника та висушування наважки  екстракту, а також прискорені (рефрактометричні), основані на екстракції жиру бромнафталіном-альфа та визначенні коефіцієнтів заломлення розчинника і розчину жиру в цьому розчиннику.

 

 

 

Порядок виконання роботи

РОБОТА 1. ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ЖИРУ ХЛОРОФОРМОВИМ  МЕТОДОМ

Хлороформовий екстракційний метод є арбітражним та використовується у разі появи суперечностей в оцінці якості. Він базується на вилученні жиру з попередньо гідролізованої за допомогою соляною  чи сірчаної кислот наважки виробу розчинником (хлороформ) та визначенні кількості жиру зважуванням після видалення розчинника  з певного об’єму отриманого розчину.

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту, аналітичні ваги, плоскодонна колба місткістю 300 см³, 1,5 %-й розчин соляної кислоти або         5 %-й розчин сірчаної кислоти, піпетка місткістю 50 см³, зворотній холодильник, водяна баня, хлороформ, пробка, центрифуга, гумова груша, воронка, ватний тампон, піпетка місткістю 20 см³, мірна колба місткістю        100 см³, ексикатор, прилад Чижової. 

Наважку продукту 10 г (у разі вмісту жиру у виробі більше 10 % наважка може бути зменшена до 5 г), зважену з похибкою до 0,01 г, вміщують в плоскодонну колбу місткістю приблизно 300 см³, доливають 100 см³ 1,5 % -го розчину соляної кислоти (або 100 см³ 5 % -го розчину сірчаної кислоти), кип’ятять в колбі зі зворотнім холодильником на слабкому вогні 30 хв. Потім колбу охолоджують водою до кімнатної температури, доливають 50 см³ хлороформу, щільно закривають пробкою, енергійно збовтують протягом        15 хв, далі її вміст виливають в центрифужні пробірки та центрифугують       2...3 хв. В пробірці утворюються три шари. Верхній (водний) шар видаляють піпеткою, оснащеною гумовою грушею, відбирають хлороформовий розчин жиру та фільтрують його у суху колбу через ватний тампон, вкладений у вузьку частину воронки, при цьому кінчик піпетки повинен торкатися вати.         20 см³ фільтрату переливають в попередньо доведену до постійної маси та зважену з похибкою до 0,0002 г колбу місткістю приблизно 100 см³. Для відмірювання можна використовувати бюретку, в яку заливають розчин. Користуючись бюреткою, її закривають ватною пробкою.

Відбір та фільтрування повинні проводитися протягом 2 хв. Хлороформ з колби відганяють на бані, використовуючи холодильник.

Залишок жиру висушують  в колбі до постійної маси (звичайно 1…1,5 год.) за температури 100…105 °С, охолоджують в ексикаторі 20 хв та зважують з тією ж похибкою.

Паралельно з  визначенням жиру треба визначити  масову частку вологи в продукті експресним методом на приладі  ВНДІХП-ВЧ чи інших марок, щоб результати визначення обчислити в перерахунку на СР.

Масову частку жиру в продукті, Х, %  до СР, розраховують за формулою