МУ к ЛР 19.03.01 ПХ

МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»



УТВЕРЖДАЮ
Директор института живых систем
_________________ Т. П. Бондарь
«__» _____________ 2014 г.


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ
«Пищевая химия»



Направление подготовки
19.03.01 Биотехнология

Профиль
«Биотехнология пищевых продуктов и биологически активных веществ»

Квалификация выпускника
бакалавр

Форма обучения
очная

Учебный план
2014г

Изучается
в 5 семестре








СОГЛАСОВАНО:

РАЗРАБОТАНО:

Зав. кафедрой прикладной биотехнологии
_________________ А.Д. Лодыгин
«__» _____________2014 г.

Рассмотрено УМК
Протокол № __ от «__» ______2014г.

Председатель УМК института живых систем
__________________ М.Ю. Кухарук

Зав. кафедрой прикладной биотехнологии
_________________ А.Д. Лодыгин
«__» _____________2014 г.

Доцент кафедры прикладной биотехнологии
_________________Н.М. Панова
«__» ____________2014 г.





Ставрополь, 2014

МИНИCTEPCTBO ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего профессионального образования
«СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»











«Пищевая химия»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Направление подготовки
19.03.01 Биотехнология

Профиль
«Биотехнология пищевых продуктов и биологически активных веществ»

Квалификация выпускника
бакалавр




Объем занятий: Итого
144 ч.
4 з.е.


В т.ч. аудиторных

64 ч.


Из них:

Лекций
Лабораторных работ
Практических занятий
32 ч.
32 ч.
0 ч.

Самостоятельной работы
80 ч.

Зачет с оценкой

0 ч 5 семестр











Ставрополь, 2014
СОДЕРЖАНИЕ


Введение ..............
4

1.
Указания по технике безопасности к выполнению лабораторных работ
5

2.
Лабораторная работа № 1. Исследование состава и свойств пищевых белков
11

3.
Лабораторная работа № 2. Исследование состава и свойств пищевых жиров
16

4.
Лабораторная работа № 3. Определение углеводного состава пищевых
продуктов...................................

24

5.
Лабораторная работа № 4. Определение амилолитической активности ферментов.................................................................................................................

34

6.
Лабораторная работа № 5. Определение протеолитической активности ферментов модифицированным методом Ансона............................................

39

7.
Лабораторная работа № 6. Определение качественных показателей стабилизаторов.........................................................................................................

46

8.
Лабораторная работа № 7. Изучение качественных показателей красителей и ароматизаторов. ......................................................................................................

53

9.
Лабораторная работа № 8. Исследование качества натуральной пищевой добавки: пчелиный мед. ..............................................

62

10.
Список рекомендуемой литературы. .................
74







Введение
В процессе изучения дисциплины «Пищевая химия» будет рассмотрена химия пищевого сырья животного, растительного и гидробионтов: состав, свойства, физико-химические, биохимические и микробиологические изменения в процессе получения, переработки, хранения; состав и свойства химических веществ сырья и их роль в формировании качества пищевых продуктов; пищевые продукты - как дисперсные системы; пищевое сырье как многокомпонентная, полифункциональная, биологически-активная система; физико-химические и коллоидные явления - основа технологий пищевых продуктов; факторы устойчивости и коагуляции пищевых дисперсных систем; структурообразование в пищевых системах; структурно-механические свойства и реологические характеристики; специфика основных типов пищевых дисперсных систем; пищевые гидроколлоиды; загустители и гелеобразователи; функциональные свойства белков и полисахаридов, способы их направленного регулирования; особенности гелеобразования и эмульгирования в пищевых системах; влияние физико-химических факторов, характерных для технологий переработки сырья на свойства отдельных компонентов, пищевых систем и качество готовой продукции; химия вкуса и запаха; химия цвета; пищевые и биологически активные добавки.
Задача курса - на основе знаний, полученных при изучении фундаментальных дисциплин, в первую очередь, химических, сформировать знания основ пищевой химии, которые пригодятся при изучении специальных дисциплин и для решения различных технологических и биотехнологических задач.
Цель дисциплины – помочь разобраться в сложных вопросах, касающихся роли основных пищевых веществ в пищевой технологии и питании человека, в проблемах, связанных с превращением макро- и микронутриентов в технологическом потоке, строением и ролью пищевых и биологически активных добавок.

УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Общие правила техники безопасности в химической лаборатории
1. Работать в лаборатории необходимо в халате из хлопковой или хлопчатобумажной ткани (но не из синтетики!). Рабочий халат должен быть
по длине ниже колен и застегиваться спереди. В кармане халата должно быть маленькое чистое сухое полотенце или платок для быстрого удаления попавших на кожу твердых или жидких реагентов. При работе с особо опасными веществами дополнительно надевают длинный фартук из поливинилхлорида и нарукавники. При необходимости для защиты лица и глаз используют защитные маски и защитные очки, для защиты рук – специальные защитные перчатки, а для защиты дыхательных путей – респираторы. Волосы должны быть тщательно убраны (используют шапочку или платок)
или закреплены и не свисать по сторонам.
Рабочее место следует поддерживать в чистоте, не загромождать его посудой и побочными вещами.
Студентам запрещается работать в лаборатории без присутствия преподавателя или лаборанта, а также в неустановленное время без разрешения преподавателя.
До выполнения каждой лабораторной работы можно приступить только после получения инструктажа по технике безопасности и разрешения преподавателя.
Приступая к работе, необходимо: изучить методику работы, правила ее безопасного выполнения; проверить соответствие взятых веществ тем веществам, которые указаны в методике работы.
Опыт необходимо проводить в точном соответствии с его описанием в методических указаниях, особенно придерживаться очередности добавления реактивов.
Для выполнения опыта пользоваться только чистой, сухой лабораторной посудой; для отмеривания каждого реактива нужно иметь мерную посуду (пипетки, бюретки, мензурку, мерный цилиндр или мерный стакан); не следует выливать избыток налитого в пробирку реактива обратно в емкость, чтобы не испортить реактив.
Если в ходе опыта требуется нагревание реакционной смеси, надо следовать предусмотренным методическим указаниям способа нагрева: на водяной бане, на электроплитке или на газовой горелке и др. Сильно летучие горючие вещества опасно нагревать на открытом огне.
Пролитые на пол и стол химические вещества обезвреживают и убирают под руководством лаборанта (преподавателя) в соответствии с правилами.
При работе в лаборатории следует соблюдать следующие требования: выполнять работу нужно аккуратно, добросовестно, внимательно, экономно, быть наблюдательным, рационально и правильно использовать время, отведенное для работы.
По окончании работы следует привести в порядок свое рабочее место: помыть посуду, протереть поверхность рабочего лабораторного стола, закрыть водопроводные краны, выключить электрические приборы.
Помните, не каждое нарушение инструкции влечет за собой несчастный случай, однако мелкие нарушения быстро входят в привычку и объективно способствуют росту травматизма. Умение работать без травм и аварий – один из основных критериев при определении профессиональной квалификации любого специалиста.
Правила техники безопасности в лаборатории при работе с кислотами и щелочами
Кислоты и щелочи в большинстве относятся к веществам повышенного класса опасности и способны вызвать химические ожоги и отравления. Поэтому необходимо внимательно следить за тем, чтобы реактивы не попадали на лицо, руки и одежду.
Не ходить по лаборатории с концентрированными кислотами и щелочами, а наливать их только в отведенном для этого месте.
Разливать концентрированную азотную, серную и соляную кислоты следует только при включенной вентиляции в вытяжном шкафу.
Запрещается набирать кислоты и щелочи в пипетку ртом. Для этого следует применять резиновую грушу и прочее оборудование для отбора проб.
Для приготовления растворов серной, азотной и других кислот необходимо их приливать к воде тонкой струей при непрерывном перемешивании, а не наоборот. Приливать воду в кислоту запрещается!
Растворять твердые щелочи следует путем медленного добавления их небольшими кусочками к воде при непрерывном перемешивании. Кусочки щелочи нужно брать только щипцами.
При смешивании веществ, которое сопровождается выделением тепла, необходимо пользоваться термостойким толстостенной стеклянной или фарфоровой посудой.
Разлитые кислоты или щелочи необходимо немедленно засыпать песком, нейтрализовать, и только после этого проводить уборку.
При попадании на кожу или одежду кислоты, надо смыть ее большим количеством воды, а затем 3 – 5% раствором питьевой соды или разбавленным раствором аммиака.
При попадании на кожу или одежду щелочи, после смывания ее большим количеством воды, нужно провести обработку 2 – 3 % раствором борной, лимонной или уксусной кислотами.
Вещества, фильтры, бумагу, использованные при работе, следует выбрасывать в специальное ведро, концентрированные растворы кислот и щелочей также сливать в специальную посуду.

Правила техники безопасности в лаборатории с химической посудой
Основным травмирующим фактором, который связан с использованием стеклянной посуды, аппаратов и приборов, являются острые осколки стекла, способные вызвать порезы тела работающего, а также ожоги рук при неосторожном обращении с нагретыми до высокой температуры частями стеклянной посуды.
Размешивать реакционную смесь в сосуде стеклянной палочкой или шпателем надо осторожно, не допуская разлома сосуда. Держать сосуд при этом необходимо за ее горловину.
Перенося сосуды с горячей жидкостью, надо держать их двумя руками: одной – за дно, другой – за горловину, используя при этом полотенце (чтобы избежать ожогов кистей и пальцев рук).
При закрывании толстостенной посуды пробкой следует держать ее за верхнюю часть горловины. Нагретый сосуд нельзя закрывать притертой пробкой пока он не охладится.
В опытах с нагревом необходимо пользоваться посудой, которая имеет соответствующую маркировку.
В случае пореза стеклом нужно сначала внимательно осмотреть рану и извлечь из нее осколки стекла, если они есть, а затем обмыть раненное место 2% раствором перманганата калия, смазать йодом и завязать бинтом или заклеить лейкопластырем.

Правила техники безопасности в лаборатории с электрооборудованием и электроприборами
Химические лаборатории согласно степени опасности поражения электрическим током относятся к помещениям с повышенной или особой опасностью, которая обусловлена возможностью воздействия на электрооборудование химически активных сред.
Все работы, связанные с применением электроприборов должны проходить под наблюдением преподавателя (лаборанта).
При работе с водяной баней нельзя пробовать степень нагрева воды рукой.
При неисправности в работе электроприбора необходимо обратиться к преподавателю. Чинить самостоятельно приборы запрещается.
При поражении электрическим током, если пострадавший остается в соприкосновении с токоведущими частями, необходимо немедленно выключить ток с помощью пускателя или вывернуть охранную пробку или перерубить токопроводящий провод изолированным инструментом. К пострадавшему, пока он находится под током, нельзя касаться незащищенными руками (без резиновых перчаток). Если пострадавший потерял сознание, после выключения тока нужно немедленно, не дожидаясь врача, делать искусственное дыхание.

Правила техники безопасности в лаборатории при работе с реактивами
Если к работе не дано указаний относительно дозировки реактивов, то брать их для проведения опытов необходимо в возможно меньшем количестве (экономия материалов и времени, которое затрачивается на опыт).
Избыток реактива нельзя высыпать и выливать обратно в сосуд, из которого он был взят.
После расходования реактива банку или стакан необходимо сразу закрыть пробкой и поставить на место.
Сухие реактивы брать с помощью лопаток, пластмассовых или металлических шпателей. Шпатель должен быть всегда сухим и чистым. После расходования следует его тщательно обтереть.
Когда реактив отбирается пипеткой, ни в коем случае нельзя той же пипеткой, не вымыв ее, брать реактив с другой емкости.
При наливании реактивов нельзя наклоняться над сосудом, предотвращая попадания брызг на лицо или одежду.
Нельзя держать банку или стакан с реактивом, которую нужно открыть, держа в руках, ее надо поставить на лабораторный стол и только после этого открывать.

Меры первой помощи при отравлениях неорганическими веществами
Азотной кислотой. Свежий воздух, покой, тепло. Вдыхание кислорода. Сульфадимезин или иной сульфаниламидный препарат (2 г), аскорбиновая кислота (0,5 г), кодеин (0,015 г). Искусственное дыхание. Консультация врача.
Серной кислотой. Свежий воздух. Промыть верхние дыхательные пути 2 % раствором питьевой соды. В нос – 2 – 3 капли 2 % раствора эфедрина. Теплое молоко с содой, кодеин (0,015 г) или дионин (0,01 г). При попадании в органы пищеварения смазать слизистую рта 2 % раствором дикаина. Промывание желудка большим количеством воды. Внутрь принять: столовую ложку оксида магния на стакан воды каждые 5 минут, яичный белок, молоко, крахмальный клейстер, кусочки сливочного несоленого масла, кусочки льда. Нельзя вызывать рвоту и применять карбонаты. Консультация врача.
Щелочами. Вдыхание теплого водяного пара (в воду добавить немного лимонной кислоты). Внутрь – теплое молоко с медом, кодеин (0,015 г) или дионин (0,01 г). При попадании в органы пищеварения смазать слизистые оболочки рта и горла 1 % раствором новокаина. Внутрь – по столовой ложке 1 % раствора лимонной кислоты каждые 3 – 5 минут, крахмальный клейстер с добавлением лимонной или уксусной кислоты, 2 – 3 столовые ложки растительного масла, кусочки льда. Консультация врача.





ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ
Цель работы: изучить отдельные функциональные свойства различных белковых продуктов, методы их определения, дать сравнительную оценку функциональных свойств продуктов различного назначения.
Теоретические положения
Функциональные свойства пищевых белков – физико-химические характеристики белков, определяющие их поведение при переработке в пищевые продукты и обеспечивающие определенную структуру, технологические и потребительские свойства.
К данным свойствам относятся: растворимость, водосвязывающая и жиросвязывающая способность, способность стабилизировать дисперсные системы (эмульсии, пены, суспензии); гелеобразование; способность к текстурированию, адгезионные и реологические свойства.
Белки с высокими функциональными свойствами хорошо растворяются в воде, образуют прочные гели, стабильные эмульсии и пены
Растворимость характеризуется показателями КРА (коэффициент растворения азота) или КДБ (коэффициент диспергирования белка), определяемые соответственно количеством азота или белка, перешедшего в раствор, в процентах от общего содержания азота или белка в продукте. Растворимость в наибольшей степени зависит от присутствия нековалентных взаимодействий: гидрофобных, электростатических и водородных связей.
Различают среднюю и относительную гидрофобность.
Средняя гидрофобность - энергия стабилизации, приходящаяся на 1 неполярную боковую группу при связывании ее внутри глобулы белковой молекулы.
Относительная гидрофобность - степень гидрофобного взаимодействия неполярных остатков аминокислот, расположенных на поверхности глобул. Чем ниже относительная гидрофобность (т.е. ниже взаимодействие между глобулами и выше сила отталкивания), тем выше взаимодействие их с молекулами растворителя, следовательно, выше растворимость.
Влияние электростатических связей на растворимость белков связано с рН среды и присутствием солей. При рН, соответствующем изоэлектрической точке, белки имеют наименьшую растворимость, т.к. суммарный заряд на их молекулах равен 0.
При добавлении небольших количеств соли растворимость увеличивается, т.к. снижается гидротация полипептидных связей, усиливаются гидрофобные белок-белковые взаимодействия.
Важное значение растворимость белков имеет для повышения качества пищевых продуктов, в производстве которых предусмотрен гидролиз (автолиз) и денатурация (начальные технологические стадии, сушка и хранение). Особые требования к растворимости белков предъявляются при их использовании в производстве напитков, хлебных, мучных кондитерских и макаронных изделий. В напитках применяются белки с высокой растворимостью, в изделиях из муки - с низкой..
Свойства белковых суспензий - ограниченная степень набухания и размер частиц, водо- и жиросвязывающая способность, адгезионные свойства, значения рН и буферная емкость, образование вязко-упругоэластичных масс и гелей. Эти свойства необходимо учитывать при использовании белков в качестве обогатителей, наполнителей (разбавителей), функциональных ингридиентов и аналогов мясных и рыбных изделий и т.д.
Водосвязывающая способность - адсорбция воды при участии гидрофильных остатков аминокислот. Она характеризуется адсорбцией воды при участии гидрофильных групп аминокислот. При невысокой влажности образуется мономолекулярный слой, при высокой - вокруг глобул белка формируется многослойная структура с одновременным проникновением воды во впадины и выступы. Высокая водосвязывающая способность белков в пищевых продуктах повышает выход готовой продукции, удлиняет сроки хранения и улучшает текстуру.
Жиросвязывающая способность - адсорбция жира за счет гидрофобных остатков аминокислот. Высокая жиросвязывающая способность белков обеспечивает нежную и однородную текстуру изделий, исключает отделение жира, сморщивания изделий, уменьшает потери при варке и жарении.
Способность белков удерживать жир и воду зависит от аминокислотного состава, способа обработки, рН среды, температуры, присутствия углеводов, липидов и др. белков.
Вязко-эластично-упругие свойства. Отличительным свойством некоторых пищевых белков является низкий уровень полярности функциональных групп. Молекулы воды, окружая частицы белков, отталкиваются, а молекулы белков, наоборот, агрегируются с образованием комплексов с присущими им реологическими свойствами (вязкость, эластичность, упругость).
Аппаратура, оборудование и материалы:
Аппаратура и оборудование – центрифуга, весы аналитические, сетчатые стаканы из нержавеющей стали, термостат.
Реактивы и материалы – различные белковые продукты (соево-белковые препараты, молочно-белковые препараты, мука), индикаторы (красный или метиленовый зеленый), фильтровальная бумага, дистиллированная вода.
Посуда – химические стаканы, пипетки на 5 см3, центрифужные пробирки емк. 50-100 см3, центрифужная пробирка емк. 10 см3 с пробкой, стеклянная палочка.

Порядок выполнения работы
1. Ознакомится с целью, содержанием и порядком выполнения работы.
2. Изучить теоретические положения работы.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ
Водопоглощающая способность (ВПС) определяется при помощи сетчатого стакана из нержавеющей стали (диаметр отверстий сетки 1,5 мм, количество отверстий на 1 см2 – (10(20) шт. Во избежание потерь частиц продукта дно и стенки сетки закрываются фильтровальной бумагой. Стакан смачивается водой и, через 20 мин после ее истечения, взвешивается. Затем в стакан помещается 2 г исследуемого продукта. Стакан с содержимым вновь погружается в воду на 20 мин, затем взвешивается. Предварительно стенки и дно стакана протирают фильтровальной бумагой.
ВПС вычисляют в %, как отношение массы продукта после замачивания к массе продукта до замачивания.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРОПОГЛОЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ
Жиропоглащающая способность (ЖПС) определяется аналогично водопоглощающей способности, но погружение стакана (как пустого, так и с навеской) осуществляется в подсолнечное масло.
ЖПС вычисляют в %, как отношение массы продукта после погружения в масло к массе продукта до погружения.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАБУХАЕМОСТИ БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ
Белковый продукт навеской (3 ( 0,01) г помещается в центрифужную пробирку на 50 – 100 см3. После этого добавляется 15 см3 дистиллированной воды комнатной температуры. После перемешивания продукт выдерживается в течение 1 часа и проводится центрифугирование. Режим центрифугирования: 5 мин при 1000 об/мин. Центрифугат слить, а осадок взвесить.
Степень набухаемости продукта в %, определяется по формуле [1.1]:
а = (м – мо)*100,
[1.1]

где: мо – навеска сухого продукта, г;
м – масса продукта после набухания, г.
6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДЕКСА РАСТВОРИМОСТИ СУХИХ БЕЛКОВЫХ ПРОДУКТОВ.
Навеска продукта массой 1,25 г количественно переносится в центрифужную пробирку, добавляется 4 – 5 см3 горячей воды температурой (65 ( 70) оС, тщательно растирается стеклянной палочкой до получения однородной массы. Палочка ополаскивается небольшим количеством воды в пробирку. Затем в пробирку добавляется вода до 10 см3 и 2 – 3 капли индикатора нейтрального красного или метилового зеленого.
Пробирка закрывается пробкой, несколько раз взбалтывается и центрифугируется в течение 5 мин при 1000 об/мин. Производится отсчет объема осадка. При неровном размещении осадка отсчет производится по средней линии между верхним и нижним положением.
Индекс растворимости определяется в см3 сырого осадка. При этом 0,1 см3 сырого осадка соответствует 1% нерастворимого осадка белкового продукта.


Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется в тетради и содержит: название, цель работы; описание методов определения функциональных свойств пищевых белков; результаты собственных исследований; выводы по работе.
Контрольные вопросы и защита работы
Пищевая и биологическая ценность белков.
Методы расчета биологической ценности белков.
Классификация пищевых белков (по Тихомировой).
Характеристика белков мясных продуктов
Характеристика белков молочных продуктов.
Характеристика белков зерновых культур.
Характеристика белков бобовых и масличных культур.
Характеристика белков овощных культур и фруктов.
Характеристика белков гидробионтов
Функциональные свойства белков.
Превращение белков в технологическом потоке.
Методы определения функциональных свойств белковых продуктов.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ПИЩЕВЫХ ЖИРОВ
Цель работы: ознакомиться с методами определения химических и физических чисел животных и растительных жиров. Дать сравнительный анализ качества, натуральности и биологической полноценности различных пищевых жиров.
Теоретические положения
По химическому строению липиды являются производными жирных кислот, спиртов, альдегидов, построенных с помощью сложноэфирной, простой эфирной, фосфоэфирной, гликозидной связей. В состав пищевых жиров входят, главным образом, триацилглицериды, диацилглицериды и моноацилглицериды. Жирнокислотный состав каждого из растительных масел и животных жиров имеет характерные особенности.
Каждое масло характеризуется специфическим коэффициентом преломления. Оно тем больше, чем выше ненасыщенность жирных кислот, входящих в его состав, и молекулярная масса.
Жиры и масла, особенно содержащие ненасыщенные жирные кислоты, легко окисляются кислородом воздуха. Первичными продуктами окисления являются гидроперекиси жирных кислот, поэтому данный процесс называют перекисным окислением жирных кислот. Процессы перекисного окисления липидов ненасыщенных жирных кислот происходят и в мембранах живых клеток. Первичные продукты перекисного окисления жирных кислот быстро превращаются в различные вторичные продукты, которые изменяют вкус и запах жиров. В этом заключается порча пищевых жиров. Чем больше ненасыщенных жирных кислот в масле, тем активнее идут процессы перекисного окисления. Подвержены окислительной порче растительные масла, жиросодержащие продукты растительного происхождения, а также сливочное масло и содержащие его продукты. Совокупность процессов, протекающих при порче жиров, получила название прогоркания (продукты становятся горькими и непрятными на вкус).
Окислительному прогорканию могут подвергаться липиды при хранении масличных семян, зерна, муки, крупы, отрубей. Причиной этого процесса является действие ферментов липоксигеназ.
Скорость окисления жиров снижается при понижении содержания кислорода, и увеличивается при повышении температуры, в присутствии влаги и при воздействии солнечного света. В результате порчи жиров в них накапливаются неприятные на вкус и запах и вредные для здоровья вещества, и жиры становятся не пригодными для употребления.
Большое влияние на скорость окисления оказывают антиоксиданты - вещества, препятствующие перекисному окислению жирных кислот. Растительные масла содержат наиболее эффективный природный антиоксидант витамин Е, препятствующий быстрому окислению полиненасыщенных жирных кислот.

Аппаратура, оборудование и материалы:
Приборы и оборудование – весы лабораторные, баня водяная для колб, электроплитка, встряхиватель, фотоэлектрокалориметр, рефрактометр, секундомер, термометр лабораторный с диапазоном измерения от 0 до 1000С и ценой деления 0,10С.
Реактивы и материалы – 0,2 моль/дм3 спиртовый раствор I2, 960 этанол, 0,1 моль/дм3 и 0,01 моль/дм3 тиосульфат натрия, 1 % раствор крахмала, дистиллированная вода, масло сливочное, растительной масло, свиной жир, говяжий жир, хлороформ, ледяная уксусная кислота, насыщенный раствор йодида калия, 1% спиртовый раствор фенолфталеина, 0,1 моль/дм3 КОН (NaOH), 10% КI, хлороформ, насыщенный раствор NaC1.
Посуда - колба коническая с притертой пробкой емк. 400 см3, колба коническая с притертыми пробками емк. 100 см3, бюретки емк. 25 и 50 см3 и ценой деления 0,1 см3, цилиндр емк. 200 см3, центрифужная пробирка градуированная емк. 10 см3 пипетка градуированная емк. 1 и 5 см3, микробюретка емк. 5 см3.

Порядок выполнения работы

1. Определение йодного числа молочного жира
Йодное число используется для характеристики степени непредельности жирных кислот жира.
Количественно йодное число выражается в граммах йода, присоединяющегося к 100 граммам жира.
Методы определения йодного числа основаны на способности непредельных жирных кислот присоединять йод.
Реакции, характеризующие процесс, описываются уравнениями:
I2 + HOH HI + HOI
Избыток йода оттитровывают тиосульфатом натрия:

I2 + 2Na2S2O3 2NaI = Na2S4O6
Для определения иодного числа молочного жира берут две конические колбы емк. по 400 см3 с притерными пробками. В одну отвешивают 0.2 – 0,3 г расплавленного и профильтрованного жира (опытная проба), другую оставляют пустой (контрольная проба). В колбы из бюретки добавляют по 20 см3 960 этанола. Опытную пробу нагревают на водяной бане с температурой 50 – 600С до получения однородной эмульсии.
Затем в обе колбы из бюретки вносят по 25 см3 0,2 н спиртового раствора йода и цилиндром – по 200 см3 дистиллированной воды. Содержимое перемешивают. Колбы закрывают пробками и выдерживают при комнатной температуре в течение 5 мин при постоянном несильном встряхивании.
Далее реакционную смесь в каждой колбе быстро (чтобы максимально связать избыток йода) титруют из бюретки раствором тиосульфата натрия до желтого окрашивания, после чего добавляют 1 см3 1% раствора крахмала. Смесь приобретает буро-фиолетовое окрашивание. Содержимое колбы вновь титруют раствором тиосульфата натрия, добавляя его покаплям до обесцвечивания.
Йодное число вычисляют по формуле [2.1]:
К = (Vк – Vo)*0,01269*100/m, (единиц),
[2.1]


где: К – йодное число, единицы; 1 единица соответствует 1 г йода, присоединяющегося к 100 г жира;
Vк – объем раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование контрольной пробы, см3;
Vo – объем раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование опытной пробы, см3;
m – масса жира, г;
0,01269 – масса йода, соответствующая 1 см3 раствора тиосульфата натрия с эквивалентной концентрацией 0,1 моль/дм3, г.

2. Определение оптического и йодного числа пищевых масел и жиров
Оптическое и йодное число пищевых масел и жиров рассчитывают по оптической плотности и показателю преломления. Показатель преломления – важнейшая характеристика липидов, отражающая их природу, чистоту, жирнокислотный состав. Определение показателя преломления (n) проводят на рефрактометре при температуре 500С (призму рефрактометра предварительно подогревают). Измерения проводят 2-3 раза. После чего определяют среднее значение. Ниже приведены величины показателей преломления некоторых пищевых масел и жиров.
Масла:
- подсолнечное 1,4736 – 1,4762;
- хлопковое 1,4722 – 1,4768;
- соевое 1,4722 – 1,4754;
- оливковое 1,4605 – 1,4787;
- кокосовое 1,4480 – 1,4500
Жиры:
- бараний 1,4566 – 1,4583;
- говожий 1,4510 – 1,4583;
- свиной 1,4580 – 1,4610;
- молочный 1,4530 – 1,4560

Оптическую плотность (D) определяют при температуре исследуемого образца 55-600С. Расплав жира предварительно фильтруют. Измерения на фотоэлектрокалориметре проводят при длине волны 450 нм по отношению к дистиллированной воде.
Оптическое число рассчитывают по формуле [2.2]:
О.Ч. = D50 + n50
[2.2]


Йодное число рассчитывают по формуле [2.3]:
Й.Ч. = О.Ч. * [К – 10*(О.Ч. – 1,7676)]
[2.3]

где: К – коэффициент пересчета, зависящий от оптического числа.

Интервал оптического числа (О.ч.)
К

Ниже 1,7500
1,7500 – 1,8400
1,8400 – 1,9300
1,9300 – 2,0200
2,0200 – 2,1100
19,80
20,20
20,65
21,20
21,60





Значения йодного числа для некоторых пищевых липидов:
Масла:
подсолнечное 125 – 145
соевое 120 – 140
хлопковое 102 – 117
оливковое 75 – 85
Жиры:
говяжий 32 – 47
бараний 35 – 40
свиной 46 – 66
молочный 28 - 45

3. Определение кислотного числа темных масел (солевой метод).
Особенностью метода является то, что растворитель жира не применяют. Для четкого разделения фаз вводят насыщенный нейтральный раствор хлористого натрия. Титрование проводят в присутствии спиртового раствора фенолфталеина. После связывания всех свободных жирных кислот избыточное количество щелочи переходит в раствор хлористого натрия и окрашивает его в розовый цвет.
В колбу емкостью 300 см3 вносят навеску масла массой около 10 г, взятых с погрешностью ±0,01 г, приливают цилиндром 50 – 60 см3 насыщенного раствора NаС1 и 0,5 см3 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Колбу закрывают пробкой и встряхивают, затем оттитровывают содержимое 0,1 н КОН. При титровании встряхивание повторяют каждый раз после прибавления 4 - 5 капель гидроксида калия до тех пор, пока не исчезнет окраска нижнего слоя жидкости. В процессе титрования окраска должна изменяться медленно, поэтому к концу титрования встряхивания учащают. Титрование заканчивают, когда в нижнем солевом слое появится устойчивое розовое окрашивание, не исчезающее в течение 30 с. Расчет кислотного числа аналогичны приведенному выше.
Предельно допустимые нормы кислотного числа отдельных масел и жиров (мг/г масла):
Подсолнечное масло:
рафинированное 0,4
нерафинированное в/с 1,5
нерафинированное I сорта 2,25
Соевое масло:
рафинированное 0,3
гидратированное I сорта 1,0
Кукурузное масло:
рафинированное 0,4
нерафинированное 5,0
Топленый пищевой жир (говяжий, бараний,
свиной, костный):
высшего сорта 1,2
I сорта 2,2
Сборные жиры (без указателя сорта) 3,5

4. Определение перекисного числа (по ГОСТ 2659385)
Согласно современной теории о механизме окисления жиров первичными продуктами окисления являются пероксиды, в результате дальнейших превращений которых образуются вторичные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны, кислоты с углеродной цепочкой различной длины, а также их производные, в частности продукты полимеризации. Скорость, направление и глубина окисления зависят от состава жиров и масел: с увеличением степени непредельности жирных кислот, входящих в состав глицеридов, скорость окисления возрастает. Окислительные процессы в жирах катализируются присутствием влаги, следов металлов, кислородом воздуха. Природные антиокислители (токоферолы), содержащиеся в маслах и жирах, затормаживают процессы окисления.
Накопление продуктов окисления в жирах ухудшает органолептические свойства и снижает их пищевое достоинство.
О содержании перекисных соединений в жире судят по перекисному числу, которое позволяет выявить окислительные процессы и появление продуктов порчи значительно раньше, чем это может быть установлено органолептически.
Перекисным числом называют количество граммов йода, выделенного из йодида калия перекисными соединениями, содержащимися в 100 г жира. Перекисное число определяют йодометрическим методом, основанным на окислении йодистого калия перекисями и гидроперекисями жира в растворе уксусной кислоты и хлороформа и титровании выделившегося йода раствором тиосульфата натрия.
Химизм метода может быть представлен следующей схемой:
СН3СООН + КI CH3COOK + HI;
RO2 + 2HI RO + H2O + I2;
I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6
Перекисное число свежего, пригодного для длительного хранения жира должно быть не более 0,03% йода. Испорченный жир имеет перекисное число свыше 0,1% йода.
Для определения перекисного числа в коническую колбу вместимостью 300 см3 вносят навеску, массу которой определяют в зависимости от предполагаемого значения перекисного числа (таблица 2.1).
Таблица 2.1. – Предполагаемое значение перекисного числа
Предполагаемое значение перекисного числа, ммоль/кг
Масса жира, г


От 0 до 6,0
Свыше 6,0 до 10
Свыше 10 до 15
Свыше 15 до 25
Свыше 25 до 40
5,0 – 2,0
2,0 – 1,2
1,2 – 0,6
0,6 – 0,5
0,5 – 0,3


Добавляют цилиндром 10 см3 хлороформа, после растворения жира приливают 15 см3 ледяной уксусной кислоты пипеткой с помощью груши и 1 см3 10%-ного раствора КI градуированной пипеткой. Колбу закрывают пробкой, перемешивают в течение 1 мин и оставляют в покое в темном месте на 5 мин. Далее приливают цилиндром 75 см3 дистиллированной воды, тщательно перемешивают и вносят 5 капель 1% крахмала. Оттитровывают выделяющийся йод 0,01 н Na2S2О3.
Расчет перекисного числа осуществляют по формуле [2.4]:

П.ч. = [(a – b)*K*0,001269*100]/M,
[2.4]


где: а - количество 0,01 н Na2S2O3, израсходованное на титрование выделившегося йода в контрольном опыте, см3;
b - количество 0,01 н Na2S2O3, израсходованное на титрование выделившегося йода в основном опыте, см3;
К - поправка к титру 0,01 н Na2S2O3;
0,001269количество йода, соответствующее 1 см3 0,01 н Na2S2O3, г;
М - навеска жира, г.

5. Определение температуры плавления животных жиров
Метод основан на определении температуры, при которой жир приобретает текучесть. Эта температура несколько выше, чем температура плавления, так как для приобретения текучести ненобходимы дополнительные затраты энергии на преодоление сил сцепления жира со стеклом капилляра.
Для нативных жиров, представляющих собой смесь различных триацилглицеридов, начало температуры плавления обычно отмечается в тот момент, когда жир начинает размягчаться, а конец плавления – момент перехода жира в прозрачную жидкость.
Для определения температуры плавления животного жира конец тонкого стеклянного капилляра диаметром 1 – 2 мм и длиной 3 – 4 см опускают в расплавленный жир, дав ему подняться примерно до половины. Затем с наружной стороны капилляр вытирают фильтровальной бумагой и помещают в холодильник при температуре 0 оС на 2 часа для полной кристаллизации триацилглицеридов.
После 2-х часовой выдержки капилляра с жиром в холодильнике его укрепляют с помощью резинового кольца на термометре (конец капилляра с жиром и ртутного шарика термометра). Термометр с капилляром опускают в пустую стеклянную пробирку, а пробирку в стакан с дистиллированной водой, стоящей на электрической плитке. Уровень воды должен быть выше капилляра с жиром. После этого включают плитку и медленно поднимают температуру воды (приблизительно на 1 оС в минуту), наблюдая за агрегатным состоянием жира. Температуру, при которой жир становится прозрачным или приобретает текучесть, считают температурой плавления.
Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется в тетради и содержит: название, цель работы; описание методов определения состава и свойств пищевых жиров; результаты собственных исследований; выводы по работе.
Контрольные вопросы и защита работы
Основные источники липидов. Классификация пищевых жиров
Основные компоненты сырого жира
Пищевая ценность пищевых жиров.
Биологическая ценность пищевых жиров.
Жирнокислотный состав масел и жиров.
Полиненасыщенные жирные кислоты. Источники
·-3 и
· -6 жирных кислот.
Фосфолипиды. Источники.
Холестерин. Источники.
Превращения липидов при производстве продуктов питания. Гидрогенизация. Применение и влияние на биологическую ценность пищевых жиров.
Превращения липидов при производстве продуктов питания. Переэтерификация. Применение и влияние на биологическую ценность пищевых жиров.
Методы определения химических и физических чисел животных жиров.
Методы определения химических и физических чисел растительных жиров.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕВОДНОГО СОСТАВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Цель работы: ознакомиться с методами определения массовой доли крахмала, декстринов и лактозы в углеводсодержащих продуктах питания и пищевом сырье.
Теоретические положения
Крахмал – резервный полисахарид со сложным строением. Он представляет собой смесь полимеров двух типов (линейной и разветвленной структуры), построенных из остатков D-глюкозы: амилозы и амилопектина. Их соотношение различно в разных видах крахмала (амилозы от 13 % до 30 %, а амилопектина от 70 % до 85 %).
Амилоза – линейный полимер, имеет молекулярную массу от 17 до 225 кДа и состоит остатков D-глюкозы, соединенных между собой
·-1,4-гликозидной связью. Амилоза в горячей воде образует истинные растворы.
Амилопектин – разветвленный полимер, имеет молекулярную массу до 100 000 кДа. Он отличается от амилозы тем, что имеет точки ветвления в положении 1 и 6. В связи с этим, остатки D-глюкозы связаны как
·-1,4, так и
·-1,6-гликозидной связью. Благодаря разветвленной структуре амилопектин сильно набухает, образуя вязкие коллоидные растворы.
Молекулы амилозы и линейные участки амилопектина спирализованы. Каждый виток состоит из 5 – 7 глюкозных остатков.
Гидролиз крахмалсодержащего сырья проводится двумя способами: кислотным и ферментативным. При гидролизе крахмала конечным продуктом гидролиза является глюкоза, а на промежуточных стадиях образуются декстрины, три- и тетрасахара и мальтоза. Варьируя продолжительность гидролиза и условия его проведения, можно получать в конечном продукте различные соотношения отдельных продуктов гидролиза.
Ферментативный гидролиз проходит под действием амилолитических ферментов – амиалаз. Амилазы бывают двух типов: эндо- и экзоамилазы.
К эндоамилазам относится (- амилаза и пуллуланаза.
(-Амилаза. (-Амилаза гидролизует внутримолекулярные (-1,4-гликозидные связи в крахмале. Действие (-амилазы на крахмал характеризуется быстрым снижением вязкости раствора и молекулярной массы олигосахаридов.
(-Амилазы условно делят на две группы: разжижающие и осахаривающие. К первым относят ферменты, расщепляющие в растворимом крахмале или амилозе не более 40 % гликозидных связей, ко вторым – расщепляющие до 60 % глюкозидных связей. (-Амилазы, действуя на целое крахмальное зерно, разрыхляет его поверхность и образует каналы и бороздки, т. е. как бы раскалывает зерно на части.
Пуллуланаза. Пуллуланаза гидролизует (-1,6-гликозидные связи в пуллулане, гликогене, амилопектине и предельных декстринах, образующихся при действии на амилопектин
·- и
·- амилаз. Основной продукт расщепления – мальтотриоза. Пуллуланаза наряду с другими амилолитическими ферментами применяется в технологии сахаристых продуктов, получаемых из крахмала.
К экзоамилазам относится (- амилаза, глюкоамилаза и
·-глюкозидаза, которые атакуют субстрат с нередуцирующего конца.
(- амилаза. От ветвей амилопектина
·-амилаза отщепляется по 10 – 12 мальтозных остатков. Гидролиз амилопектина проходит по (-1,4-гликозидной связи до предпоследней связи, граничащей с точкой ветвления. Минимальный расщепляемый фрагмент – Г4. Нерасщепленные фрагменты амилопектина носят название (-предельных декстринов.
(-амилазу продуцируют высшие растения, микроорганизмы. Фермент содержится в непроросшем зерне и солоде злаковых культур. Солод злаков долгое время был единственным источником (-амилазы.
Осахаривающая способность (-амилазы существенно увеличивается при сочетании с (-амилазой. Комплекс этих ферментов позволяет расщеплять крахмал на 94-96% до мальтозы.
Клейстеризованный крахмал гидролизуется
·-амилазой до мальтозы с образованием не окрашиваемых йодом продуктов – в основном низкомолекулярных декстринов.
Глюкоамилаза. Отличительной особенностью глюкоамилаз является способность в десятки раз быстрее гидролизовать высокополимеризованный субстрат, чем олиго- и дисахариды. На практике предпочитают использовать глюкоамилазы, продуцируемые микроскопическими грибами для осахаривания частично декстринизированного крахмала. Глюкоамилаза расщепляет (-1,4, (-1,6 и (-1,3-гликозидные связи, но с наибольшей скоростью (-1,4 связи.
(-Глюкозидаза, часто называемая мальтазой , гидролизует (-1,4-гликозидные связи на нередуцирующем конце (-1,4-глюканов,отщепляя глюкозу в (-форме. Мальтаза предпочительнее гидролизует низкомолекулярные субстраты (мальтозу, мальтоолигосахариды, сахарозу, амилодекстрины, амилозу и т. д.).
Процесс расщепления крахмала хорошо прослеживается по реакции продуктов гидролиза с йодом. Синяя окраска характерна для амилодекстринов, содержащих не менее 45 глюкозидных единиц (Г45), пурпурная – для дестринов Г35 – Г40, красная для эритродекстринов Г20 – Г30, коричневая – для декстринов Г12 – Г15, ахродекстрины имеют величину не более 12 глюкозидных единиц и не окрашиваются йодом.
Крахмал на 96,1 – 97,7 % состоит из полисахаридов, образующих при полном гидролизе глюкозу. Поэтому существующие методы количественного определения крахмала основываются на использовании различных свойств глюкозы: ее редуцирующей способности, оптической активности и др. Для определения глюкозы и продуктов гидролиза крахмала чаще всего используют следующие методы анализа: поляриметрические, колориметрические, гравиметрические и химические. В крахмало-паточной, бродильной и др. отраслях пищевой промышленности получили распространение поляриметрические методы. Для определения содержания крахмала в растительном сырье этими методами необходимо преварительно перевести его в растворимое состояние и гидролизовать, что достигатся обработкой исследуемого объекта либо соляной кислотой (метод Эврса, Линтнера, Архиповича), либо хлоридом кальция. С целью удаления сопутствующих веществ (в основном белков), мешающих определению, и для осветления полученного гидролизата раствор обрабатывают реактивом-осадителем: фосфорно-вольфрамовой кислотой, пикриловой кислотой, молибдатом аммония. Полученный прозрачный раствор поляризуют.
Метод Эверса – основной стандартный метод определения массовой доли крахмала при оценке качества зерна и продуктов его переработки.
В молочном сырье находится единственный в природе дисахарид животного происхождения – лактоза. Поскольку этот углевод обладает редуцирующими свойствами, то его можно определить йодометрическим методом. Метод основан на способности лактозы окисляться йодом в щелочной среде с образованием лактобионовой кислоты. Для анализа используют безбелковый фильтрат.
Реакции, характеризующие процесс окисления лактозы, описываются уравнениями:
3I2 + 6NaOH 5NaI + NaIO3 + 3H2O [3.1]
NaIO3 NaI + 3[O] [3.2]
Под действие атомарного кислорода альдегидная группа лактозы окисляется и в результате образуется лактобионовая кислота.
Общее содержание йода в реакции уменьшается до тех пор, пока не закончится окисление всех альдегидных групп лактозы. Непрореагировавший йод выделяют путем добавления соляной кислоты, которая нейтрализует гидроксид кальция. Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии крахмала:
I2 + 2Na2S2O3 2NaI + Na2S4O6 [3.3]
По количеству йода, принявшего участие в реакции окисления углеводов, рассчитывают их массовую долю.

Аппаратура, оборудование и материалы:
Приборы и оборудование – весы лабораторные, баня водяная для колб, электроплитка, магнитная мешалка, фотоэлектрокалориметр или спектрофотометр, сушильный шкаф, термометр лабораторный с диапазоном измерения от 0 до 1000С и ценой деления 0,10С.
Реактивы и материалы – 1%-й крахмал, 0,1 н йод, 0,005 н йод, 0,1 н тиосульфат натрия, 0,1 н NaOH, 25 % НС1, 0,5 н НС1, 0,31 н НС1, 2,5 % молибдат аммония, дистиллированная вода, мука пшеничная 100 г, мука рисовая 100 г, мука ржаная 100 г, мука гречишная 100 г, молоко цельное 500 см3, молоко низколактозное 500 см3, фильтры бумажные.
Посуда – химический стакан вместимостью 300 см3 (по 1 шт. на бригаду), химическая коническая вместимостью 300 см3 (по 2 шт. на бригаду), колба химическая коническая колба вместимостью 300 см3 с притертой пробкой (по 2 шт. на бригаду), стакан вместимостью 50 см3 (по 1 шт. на бригаду), колба мерная вместимостью 100 см3 и 250 см3 (по 2 шт. на бригаду), бюретки стеклянные на 25 см3 с ценой деления 0,1 см3, пипетки стеклянные на 50 см3 и 10 см3 (по 1 шт. на каждую бригаду), пипетки стеклянные с делениями на 5 см3 (по 3 шт. на каждую бригаду), пипетки стеклянные на 2 см3 (по 2 шт. на каждую бригаду), алюминиевые бюксы с крышкой (по 3 шт. на каждый вид продукта), воронка (по 2 шт. на бригаду), мерный цилиндр на 100 – 200 см3.

Порядок выполнения работы
1. Определение массовой доли крахмала методом Эверса.
1.1. Определить массовую долю влаги исследуемого продукта ускоренным методом высушивания при температуре 140 – 145 оС в течение 40 мин. Массовую долю влаги рассчитать по формуле [3.4]:
W = 13 EMBED Equation.3 1415,
[3.4]

где: m – масса образца до высушивания, г;
m1 – масса образца после высушивания, г.
1.2. Определить массовую долю крахмала
В сухую мерную колбу вместимостью 100 см3 вносят из бюретки 25 см3 0,31 н НС1 и добавляют через воронку при постоянном перемешивании (взбалтывании) навеску исследуемого продукта массой 5 г, взвешенную с погрешностью ±0,01 г. Когда исследуемый объект будет полностью суспендирован, промывают воронку и горлышко колбы новой порцией 0,31 н НС1 в количестве 25 см3. Колбу при постоянном перемешивании опускают в кипящую водяную баню и взбалтывают в течение 3 мин. Нагрев на бане продолжают еще 12 мин. По истечение 15 мин с момента погружения колбы в баню ее вынимают, вливают цилиндром 40 см3 холодной дистиллированной воды и быстро охлаждают под краном до 20 оС.
Для осаждения белков и осветления раствора в колбу приливают цилиндром реактив-осадитель 2,5 % молибдат аммония в количестве 6 см3. через 5 мин содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки, взбалтывают и фильтруют через складчатый фильтр в сухую колбу. Первые порции фильтрата (до 10 см3) не используют. Прозрачным фильтратом с температурой 20 оС наполняют поляризационную трубку длиной 200 мм и измеряют угол вращения плоскости поляризации на сахариметре.
Параллельно проводят контрольный опыт для внесения поправки на оптически активные водорастворимые вещества, не осаждаемые реактивом-осадителем и находящиеся в растворе (преимущественно углеводы).
Выполнение контрольного опыта. Отвешивают 5 г продукта, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют цилиндром 70 см3 воды и взбалтывают в течение 15 мин. Затем смывают горлышко колбы 10 см3 дистиллированной водой, осветляют реактивом-осадителем, используемым в основном опыте. Взбалтывают в течение 5 мин, доводят содержимое колбы до метки дистиллированной водой, перемешивают и 13 EMBED Equation.3 1415фильтруют.
Отбирают пипеткой 50 см3 фильтрата, переносят в мерную колбу на 100 см3, добавляют 2 см3 25 % НС1, выдерживают 15 мин на кипящей водяной бане, охлаждают до 20 оС и поляризуют в трубке длиной 2 дм на сахариметре.
Содержание крахмала рассчитывают по формуле [3.5]:
С = 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415,
[3.5]

где: С – массовая доля крахмала, % на сухие вещества;

·оп – величина угла поворота плоскости поляризации, полученная оптически активными веществами в основном опыте, град. сахариметра;

·к – величина угла поворота плоскости поляризации, осуществляемая водорастворимыми оптически активными веществами в контрольно опыте, град. сахариметра;
(
·оп –
·к) – величина угла поворота плоскости поляризации, полученная растворенным крахмалом навески, град. сахариметра;
m – масса продукта, взятого для анализа, г;
l – длина поляризационной трубки, мм;
[
·]D20 – удельная вращательная способность крахмала исследуемого продукта, град;
W – массовая доля влаги исследуемого продукта, %.
При взятой для анализа навеске массой m =5 г и длине поляризационной трубки l= 2 дм формула приобретает вид [3.6]:
13 EMBED Equation.3 1415
[3.6]

где: А – коэффициент Эверса, равный 13 EMBED Equation.3 1415.
Обычно при расчете массовой доли крахмала пользуются таблицей 3.1, в которой даны величины удельной вращательной способности [
·]D20 и коэффициента Эверса (F) для основных видов крахмала.
Таблица 3.1. – Значения коэффициента Эверса для разных видов крахмала

Крахмал
[
·]D20
F

Рисовый
185,9
1,886

Пшеничный
182,7
1,898

Кукурузный
184,6
1,879

Картофельный
194,5
1,775

Ржаной
184,0
1,885

Ячменный
181,5
1,912

Овсяной
181,3
1,914

2. Определение массовой доли декстринов (метод М. П. Попова и Е. Ф. Шаненко)
Метод предложен для определения декстринов в объектах крупяной и комбикормовой, мукомольной и хлебопекарной промышленности.
2.1. Определить массовую долю влаги исследуемого продукта ускоренным методом высушивания при температуре 140 – 145 оС в течение 40 мин. Массовую долю влаги рассчитать по формуле [3.4].
2.2. Определить массовую долю амилозы и декстринов
Для определения массовой доли амилозы (СА) и декстринов (СD) зерна измельчают на лабораторной мельнице или 2 г продукта (проход через сито 1 мм) взвешивают с погрешностью до 0,01 г, количественно переносят в стакан механической мешалки, добавляют 200 см3 дистиллированной воды и экстрагируют в течение 5 мин при интенсивном перемешивании (3000 с-1). Смесь фильтруют. В фильтрате определяют содержание декстринов. Для этого в химический стакан вместимостью 50 см3 переносят пипеткой 5 см3 фильтрата, добавляют 5 см3 0,005 н йода и определяют оптическую плотность полученного раствора на фотоэлектроколориметре или спектрофотометре при длинах волн 660 нм и 530 нм (кювета с толщиной слоя раствора 5 мм).
Содержание декстринов и амилозы в растворе вычисляют по эмпирическим формулам:
13 EMBED Equation.3 1415
[3.7]

13 EMBED Equation.3 1415
[3.8]

где: СА – концентрация амилозы в растворе, мг/мл;
СD – концентрация декстринов в растворе, мг/мл;
D660 и D530 – оптические плотности раствора при длине волны 660 и
530 нм.
Определим массовую долю амилозы и декстринов в пересчете на сухое вещество продукта (в %):
13 EMBED Equation.3 1415
[3.9]

13 EMBED Equation.3 1415
[3.10]

где: А – массовая доля амилозы в пересчете на сухие вещества, %;
D – массовая доля декстринов в пересчете на сухие вещества, %;
W – массовая доля влаги в продукте, %.

3. Определение лактозы йодометрическим методом
В химический стаканчик отвешивают 10 г молока и переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3. Стаканчик ополаскивают дистиллированной водой и выливают в ту же колбу, добавляют воду до половины колбы и перемешивают. Для осаждения белков и жира в колбу приливают 5 см3 раствора сульфата меди и 2 см3 0,1 н раствора гидроксида натрия, перемешивая после добавления каждого раствора. Колбу доливают дистиллированной водой до метки и снова тщательно перемешивают.
Содержимое колбы оставляют в покое на 20 – 30 мин, затем фильтруют через сухой фильтр в сухую колбу вместимостью 300 см3. К 25 см3 фильтрата (что соответствует 1 г молока), отмеренного пипеткой в коническую колбу с притертой или резиновой пробкой, добавляют 25 см3 0,1 н йода и постепенно при непрерывном помешивании приливают 37,5 см3 0,1 н гидроксида натрия. Закрыв колбу пробкой, оставляют на 20 мин в темноте. Затем в колбу добавляют 8 см3 0,5 н соляной кислоты и выделившийся йод титруют 0,1 н тиосульфата натрия в присутствии 1%-го крахмала. Титрование сначала ведут без индикатора до получения светло-желтой окраски. После чего добавляют 1 см3 1%-го крахмала и продолжают титровать до момента, когда с одной капли раствора тиосульфата натрия исчезнет синяя окраска раствора.
Холостую пробу ставят следующим образом: к 25 см3 0,1 н йода добавляют постепенно при непрерывном перемешивании 37,5 см3 0,1 н гидроксида натрия. Закрыв колбу пробкой, оставляют в покое на 20 мин в темноте. Затем добавляют 8 см3 0,5 н соляной кислоты и титруют выделившийся йод 0,1 н тиосульфата натрия в присутствии 1 см3 1%-го крахмала, как указано выше. Содержание лактозы Л (в %) определяют по формуле [3.11]:
Л =1,75 (а – б),
[3.6]


где: а – количество 0,1 н тиосульфата натрия, пошедшее на титрование йода, выделившегося в холостой пробе, см3;
б – количество 0,1 н тиосульфата натрия, пошедшее на титрование выделившегося йода при определении в фильтрате молока, см3.
Расхождение между параллельными определениями лактозы не должно быть более 0,2%.
Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется в тетради и содержит: название, цель работы; описание методов определения массовой доли крахмала и декстринов в углеводсодержащем сырье или пищевых продуктах; описание йодометрического метода определения лактозы; результаты собственных исследований; выводы по работе.
Результаты анализов по определению массовой додли крахмала методом Эверса оформить в виде таблицы 3.2, а определение массовой доли декстринов методом М. П. Попова и Е. Ф. Шаненко в виде таблицы 3.3.
Таблица 3.2. – Результаты анализов по определению массовой доли крахмала методом Эверса

Наименование показателя
Значение

Величина угла поворота поляризации в основном опыте

·оп =

Величина угла поворота поляризации в контрольном опыте

·к =

Величина угла поворота поляризации, полученная гидролизованным крахмалом навески
(
·оп –
·к) =

Коэффициент Эверса
F =

Массовая доля влаги в исследуемом продукте
W =


Таблица 3.3. – Результаты анализов по определению массовой доли декстринов

Наименование показателя
Значение

Величина оптической плотности раствора при длине волны 660 нм (D660)


Величина оптической плотности раствора при длине волны 530 нм (D530)


Концентрация амилозы в растворе (СА)


Концентрация декстринов в растворе (СD)


Массовая доля влаги в продукте (W)


Массовая доля амилозы в пересчете на сухие вещества продукта, % (А)


Массовая доля декстринов в пересчете на сухие вещества продукта, % (D)



Контрольные вопросы и защита работы
Классификация углеводов пищевых продуктов.
Химический состав и свойства моносахаридов.
Химический состав и свойства дисахаридов.
Химический состав и свойства усвояемых гомополисахаридов.
Пищевые волокна и их роль в организме.
Функционально-технологические свойства углеводов.
Превращения углеводов в технологическом потоке. Клейстеризация крахмала.
Превращения углеводов в технологическом потоке. Меланоидинообразование и карамелизация.
Основные методы определения массовой доли крахмала в продуктах.
Сущность йодометрического метода определения лактозы.
Сущность метода Эверса по определению массовой доли крахмала
Сущность метода определения массовой доли амилозы и декстринов.



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АМИЛОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ

Цель работы: освоить метод определения амилолитической активность ферментных препаратов.
Теоретическое положение
Ферменты являются веществами белковой природы, поэтому в смеси с другими белками определить их количество невозможно. Наличие определенного фермента в данном препарате может быть установлено по результатам той реакции, которую катализирует фермент, т. е. по количеству образовавшихся продуктов реакции или уменьшению исходного субстрата. В количественном выражении условно активность фермента определяется по начальной скорости ферментативной реакции. Начальная скорость зависит от многих факторов, наиболее важные из них - температура, концентрация субстрата, рН реакционной смеси и время от начала реакции. Поэтому по предложению Комиссии по ферментам Международного биохимического союза были приняты правила определения активностей препаратов и их выражения в единицах активности.
Стандартная единица активности. Эта величина для любого фермента обозначает то его количество, которое катализирует превращение 1 микромоля субстрата в минуту (мкмоль/мин) при заданных регламентированных условиях. На русском и немецком языках эта единица обозначается буквой Е, на английском, французском, итальянском и испанском языках - U. Часто количество субстрата нельзя выразить числом микромолей, т.к. точно не известна масса молекулы, например, при действии на белок, крахмал, пектин, целлюлозу. В этих случаях определяют микроэквивалент затронутых реакцией групп. Так, при гидролизе белка учитывают не число прогидролизированных молекул, а число образовавшихся свободных карбоксильных и аминных групп, т.е. число расщепленных пептидных связей; при гидролизе крахмала и полисахаридов – число прогидролизованных глюкозидных связей и т.д. Если количество прореагировавшего субстрата очень мало или велико, допускается выражение результатов в миллиединицах (мЕ или мU) и килоединицах (кЕ и кU).
В связи с введением Международной системы единиц (СИ) предложено новое определение ферментной единицы катал (кат, kat); 1 кат – каталитическая активность, способная осуществлять реакцию со скоростью, равной 1 молю в 1с (1 моль/с). Отношение международной единицы (Е) к каталу можно выразить следующим образом: 1 кат = 1 моль *с-1 = 60 моль*мин-1 = 60*106 мкмоль*мин-1 = 6*107 Е; или 1 Е = 1 мкмоль*мин-1 = (1/60) мкмоль*с-1 = (1/60) мккат = 16,67 нкат. Таким образом, 1 Е фермента соответствует 16,67 нкат.
Комиссия по ферментам рекомендовала придерживаться определенных условий при установлении активности фермента: проведение измерения единиц фермента при 30° С и определять активность по начальной скорости реакции, когда концентрация субстрата достаточна для насыщения фермента и соответствует кинетике реакции нулевого порядка. Концентрации субстрата, фермента и рН выбирают оптимальными для данного фермента.
Амилолитическая активность характеризует способность амилолитических ферментов катализировать гидролиз крахмала до декстринов различной молекулярной массы и выражается числом единиц указанных ферментов в 1 г препарата.
За единицу активности амилолитических ферментов (АС) принято такое количество ферментов, которые в строго определенных условиях температуры, рН и времени действия, катализируют до декстринов различной молекулярной массы 1 г растворимого крахмала, что составляет 30% от введенного в реакцию.
Аппаратура, оборудование и материалы:
Приборы и оборудование – ультратермостат, фотоэлектрокалориметр, весы аналитические, магнитная мешалка, плитка, водяная баня.
Реактивы и материалы – ацетатный буферный раствор рН 4,7; 01н НС1; 0,2 н НС1, 0,1 н НС1; 0,5 М NaCO3; амилолитические ферментные препараты, дистиллированная вода; крахмал, 1%- крахмал; 1 н уксусная кислота; 1 н уксуснокислый натрий; основной раствор йода; бумажные фильтры;
Посуда – пробирки, химические стаканы емк. 50 см3, мерные колбы емкостью 100 см3 , мерный цилиндр 50 см3, на мерные колбы емкостью 100 см3 , стеклянные палочки, пипетки на 2 см3, 5 см3,10 см3.

Порядок выполнения работы
Сущность метода. Метод основан на гидролизе крахмала ферментами амилолитического комплекса до декстринов различной молекулярной массы.
Ход работы:
1. Приготовление 1%-го раствора крахмала (субстрата)
1 г крахмала с помещают в мерную колбу на 100 см3, добавляют 25 см3 воды и перемешивают. Затем добавляют в колбу еще 25 см3 воды, помещают колбу с содержимым в кипящую водяную баню, непрерывно перемешивая до полного растворения крахмала. Затем содержимое колбы охлаждают, добавляя 10 см3 ацетатного буферного раствора рН 4,7, объем жидкости доводят до метки дистиллированной водой и содержимое колбы перемешивают. Раствор крахмала готовят в день проведения анализа.
2. Приготовление рабочего раствора йода
2 см3 основного раствора йода развести 0,1 н НС1 в мерной колбе на 100см3.
3. Приготовление основного раствора из ферментных препаратов
0,1 г исследуемого препарата взвешивают в стаканчике емкостью 25 – 30 см3. Навеску тщательно растирают стеклянной палочкой с небольшим количеством воды, количественно переносят в мерную колбу на 100 см3 , доводят дистиллированной водой до метки, перемешивают и при необходимости фильтруют.
4. Приготовление рабочего раствора ферментного препарата
Рабочий раствор фермента готовят из основного раствора, разбавляя его так, чтобы в 5 см3 рабочего раствора содержалось такое количество фермента, которое обеспечивает в принятых условиях гидролиза от 20 до 70 %. Для этого берут различное количество основного раствора, в зависимости от активности исследуемого препарата, и разбавляют водой до 50 см3 (при испытании препарата с активностью от 80 до 700 ед/г) и до 200 см3 (при активности от 700 ед/г и выше).
Количество основного раствора препарата, которое необходимо взять для приготовления рабочего раствора фермента, находят по таблице 4.1.
Таблица 4.1. Приготовление основного раствора ферментного препарата
Амилолитическая активность (АС) препарата, ед/г (предполагаемая)
Количество препарата в 5 см3 рабочего раствора, мг(п)
Количество основного раствора, необходимое для вторичного разбавления, см3
Общий объем разбавленного раствора, см3мл

От 20 до 80
5,0
50,0
50,0

Св. 80 до 150
2,0
20,0
50,0

Св. 150 до 300
1,0
10,0
50,0

Св. 300 до 700
0,5
5,0
50,0

Св. 700 до 1200
0,25
10,0
200,0

Св. 1200 до 2500
0,125
5,0
200,0

Св. 2500 до 5000
0,05
2,0
200,0


5. Определение амилолитической активности фермента
Для проведения испытания берут две пробирки, наливают в каждую по 10 см3 1% крахмала и ставят в ультратермостат или водяную баню при (30±0,2)°С на 5-10 мин. Затем, не вынимая пробирок из термостата, наливают в первую пробирку 5 см3 дистиллированной воды (контрольная), а во вторую – 5 см3 ферментного раствора (опытная). Смеси быстро перемешивают и выдерживают в ультратермостате в течение 10 мин (по секундомеру).
Через 10 мин из реакционных смесей (контрольного и опытного растворов) отбирают по 0,5 см3 раствора и переносят каждый в одну из колб с предварительно налитым 50 см3 рабочего раствора йода. Содержимое колб перемешивают.
Полученные растворы приобретают следующую окраску:
Контрольный раствор – синий цвет, опытный раствор – фиолетовую окраску различной интенсивности в зависимости от количества непрогидролизованного крахмала.
Непосредственно после смешивания растворов фотоэлектроколориметром определяют их оптическую плотность с максимумом светопропускания при
· = 656 нм, пользуясь кюветами с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм. Контрольным раствором при колориметрировании исследуемых растворов является дистиллированная вода.
Оптическая плотность контрольного раствора (D1) соответствует количеству исходного крахмала-субстрата. Оптическая плотность опытного раствора (D2) соответствует количеству крахмала, оставшегося после действия фермента.
Разница между показателями оптических плотностей растворов соответствует прогидролизованному количеству крахмала-субстрата.
Количество прогидролизованного крахмала (С) в граммах определяют по формуле [4.1]:
13 EMBED Equation.3 1415,
[4.1]

где: D1 – оптическая плотность контрольного раствора;
D2 – оптическая плотность опытного раствора;
0,1 – количество крахмала, взятое для испытания в качестве субстрата, г.

Если количество прогидролизованного крахмала меньше 0,02 г или больше 0,07 г, то испытание повторяют. При приготовлении рабочего раствора фермента берут большее или меньшее количество исходного раствора для разбавления.
Если в результате ферментативной реакции количество превращенного крахмала находится в указанных пределах, полученные данные используют для расчета амилолитической активности.
Амилолитическую активность в ед/г препаратов бактериального происхождения (АС) определяют по формуле [4.2]:
13 EMBED Equation.3 1415,
[4.2]

1000 – коэффициент пересчета милиграмма в грамм;
5,885; 0,001671– коэффициенты расчетного уравнения, полученные при математической обработке экспериментальных данных зависимости количества прогидролизованного крахмала от количества фермента, взятого для испытания.

Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется в тетради и содержит: название, цель работы; описание метода определения амилолитической активности фермента; результаты собственных исследований вывод по работе.
Контрольные вопросы и защита работы
Классификация ферментов, их функции.
Основные типы специфичности ферментов.
3. Механизм действия ферментов.
4. Сущность метода определения амилолитической активности ферментов.
5. Характеристика амилолитических ферментов
6. Применение амилолитических ферментов в пищевой промышленности.


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОТЕОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ МОДИФИЦИРОВАННЫМ МЕТОДОМ АНСОНА

Цель работы: освоить метод определения протеолитической активности ферментных препаратов.
Теоретическое положение
Для выражения активности в практической работе с ферментами часто пользуются производными понятиями удельной и молярной активности.
Удельную активность фермента принято выражать числом единиц ферментативной активности на 1 мг белка (или числом каталов на 1 кг активного белка). Число молекул субстрата, подвергающихся превращению одной молекулой фермента в секунду, принято называть числом оборотов, или молярной активностью (молярная каталитическая активность выражается в каталах на 1 г-моль фермента).
Если фермент содержит характерную простетическую группу или несколько каталитических центров, которые поддаются измерению, его активность можно выразить в величинах активности каталитического центра. Такая активность будет соответствовать молекулярной активности, если молекула фермента имеет один активный центр; если же число каталитических центров n, то активность одного центра будет в n раз меньше молекулярной.
Активность условного препарата. В технологии ферментов помимо общепринятых понятий об активности ферментных препаратов принято пользоваться понятием активности условного ферментного препарата. Это необходимо для оценки работы предприятия, сравнения его с другими аналогичными заводами, т. е. для сопоставления показателей по всем видам выпускаемой продукции. Для осуществления этого пересчета предполагают, что предприятие выпускает товарную продукцию в виде стандартного препарата с точно определенной активностью, измеряемой по основному ферменту в стандартных единицах в препарате на единицу массы препарата. Активность основного фермента в таком стандартном условном препарате устанавливается нормативами и называется активностью условного препарата.
За 1 усл.т ферментного препарата принимается 1 т препарата со стандартной активностью. Для пересчета выработанной товарной продукции в условные тонны можно пользоваться формулой [5.1]:
Qусл = Qтов*Аф/Аусл,
[5.1]

где: Qусл – количество условного препарата, т;
Qтов – количество товарного препарата, т;
Аф – фактическая активность товарного препарата, ед/г;
Аусл – активность условного препарата, ед/г.

Протеолитическая активность (ПС) характеризует способность ферментов катализировать расщепление белка до пептидов и аминокислот и выражается числом единиц протеазы в 1 г препарата.
За единицу протеолитической активности (ПС) принимают такое количество фермента, которое за 1 мин при 30°С превращают в неосаждаемое трихлоруксусной кислотой состояние казеинат натрия в количестве, соответствующем 1 мкмолю тирозина (1 мкмоль тирозина равен 0,181 мг); активность выражается в ед/г.
Определение протеолитической активности модифицированным методом Ансона (по ГОСТ 20264.2) основано на гидролизе белка казеината натрия препаратом фермента, находящимся в исследуемом растворе, с последующей инактивацией фермента и осаждением непрогидролизованного белка трихлоруксусной кислотой (ТХУ). Активность бактериальных протеиназ определяют при следующих значениях рН: 2,5 ± 0,2 – кислые протеиназы; 7,2 ± 0,2 –нейтральные протеиназы; 9,5 ± 0,2 –щелочные протеиназы.
Аппаратура, оборудование и материалы:
Приборы и оборудование – ультратермостат, фотоэлектрокалориметр, весы аналитические, магнитная мешалка, плитка, водяная баня.
Реактивы и материалы –0,01 М, 0,1 и 0,5 М универсальный буферный раствор; 0,3 М раствор ТХУ; 1н НС1; 0,2 н НС1; 0,5 М NaCO3; реактив Фолина (1:2); протеолитические ферментные препараты (пепсин, панкреатин, сычужный фермент), тирозин, казеинат натрия, 1 н уксусная кислота; 1 н уксуснокислый натрий; бумажные фильтры;
Посуда – пробирки, химические стаканы емк. 100 см3, мерные колбы емкостью 50 см3 , мерные колбы емкостью 100 см3 , стеклянные палочки, воронки

Порядок выполнения работы:
1. Приготовление раствора ферментного препарата
А. Для кислых протеиназ (рН реакционной смеси 2,5±0,2).
0,5 г исследуемого препарата отвешивают на аналитических весах, тщательно растирают в стаканчике стеклянной палочкой с небольшим количеством 0,1 М универсального буферного раствора рН 2,5. Затем количественно переносят в мерную колбу на 50 см3 и доводят этим же универсальным буферным раствором объем жидкости до метки. Последующие разведения производят 0,1 М универсальным буферным раствором рН 2,5.
Б. Для кислых протеиназ (рН реакционной смеси 5,5±0,2).
0,05-0,5 г исследуемого препарата отвешивают на аналитических весах, тщательно растирают в стаканчике стеклянной палочкой с небольшим количеством 0,1 М универсального буферного раствора рН 5,5. Затем раствор переносят в мерную колбу емкостью 50 см3 и доводят объем раствора до метки 0,1 М универсальным буферным раствором с рН 5,5.
В. Для нейтральных протеиназ (рН реакционной смеси 7,2±0,2).
0,05-0,5 г исследуемого препарата тщательно растирают в стаканчике стеклянной палочкой с небольшим количеством 0,1 М универсального буферного раствора рН 7,2. Затем раствор переносят в мерную колбу емкостью 50 см3 и доводят объем раствора до метки 0,1 М универсальным буферным раствором с рН 7,2. Последующие разведения производят 0,1 М универсальным буферным раствором рН 7,2.
Г. Для щелочных протеиназ (рН реакционной смеси 9,5±0,2).
0,05-0,5 г исследуемого препарата тщательно растирают в стаканчике стеклянной палочкой с небольшим количеством 0,1 М универсального буферного раствора рН 9,5. Затем раствор переносят в мерную колбу емкостью 50 см3 и доводят объем раствора до метки 0,1 М универсальным буферным раствором с рН 9,5. Последующие разведения производят 0,1 М универсальным буферным раствором рН 9,5.
2. Приготовление 2%-го раствора казеината натрия (субстрат)
А. Для кислых протеиназ (рН 2,5).
2 г сухого казеината натрия растворяют в 90 мл 0,01 М буферного раствора с рН 5,5. Затем раствор доводят до рН 2,5 добавлением 3,0-3,5 см3 1 н НС1.
При подкислении раствора казеината натрия соляной кислотой ниже рН 5,1 наблюдается некоторое помутнение раствора (образование мелких хлопьев), а при рН 4,5 отмечается выпадение крупных хлопьев и резкое разделение раствора на две фазы – осадок и растворитель.
При подкислении раствора казеината натрия соляной кислотой до рН 3,1-3,2 происходит постепенное растворение хлопьев, а при рН 3,00-3,05 опять получается однородный раствор, вид которого не меняется при дальнейшем добавлении кислоты до рН 2,5 и ниже.
Добавление соляной кислоты (до рН 3,0) следует производить быстро, при интенсивном перемешивании раствора. При дальнейшем подкислении раствора до рН 2,5 кислота вносится по каплям.
Затем раствор переносят в мерную колбу емкостью на 100 см3 и доводят объем до метки 0,1 М универсальным буферным раствором с рН 2,5.
Б. Для кислых протеиназ (рН 5,5).
2 г сухого казеината натрия растворяют в 90 см3 0,1 М универсального буферного раствора с рН 5,5, после чего раствор доводят до рН 5,5 добавлением нескольких капель 1 н НС1. Затем раствор переносят в мерную колбу на 100 см3 и доводят объем раствора до метки 0,1 М универсальным буферным раствором с рН 5,5.
В. Для нейтральных протеиназ (рН 7,2).
2 г сухого казеината натрия растворяют в 90 см3 0,1 М универсального буферного раствора с рН 7,2. Если рН полученного раствора ниже 7,2, то добавляют по каплям 1 н NaOH до получения раствора с рН 7,2. Затем раствор переносят в мерную колбу емкостью на 100 см3 и объем раствора доводят до метки этим же буфером.
Г. Для щелочных протеиназ (рН9,5).
2 г сухого казеината натрия растворяют в 90 см3 0,1 М универсального буферного раствора с рН 9,5 и рН раствора доводят 1 н NaOH до 9,5. Затем раствор переносят в мерную колбу емкостью на 100 см3 и объем раствора доводят до метки этим же буфером.
Для сокращения времени растворения казеината натрия раствор готовят при нагревании до 70° С на магнитной мешалке.
Срок хранения 2%-го раствора казеината натрия не более 2 суток (в холодильнике).

3. Определение протеолитической активности фермента
2 см3 субстрата вливают в пробирку и помещают в ультратермостат при 30°С. Через 10 мин в пробирку приливают 2 см3 раствора фермента, пробирку встряхивают и оставляют на 10 мин при 30°С для проведения процесса гидролиза.
Через 10 мин добавляют в пробирку 4 см3 0,3 М раствора ТХУ, чтобы прервать ферментативную реакцию и осадить белок и высокомолекулярные продукты гидролиза. Быстро перемешивают смесь и для обеспечения полного осаждения выдерживают пробирку со смесью при 30°С еще 20 мин. Затем фильтруют через маленькую воронку с бумажным фильтром в сухую пробирку. Фильтрат должен быть совершенно прозрачным. Затем отбирают в пробирку 1 мл фильтрата, добавляют 5см3 0,5 М раствора углекислого натрия, перемешивают и быстро при непрерывном перемешивании приливают 1 см3 рабочего раствора реактива Фолина. Дают реакционной смеси постоять 20 мин. После реакции раствор приобретает голубую окраску, интенсивность которой определяют фотоэлектроколориметром против контрольной пробы.
Контрольный опыт готовят, прибавляя реактивы в обратной последовательности: для этого к 2 см3 ферментного раствора того же разведения, как и в опыте, добавляют 4 см3 0,3 М раствора ТХУ, выдерживают в ультратермостате при 30°С 10 мин, а затем вносят 2 см3 субстрата. Через 20 мин нахождения в термостате раствор фильтруют, отбирают в сухую пробирку 1 см3 фильтрата, при перемешивании вносят 5 см3 0,5 М раствора углекислого натрия и 1 см3 рабочего раствора реактива Фолина. Колориметрирование производят фотоэлектроколориметром при длине волны
· = 656-670 нм в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм.
Построение градуировочной кривой
Для расчета протеолитической активности необходимо построить градуировочную кривую по тирозину. Затем по градуировочной кривой вычислить тирозиновый эквивалент, т.е. ту оптическую плотность, которую бы дал 1 мкмоль тирозина в 1 см3 стандартного раствора. Этот эквивалент необходимо установить для каждой новой партии реактива Фолина и каждого фотоэлектроколориметра.
Для построения градуировочной кривой готовят раствор тирозина концентрации 10-3 М. Для этого 181,19 мг чистого тирозина растворяют в 0,2 н растворе НС1 в мерной колбе емкостью 1 дм3. Из этого исходного раствора тирозина готовят дальнейшие разведения следующим образом.
Раствор 1. В мерную колбу емкостью 50 см3 вносят 1 см3 исходного раствора тирозина и доводят объем до метки 0,2 н раствором НС1. Концентрация тирозина (С1) при этом составляет 0,2 10-4 М или 0,02 мкмоль/ см3.
Последующие растворы готовят аналогичным образом:
Раствор 2. 2 см3 исходного раствора С2 – 0,4 10-4 М или 0,04 мкмоль/ см3;
Раствор 3. 4 см3 исходного раствора С3 – 0,8 10-4 М или 0,08 мкмоль/ см3;
Раствор 4. 5 см3 исходного раствора С4 – 1,0 10-4 М или 0,10 мкмоль/ см3;
Раствор 5. 7,5 см3 исходного раствора С5 – 1,5 10-4 М или 0,15 мкмоль/см3;
Раствор 6. 10 см3 исходного раствора С6 – 2,0 10-4 М или 0,20 мкмоль/ см3;
Раствор 7. 15 см3 исходного раствора С7 – 3,0 10-4 М или 0,30 мкмоль/ см3.
Затем в пробирки вносят по 1 см3 раствора тирозина разной концентрации. Добавляют в них при постоянном помешивании по 5 см3 0,5 М раствора углекислого натрия и 1 см3 рабочего раствора Фолина.
Контрольный опыт готовят также, но вместо раствора тирозина берут 1 см3 дистиллированной воды. Дают реакционной жидкости постоять 20 мин. Интенсивность окраски измеряется фотоэлектроколориметром против контрольной пробы при длине волны
· = 656-670 нм в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм. Следует приготовить растворы из двух навесок тирозина и провести описанным выше способом два параллельных опыта. По средним данным, полученным из двух опытов, строится градуировочная кривая. На оси абсцисс откладывается количество тирозина (С) в мкмоль/ см3, на оси ординат – соответствующие значения оптической плотности (D).
Протеолитическую активность (ПС) в ед/г или ед/ см3 вычисляют по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
[5.2]

где: D – оптическая плотность, измеренная на фотоэлектроколориметре при толщине поглощающего свет слоя 10 мм;
4 – отношение объемов реакционной смеси и раствора фермента после добавления ТХУ;
ТЭ – тирозиновый, определяемый по градуировочной кривой;
10 – время гидролиза субстрата, мин;
m – количество ферментного препарата, взятого на протеолиз (в мг на 1 см3 ферментного раствора);
1000 – переводной коэффициент полученных единиц на 1 г ферментного препарата.

Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется в тетради и содержит: название, цель работы; описание метода определения амилолитической активности фермента; результаты собственных исследований вывод по работе.
Контрольные вопросы и защита работы
1. Определение активности ферментов (единицы активности, удельная и молярная активности).
2. Активирование и ингибирование ферментов.
3. Сущность модифицированного метода Ансона.
4. Характеристика протеолитических ферментов животного происхождения.
5. Характеристика протеолитических ферментов растительного происхождения.
6. Применение протеолитических ферментов в пищевой промышленности.




ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТАБИЛИЗАТОРОВ
Цель работы: определить качественные показатели различных стабилизаторов применяемых в молочной промышленности.
Теоретические положения
К группе пищевых добавок, изменяющих структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов, могут быть отнесены вещества, используемые для создания необходимых свойств или изменения существующих реологических свойств пищевых продуктов, т. е. добавки, регулирующие или формирующие их консистенцию. К ним принадлежат добавки различных функциональных классов - загустители, гелеобразователи, стабилизаторы физического состояния пищевых продуктов, поверхностно-активные вещества (ПАВ), в частности, эмульгаторы и пенообразователи.
Химическая природа пищевых добавок, отнесенных к этой группе, достаточно разнообразна. Среди них имеются продукты природного происхождения и получаемые искусственным путем, в том числе химическим синтезом. В пищевой технологии они используются в виде индивидуальных соединений или смесей.
В последние годы в группе пищевых добавок, регулирующих консистенцию продукта, большое внимание стало уделяться стабилизационным системам, включающим несколько компонентов: эмульгатор, стабилизатор, загуститель. Их качественный состав, соотношение компонентов могут быть весьма разнообразными, что зависит от характера пищевого продукта, его консистенции, технологии получения, условий хранения, способа реализации. Применение в современной пищевой технологии таких добавок позволяет создать ассортимент продуктов эмульсионной и гелевой природы (маргарины, майонезы, соусы, пастила, зефир, мармелад и др.), структурированных и текстурированных пищевых продуктов.
Загустители и гелеобразователи, введенные в жидкую пищевую систему в процессе приготовления пищевого продукта, связывают воду, в результате чего пищевая коллоидная система теряет свою подвижность и консистенция пищевого продукта изменяется.
Подавляющее большинство загустителей и гелеобразователей со статусом пищевых добавок относится к классу полисахаридов (гликанов). Исключение желатин, имеющий белковую природу. Основные представители загустителей и гелеобразователей, относящихся к классу полисахаридов (гликанов): модифицированные крахмалы, целлюлозы, пектины, галактоманнаны, полисахариды морских водорослей.
Модифицированные крахмалы, в отличие от нативных растительных крахмалов, считающихся пищевыми продуктами, относятся к пищевым добавкам. По изменениям, происходящим в нативных крахмалах, можно выделить четыре основных типа модификаций: набухающие крахмалы, расщепленные крахмалы, стабилизированные крахмалы, сшитые крахмалы. Благодаря таким свойствам модифицированные крахмалы особенно эффективны в пищевых технологиях, включающих продолжительную термическую обработку, интенсивные механические воздействия, а также в технологиях, где требуется пролонгирование процессов набухания крахмальных гранул, повышения вязкости и формирования текстуры.
В группу пищевых добавок (гликано) в целлюлозной природы входят продукты механической и химической модификации и деполимеризации натуральной целлюлозы. Собственно целлюлоза используется в качестве пищевой добавки Е460 в двух модификациях: микрокристаллическая целлюлоза (частично гидролизованная, отличается укороченными молекулами); порошкообразная целлюлоза, выделенная из растительного сырья (древесины, хлопка и т. п.) путем удаления сопутствующих веществ (гемицеллюлоз и лигнина) и затем измельченная. Основные технологические функции целлюлозы – эмульгатор и текстуратор, добавка, препятствующая слеживанию и комкованию.
Пищевые добавки целлюлозной природы являются безвредными, поскольку не подвергаются в желудочно-кишечном тракте деструкции и выделяются без изменений. Дневной суммарный прием с пищей всех производных целлюлозы может составлять 0 – 25 мг на килограмм массы тела человека. Их дозировки в пищевых продуктах определяются конкретными технологическими задачами.
Традиционно эти добавки используются при изготовлении хлебобулочных и кондитерских изделий, молочных и низкожирных эмульсионных продуктов, а также безалкогольных напитков, где выступают в качестве эмульгаторов и стабилизаторов многокомпонентных дисперсных систем, суспензий и эмульсий, обеспечивают необходимые консистенцию и вкусовые свойства.
Пектины, наряду с галактоманнанами (гуаровой камедью и камедью рожкового дерева), являются основными представителями группы гетерогликанов высших растений. Пектинами называется группа высокомолекулярных гетерогликанов, которые входят в состав клеточных стенок и межклеточных образований высших растений. В настоящее время выпускается несколько видов пектинов, выделяемых из различных источников сырья и различающихся по составу и функциональным свойствам: высокоэтерифицированные (яблочный, цитрусовый), низкоэтерифицированные (свекловичный, из корзинок подсолнечника), а также комбинированные пектины из смешанного сырья различной степени этерификации. Из низкоэтерифицированных пектинов более востребованными являются неамидированные, которые используют при приготовлении, например, сухих киселей, диабетических кондитерских изделий.
Растительные галактоманны. Коммерческие препараты растительных галактоманнанов получили название камеди. Наиболее распространенными в качестве пищевых добавок в этой группе являются галактоманнаны семян двух видов растений – гуара, произрастающего в Индии и Пакистане, и рожкового дерева, произрастающего на побережье Средиземного моря. Эти камеди (Е410 и Е412) имеют сходное химическое строение и представляют собой нейтральные полисахариды. У камеди гуара, получившей название гуаран, остаток галактозы присоединен к каждому второму остатку маннозы, а у камеди из бобов рожкового дерева – к каждому четвертому.
Полисахариды морских водорослей. Коммерческие препараты этой подгруппы пищевых добавок объединяют полисахариды, выделяемые из красных и бурых морских водорослей. В пищевой промышленности широко используются альгинаты, каррагинаны и агароиды.
Агар (агар-агар) – смесь полисахаридов агарозы и агаропектина. Агар-агар получают из красных морских водорослей. Агар незначительно растворяется в холодной воде, но набухает в ней. В горячей воде он образует коллоидный раствор, который при охлаждении даст хороший прочный гель, обладающий стекловидным изломом. Гелеобразующая способность агара в 10 раз выше, чем у желатина. При нагревании в присутствии кислоты способность к гелеобразованию снижается. Гели стабильны при рН более 4,5 и термообратимы.
Каррагинаны объединяют семейство полисахаридов (известное также под названием ирландский мох), содержащихся, наряду с агаром, в красных морских водорослях. Все виды каррагинанов растворимы в горячей воде, а в виде натриевых солей они растворимы и в холодной воде с образованием вязких растворов.
Желатин является практически единственным гелеобразователем белковой природы, который широко используется в пищевой промышленности. Желатин белковый продукт, представляющий смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой, не имеет вкуса и запаха. Его получают из коллагена, содержащегося в костях, хрящах и сухожилиях животных. Желатин растворяется в воде, молоке, растворах солей и сахара при температуре выше 40°С. При охлаждении водного раствора желатина происходит повышение вязкости с переходом в состояние геля. Условиями образования геля являются достаточно высокая концентрация желатина и соответствующая температура, которая должна быть ниже точки затвердевания (примерно 30°С).
Эмульгаторы. В эту группу пищевых добавок входят вещества, которые, будучи добавленными к пищевому продукту, обеспечивают возможность образования и сохранения однородной дисперсии двух или более несмешивающихся веществ.
По химической природе молекулы классических эмульгаторов, являющихся поверхностно-активными веществами, имеют дифильное строение, содержат полярные гидрофильные и неполярные гидрофобные группы атомов, которые, связанными с неполярным соединительным звеном (основанием), отделены друг от друга и располагаются на противоположных концах молекулы. В зависимости от особенностей химической природы эмульгатора, а также специфики пищевой системы, в которую он вводится, некоторые из представителей этого функционального класса пищевых добавок могут иметь смежные технологические функции, например, функции стабилизаторов или антиоксидантов.
Общим свойством, объединяющим эмульгаторы и отличающим их от пищевых добавок других классов, является поверхностная активность.
Наиболее популярными в этой группе являются природные лецитины, имеющие синтетический аналог под названием аммониевые фосфатиды. Особенности эмульгирующих свойств фосфолипидов обусловлены способностью образовывать и поддерживать в однородном состоянии как прямые, так и обратные эмульсии, что распространяет их использование на все виды пищевых эмульсий: от майонезов и различных салатных соусов (прямые эмульсии) до маргаринов различного жирнокислотного состава.

Аппаратура, оборудование и материалы:
Аппаратура и оборудование – водяная баня, секундомер, керамические тарелки, весы, холодильник, термостат, вискозиметр Гепплера, миксер.
Реактивы и материалы – различные стабилизаторы и эмульгаторы (крахмал, желатин, промышленные стабилизаторы, агар-агар, пектин, лецитин), дистиллированная вода.
Посуда – химические стаканы, мерные цилиндры, керамические тарелки, ложки, стаканы вместимостью 0,5 дм3.
Порядок выполнения работы
Определение вязкости растворов стабилизаторов.
Приготовить водные растворы стабилизаторов (концентрация растворов ( по указанию преподавателя). Раствор стабилизатора залить в трубку вискозиметр Гепплера, ввести туда шарик, удалить пузырьки воздуха. Далее освободить запорный винт на штативе, перевернуть вискозиметр верхней частью вниз, и шар переместить в верхнюю часть трубки. Вискозиметр снова установить в нормальное положение и наблюдать за движением шарика. В момент соприкосновения нижнего края шарика с верхней кольцевой отметкой включить секундомер, а в момент соприкосновения с нижней кольцевой отметкой ( выключить. Отметить время прохождения шарика между этими отметками. Перевернув вискозиметр, измерение повторить. Провести несколько измерений и рассчитать среднее значение.
Абсолютную вязкость вычислить по формуле [6.1]:
( = k ((м ( () (,
[6.1]

где ( ( вязкость исследуемого раствора, спз;
k ( константа шарика, м2/с2;
(м ( плотность материала при 20 (С, из которого изготовлен шарик;
( ( плотность испытуемого раствора при температуре измерения 20 (С;
( ( время прохождения шарика между верхней и нижней отметками, с.

Определение пенообразующей способности стабилизаторов. Приготовить водные растворы стабилизаторов различной концентрации (вид стабилизатора и концентрации задаются преподавателем). Довести температуру растворов до 20 (С и определить пенообразующие свойства растворов различной концентрации по приведенной ниже методике.
Для определения пенообразующих свойств используют миксер. 100 см3 раствора заданной концентрации с температурой 20 (С заливают в цилиндр миксерара и взбивают в течение 10 минут. Смесь после взбивания выливают в мерный цилиндр, измеряя при этом объем образовавшейся пены.
Пенообразующие свойства стабилизатора характеризуют взбитостью, устойчивостью пены и объемом пены, неразрушаемой в течение 1 ч.
Взбитость (в %) определяется отношением объема полученной пены к первоначальному объему жидкости. Устойчивость пены определяется по времени исчезновения половины объема полученной пены.
Результаты определения и расчетов представить в виде таблицы 6.1.
Таблица 6.1. Результаты анализов
№ образца
Концентрация раствора, %
Объем полученной
пены, см3
Взбитость,%
Устойчивость пены, мин
Объем пены, неразрушаемой
в течение 1 ч








Определение гелеобразующей способности стабилизаторов.
В мерных колбах вместимостью 100 см3 приготовить растворы агар-агара, желатина и карагенана до полного растворения. Затем перелить в керамическую посуду и поставить в холодильник. Засечь время застывания стабилизаторов. После полного застывания стабилизаторов визуально оценить качество геля: прозрачность, ломкость, гладкость поверхности.
Определение эмульгирующей способности эмульгаторов.
В стакан вместимостью 150 – 200 см3 влить 100 см3 дистиллированной воды и добавить 20 см3 растительного масла, затем внести эмульгатор (лецитин), тщательно перемешать и наблюдать образование эмульсии. Эмульсия должна быть устойчивой.


Содержание отчета, форма и правила оформления отчета о выполненной работе
Отчет по лабораторной работе оформляется в тетради и содержит: название, цель работы; описание методов определения качественных показателей стабилизаторов; результаты собственных исследований; выводы по работе.
Контрольные вопросы и защита работы
Классификация пищевых добавок на основе их технологических функций.
Вещества изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов.
Загустители и гелеобразователи. Какие вещества к ним относятся. Влияние загустителей и гелеобразователей на консистенцию продукта.
Какие загустители и гелеобразователи применяют в промышленности? Охарактеризуйте их.
Пищевые эмульгаторы. Механизм действия эмульгаторов.
Пищевые эмульгаторы. Основные группы пищевых эмульгаторов.
Сущность метода определения вязкости растворов стабилизаторов.
Сущность метода определения пенообразующей способности стабилизаторов.
Сущность метода определения гелеобразующей способности стабилизаторов.
Сущность метода определения желеобразующей способности стабилизаторов.










ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7
ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КРАСИТЕЛЕЙ И АРОМАТИЗАТОРОВ
Цель работы: познакомиться с различными видами натуральных и синтетических пищевых красителей и ароматизаторов; изучить влияние доз и комбинаций пищевых красителей и ароматизаторов на органолептические показатели молочных продуктов; исследовать влияние различных технологических факторов на изменение свойств красителей и ароматизаторов.
Теоретические положения
Красители добавляются к пищевым продуктам с целью: восстановления природной окраски, утраченной в процессе производства или хранения; повышения интенсивности природной окраски; окрашивания бесцветных продуктов для придания им привлекательного вида и цветового разнообразия, например, безалкогольных напитков, мороженого, кондитерских изделий. В качестве пищевых красителей применяют как природные, так и синтетические вещества.
Из природных красителей, придающих красную, оранжевую или желтую окраску, чаще всего используются каротиноиды. Их можно получать из природного сырья или синтезировать в промышленности. Природными желтыми красителями являются также куркума и витамин В2 в форме рибофлавина или натриевой соли рибофлавина. Красный цвет плодов, цветов и листьев часто обусловлен присутствием в них антоцианов. В пищевом производстве используются содержащие антоцианы экстракты из кожицы винограда или черной смородины. Из свеклы извлекается красный краситель, основную часть которого составляет бетанин.
Кармин (Е120) – красящее вещество красновато-пурпурного цвета. Точный цвет красителя Е120 зависит от кислотности среды: в кислой среде, где pH=3, кармин будет окрашивать в оранжевый; в нейтральной среде, при pH=5,5 в красный цвет, а при pH=7 краситель Е120 будет пурпурным. Кармины представляют собой комплексные соли карминовой кислоты с ионами металлов. Карминовую кислоту получают из насекомых (пигмент тела самок щитовки, или ее яиц).
В качестве природного зеленого красителя используется также хлорофилл, присутствующий во всех фотосинтезирующих растениях.
Природные красители, даже химически модифицированные, чувствительны к воздействию кислот и щелочей, кислорода воздуха, температуры, подвержены микробиологической порче. Так, например, антоцианы меняют цвет в зависимости от рН среды: они имеют красную окраску в сильнокислых растворах, пурпурную в слабокислых и бесцветны в щелочных.
Синтетические красители (таблица 7.1) обладают значительными технологическими преимуществами по сравнению с натуральными, поскольку они менее чувствительны к условиям технологической переработки и хранения, и дают яркие, легко воспринимаемые цвета.
Таблица 7.1 – Характеристика основных синтетических красителей
Ин-декс
Наименование красителя
Содержание основного красителя, % , не менее
Цвет водного раствора
Растворимость в воде, г/л
ДСП, мг/кг веса тела

Е102
Тартразин
85
желтый
120
7,5

Е104
Желтый хинолиновый
70
лимонно-желтый
170
10,0

Е110
Желтый «Солнечный закат» FCF
85
оранжевый
120
2,5

Е122
Кармуазин (Азорубин)
85
малиновый
120
4,0

Е124
Понсо 4R (Пунцовый 4R)
80
красный
300
4,0

Е131
Синий патентованный V
85
голубой
100
не установлен

Е132
Индигокармин (Индиготин)
85
синий
15
5,0

Е133
Синий блестящий FCF
85
голубой
250
12,5

Е151
Черный блестящий PN (Бриллиантовый черный)
80
фиолетовый
50
1,0


Синтетические пищевые красители – это органические соединения, хорошо растворимые в воде. Многие из них образуют нерастворимые комплексы (лаки) с ионами металлов и в такой форме в качестве пигментов используются для окрашивания порошкообразных продуктов, драже, таблеток, жевательной резинки.
В качестве пищевых красящих веществ применяются также некоторые минеральные пигменты и металлы. Синтетические красители применяются как индивидуально, так и в смеси друг с другом (таблица 7.2).
Таблица 7.2. – Состав некоторых смесевых красителей
Цвет водного раствора
Содержание сухого красителя в смеси, %


Е102
Е110
Е122
Е124
Е131
Е132
Е133
Е151

Клюквенный
-
-
32
68
-
-
-
-

Карминово-красный
25
-
75
-
-
-
-
-

Персиковый
-
32
-
68
-
-
-
-

Светло-коричневый
70
-
26
-
-
-
4
-

Кофейный
40
12
20
-
-
28
-
-

Коричневый
31,4
12,6
-
43,8
4,4
-
-
7,8

Желтый
92
-
-
8
-
-
-
-

Лимонный
99
-
-
-
-
-
1
-

Яичный
60
40
-
-
-
-
-
-

Зеленый
85
-
-
-
-
-
15
-

Желто-зеленый
75
-
-
-
-
25
-
-

Травянисто-зеленый
50
-
-
-
-
50
-
-

Морская волна
20
-
-
-
-
-
80
-

Оливковый
50
13,6
-
-
-
36,4
-
-

Фиолетовый
-
-
50
-
-
50
-
-

Виноградный
-
-
85
-
-
15
-
-

Сиреневый
-
-
80
-
-
20
-
-


Индивидуальные синтетические пищевые красители содержат, как правило, 80 – 85 % основного красителя. Смеси красителей используются для получения цветов и оттенков, которые нельзя приготовить с помощью индивидуальных красителей. Выбор и дозировка красителей для конкретного пищевого производства зависят от желаемого цвета и требуемой интенсивности окраски, а также от физико-химических свойств готового продукта. Рекомендуемые дозы внесения красителей приведены в таблице 7.3.
Таблица 7.3. – Рекомендуемые дозировки пищевых красителей
Продукт
Доза красителя, г/т готовой продукции


Желтые и оранжевые
Синие и красные

Безалкогольные и алкогольные напитки
15-30
10-15

Кондитерские изделия
20-50
15-25

Мороженое
15-50
5-15

Молочные изделия
20-40
10-25

Колбасные изделия
-
5-20

Сыры
5-20
-

Пюре, джемы и т.п.
30-50
10-30


Применительно к конкретной рецептуре эти дозировки могут быть уточнены в соответствии со вкусом и требованиями потребителя, но максимальное содержание красителей в продукте не должно превышать норм, установленных Госсанэпиднадзором России.
Синтетические пищевые красители выпускаются в виде порошков или гранул, но в этом случае их применяют только при производстве сухих полуфабрикатов (сухие напитки, смеси для кексов и т.п.). В остальных пищевых продуктах синтетические красители рекомендуется использовать, предварительно растворив в небольшом количестве воды или окрашиваемого продукта. Раствор красителя вводят, как правило, перед последней операцией перемешивания. Пищевые синтетические красители термостабильны, поэтому окрашенный продукт можно подвергать всем необходимым технологическим операциям, в т.ч. пастеризации, стерилизации, охлаждению и замораживанию.
Вкусоароматические добавки (ароматизаторы) и эфирные масла добавляются к пищевым продуктам с целью:
стабилизации вкуса и аромата пищевых продуктов;
восстановления вкуса и аромата, утраченных в процессе переработки и/или хранения (в частности, в пастеризованных продуктах, сиропах и т.д.);
усиления натуральных вкуса и аромата продуктов;
придания вкусового разнообразия однотипным продуктам (например, тортам, леденцовой карамели и т.п.);
придания вкуса и аромата безвкусным продуктам (мороженое, жевательная резинка, прохладительные напитки, соевые продукты).
В формировании вкуса и аромата каждого продукта принимает участие большое количество гармонирующих друг с другом ароматических соединений. В хлебе обнаружено свыше 200 ароматобразующих веществ, в чае – свыше 300, в кофе – около 500, в винах – около 400, в яблоках – около 200, в цитрусовых – свыше 300 и т.д. Одно или несколько соединений определяют основной аромат, а остальные – его нюансы.
Так, в винограде было найдено более 300 ароматобразующих веществ, однако специфический аромат винограда V.Vinifora сорта Мускат зависит лишь от 17 химических соединений. Известно, что основной аромат лимона задает цитраль, малины – n-гидроксифенил-3бутанон, яблок – этил-2-метилбутират, чеснока – аллилдисульфид, ванили – 4-окси-3-метоксибензальдегид (ванилин).
Пищевой ароматизатор – это 30-50, а иногда и более 100, согласованных между собой индивидуальных компонентов. Этими компонентами могут быть как натуральные или идентичные натуральным, так и искусственные ароматические вещества.
Натуральные ароматизаторы извлекаются физическими способами (экстракцией, дистилляцией) из исходных материалов растительного или животного происхождения.
Идентичный натуральному означает “такой же, как и природный”. Эти ароматизаторы получают в лаборатории, но по своему химическому строению они соответствуют природным.
Искусственные ароматизаторы содержат, по меньшей мере, одно искусственное вещество, которого в природе не существует. Они отличаются высокой стабильностью, интенсивностью и дешевизной.
Ароматизаторы выпускаются в виде жидкостей и порошков.
Качество и стойкость ароматизатора в большей степени определяется растворителем, который почти всегда входит в его состав. Ароматизаторы чаще всего растворяют в пищевом спирте (этаноле), пропиленгликоле или триацетине.
Эфирные масла представляют собой многокомпонентные смеси летучих органических соединений (терпеновых, сесквитериеновых, ароматических, алициклических и алифатических), вырабатываемые в особых клетках различных растений и обуславливающие их запах. Часто в этой смеси преобладает один или несколько основных компонентов. Например, в розовом масле обнаружено более 200 компонентов, однако 50 % массы масла составляет 2-фенилэтанол и 35 % - цитронеллол; в мятном масле более 100 компонентов, основными из которых (90 % массы) являются ментол, ментилацетат и цинеол; анисовое масло на 90 % состоит из анетола, а лемонграссовое содержит 75-80 % цитраля.
Эфиромасличная флора насчитывает около 3000 видов растений, из них в нашей стране произрастает около 1000, однако промышленное значение имеют всего 150-200 видов. Эфирные масла в свободном состоянии или в виде гликозидов содержатся в листьях, стеблях, цветках, корнях, семенах, коре и древесине. Концентрация эфирных масел в растениях колеблется в широких пределах. Так, в цветах розы – 0,07-0,1 % эфирных масел, а в почках гвоздики – 20-22 %. Наибольшее количество эфирных масел накапливается в большинстве растений в период цветения и созревания семян.
Эфирные масла представляют собой прозрачные бесцветные или окрашенные (желтые, зеленые, бурые) жидкости с плотностью, как правило, меньше единицы. Они оптически активны, в большинстве не растворимы в воде, хорошо растворяются в малополярных органических растворителях, под действием света и кислорода воздуха быстро окисляются, изменяя цвет и запах.
Выбор ароматизатора для конкретного пищевого продукта определяется физико-химическими свойствами и технологией производства продукта. Если ароматизатор с чистыми, сильными верхними нотами, вероятнее всего, пригоден для безалкогольного напитка, то, например, для пряников лучше выбрать более стойкий, с сильными основными нотами, проверив предварительно его термостойкость и совместимость с компонентами теста. В полной мере оценить влияние ароматизатора на органолептические показатели изделия можно только по результатам дегустации готового продукта.
Аппаратура, оборудование и материалы:
Аппаратура и оборудование – фотокалориметр или спектрофотометр; весы аналитические; водяная баня.
Реактивы и материалы – обезжиренное молоко; молочная сыворотка натуральные и синтетические порошкообразные пищевые красители, дистиллированная вода, мятное, кориандровое, анисовое, розовое и др. эфирные масла, ванилин, экстракты специй, пищевые ароматические эссенции, 1н раствора НCl, 10% раствора NаОН.

Порядок выполнения работы
Определение интенсивности цвета нескольких образцов красителей. Определение производят путем сравнения цвета красителя или какого-либо пищевого продукта с цветом растворов некоторых окрашенных соединений, например бихромата калия, сернокислого кобальта и других с использованием спектрофотометра или фотокалориметра.
В настоящей работе для ознакомления с методикой определения интенсивности цвета использованы свекольный сок или гомогенизированное свекольное пюре и раствор сернокислого кобальта (СоSO4х7Н2О).
Навеску сернокислого кобальта (СоSO4х7Н2О) массой (20 ( 0,001) г переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и растворяют в дистиллированной воде до полного растворения соли, доводя до метки. Полученный раствор принимают на стандарт.
Навеску сока (1 ( 0,001) г или гомогенизированного свекольного пюре (2 ( 0,001) г переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, наливают 10 см3 концентрированной соляной кислоты и доводят дистиллированной водой до метки. Оставляют на 10 ( 12 часов для экстракции пигментов красной свеклы. Далее содержимое колбы фильтруют и определяют оптическую плотность водного раствора пигментов красной свеклы и стандартного раствора кобальтовой соли при длине волны 535 нм на спектрофотометре или на фотокалориметре.
Концентрацию красящих веществ рассчитывают по формуле [7.1]:
13 EMBED Equation.3 1415 г/кг
[7.1]

где: 22 ( масса красящих веществ, соответствующая по окраске 1 дм3 стандартного раствора, г/кг;
D1 ( оптическая плотность раствора пигментов;
D2 ( оптическая плотность стандартного раствора кобальтовой соли;
А ( масса сока (пюре) для анализа, мг; 250 ( масса раствора пигментов, г.
Сделать выводы об интенсивности цвета различных образцов сока или гомогенизированного свекольного пюре.
Определение технологических характеристик красителей.
В подготовленное молочное сырье вносят натуральные и синтетические красители в различных дозах по заданию преподавателя, перемешивают и проводят органолептическую оценку. Ориентировочные дозы внесения синтетических красителей: желтые и оранжевые – 15 – 30 мг/кг, синие и красные – 10 – 15 мг/кг продукта.
Для получения цветов и оттенков, которые нельзя приготовить с помощью отдельных красителей, используют смеси синтетических красителей в соответствии с рекомендациями таблица 7.2.
Органолептическую оценку образцов проводят с использованием метода экспертных оценок по 11 бальной шкале [-5;5]. Результаты органолептической оценки оформляют в виде таблицы.
На основании результатов оценки органолептических показателей выбираются оптимальные для данного вида молочного сырья пищевые красители и дозы их внесения.
Ориентировочные дозы внесения жидких ароматизаторов – 0,5-1,5г/кг, эфирных масел – 0,01-0,5 г/кг, порошкообразных ароматизаторов – 2-20 г/кг продукта.
В подготовленное молочное сырье вносят различные виды ароматизаторов, варьируя их дозировку.
Проводят органолептическую оценку полученных образцов с использованием методов экспертных оценок. Результаты оформляют в виде таблицы 7.4, 7.5.
По данным экспертных оценок выбирают оптимальные для данного вида молочного сырья комбинации и дозы пищевых красителей и ароматизаторов.
Исследование влияния технологических факторов (рН среды и температуры) на изменение интенсивности окраски и аромата продуктов, выработанных с использованием натуральных и синтетических красителей и ароматизаторов.
Для определения влияния рН на органолептические показатели используют образцы молочного сырья с натуральными или синтетическими красителями и ароматизаторами. В этих образцах по заданию преподавателя устанавливают определенные значения рН путем внесения 1н раствора НCl или 10% раствора NаОН. В процессе регулирования рН и в течение 5-10 мин после установления заданного значения наблюдают за изменением интесивности окраски и аромата образцов. Результаты наблюдений оформляют в виде таблицы 7.6.
Для определения влияния температуры на органолептические показатели образцы с пищевыми красителями и ароматизаторами нагревают в интервале температур 20-90(С и фиксируют изменение окраски и аромата через каждые 10(С. Результаты наблюдений оформляют в виде таблицы 7.7.
По результатам наблюдений делают вывод о влиянии рН среды и температуры на органолептику, выработанных с использованием красителей и ароматизаторов.
Таблица 7.4. - Результаты органолептической оценки образцов молочного сырья с пищевыми красителями

№ обра-зца
Вид молочного сырья
Наименование красителя
Доза внесения красителя
Количество баллов оценок экспертов





1
2
3
4
5
Ср.













Таблица 7.5. – Результаты органолептической оценки образцов молочного сырья с добавлением пищевых красителей и ароматизаторов

№ обра-зца
Вид молочного сырья
Наименова-ние красителя
Наименова-ние арома-тизатора
Доза внесения ароматизатора
Количество баллов оценок экспертов






1
2
3
4
Ср













Таблица 7.6. – Влияние рН среды на органолептические показатели образцов с пищевыми красителями и ароматизаторами

№ обра-зца
Вид молочного сырья
Наименова-ние и доза красителя
Наименование
и доза ароматизатора
Органолептические показатели (цвет, аромат) при





РН исх
РН=
РН=










Таблица 7.7. – Влияние температуры на органолептические показатели образцов с пищевыми красителями и ароматизаторами

№ обра-зца
Вид молочного сырья
Наименова-ние и доза красителя
Наименование
и доза ароматизатора
Органолептические показатели (цвет, аромат) при t,(С





20
30
40
50

90





















ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА НАТУРАЛЬНОЙ ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ: ПЧЕЛИНЫЙ МЁД
Цель работы: изучить основные виды пчелиного мёда, методы исследования пчелиного мёда, сравнить качество различных образцов пчелиного мёда.
Теоретическое положение
Пчелиный мёд – это естественный продукт жизнедеятельности растений и пчел, содержащий широкий спектр простейших сахаров, необходимых как пчелам, так и человеку.
Цветочный мёд является продуктом переработки медоносными пчелами нектара, образуемого растениями. Поэтому его еще называют нектарным мёдом. Цветочный мёд делят на монофлерный и полифлерный. Монофлерный мёд – это продукт переработки нектара преимущественно с одного растения-нектароноса, а полифлерный – с нескольких растений-нектароносов. Практически цветочный натуральный мёд бывает смешанным – полифлерным, но в зависимости от преобладания пыльцы определенных цветков его называют по цветам растений или по месту их произрастания – гречишный, горчичный, липовый, горный, степной и т. д. Когда имеется примесь пади, мёд называют цветочно-падевым или смешанным, а если пади много – падевым. Если мед хранят или реализуют в запечатанных сотах – его называют сотовым пчелиным, яровым, рамочным медом или сырцом. В большинстве случаев натуральный мёд отделяют от восковых сотов и получают два продукта – мёд и воск (восковая сушь). В зависимости от методики отделения мёда от воска, пчелиный мёд называют самотеком или самотечным, когда мёд стекает из сотов, сложенных в посуду; топленый мёд, отжатый при нагревании; прессованный или мятый, получаемый путем сминания сотов или прессования их на специальных прессах. Центробежный мёд получают с помощью медогонок.
Сотовый мёд. Для его получения в ульи ставят надставки (магазины) со свежими светлыми сотами или специальную вощину из отбеленного воска, без натягивания проволоки в рамки. Сотовый мёд рекомендуется расфасовывать в коробки с прорезью, через которую должен быть виден мёд. Расфасовка проводится на пасеках с соблюдением санитарных правил. Острым разогретым ножом вырезают куски весом до 400 г, завертывают их листом прозрачного целлофана, помещают в картонные коробки и этикетируют. Транспортируют коробки в плоских деревянных ящиках. По практическому использованию мёд сортируют на лечебный, пищевой, кондитерский и непищевой – токсичный.
Лечебный мёд. Хотя планового производства лечебного мёда нет, но в эту группу можно отнести мёд, специально приготовленный для лечебных целей с витаминными или лекарственными веществами. Готовить его должны на определенных пасеках под наблюдением ветеринарно-санитарных работников. Он может быть монофлерным и полифлерным, иметь высокую органолептическую оценку (по вкусу, запаху, цвету); содержать не менее 79 % инвертированного сахара и иметь диастазное число выше 10.
Пищевой мёд. К нему относятся все виды мёда как цветочного и падевого, так и приготовленного из сахара, кроме мёда, имеющего повышенную кислотность, посторонний запах и несвойственные мёду сенсорные показатели, и ядовитого мёда.
Кондитерский мёд. На кондитерское производство может быть направлен как лечебный, так и пищевой мёд. Однако чаще всего к кондитерскому мёду относят падевый, цветочный и мёд, имеющий примеси пади, или пищевой с низкими сенсорными показателями.
Мёд непищевой – токсичный. Если пчелы собирают нектар и пыльцу с рододендрона или горного лавра, азалии, чемерицы, багульника и некоторых других ядовитых растений, то образуется ядовитый мёд. При употреблении его в пищу у человека наступает пищевой токсикоз.
По своему составу натуральный цветочный мед бывает весьма разнообразным. Это зависит не только от медоносных растений, но и от ряда других, еще мало изученных причин, включая время года и погодные условия. Поэтому нельзя дать точную оценку цветочному мёду только на основании одного какого-либо показателя, а нужно применить комплекс методов исследования, в особенности, когда необходимо исключить фальсификацию меда.
По химическому составу цветочный мёд представляет собой смесь различных сахаров, из них до 90 % приходится на глюкозу и фруктозу, смесь которых называется инвертированным сахаром. Остальные сахара представлены, главным образом, сахарозой и декстринами. Кроме сахаров в цветочном мёде содержится до 0,42 % белковых веществ, 0,07 % органических кислот, 0,22 % минеральных веществ, 17 – 21 % ферментов, витаминов, красящих веществ и воды.
Аппаратура, оборудование и материалы:
Приборы и оборудование – термостат, рефрактометр, водяная баня, центрифуга; микроскоп;
Реактивы и материалы – 96 % этиловый спирт; дистиллированная вода; заранее приготовленный раствор-эталон из хлористого кальция с удельным весом 1,4, 10 см3; 1 % раствор красной кровяной соли; 10 % раствор едкого натра; метиленовая синь; 40 % раствор едкого натра; 1 % раствор камфары в концентрированной соляной кислоте; 1 % спиртового раствора фенолфталеина; 0,1 н раствор едкого натра; раствора поваренной соли (0,58 г соли на 100 мл воды); свежеприготовленный 1 % раствор крахмала; раствор Люголя; эфир; раствор резорцина; раствор уксуснокислого свинца; лакмусовая бумага;
Посуда – стеклянные стаканчики с крышками; пробирки (по 10 шт. на каждую бригаду); предметные стекла; покровные стекла; фарфоровые ступки; стеклянные палочки; пипетки.

Порядок и выполнения работы
Для определения натуральности пчелиного мёда устанавливают соответствие исследуемого образца требованиям действующего стандарта. Определяют натуральность пчелиного мёда. Согласно стандарту натуральный пчелиный мёд должен соответствовать показателям в таблице 8.1.
Таблица 8.1 – Показатели соответствия натуральности мёда
Наименование показателей
Характеристика норм

Цвет
Бесцветный или белый, с янтарным оттенком, а также может быть с окраской желтых, коричневых и бурых тонов

Аромат
От нежного до сильного, приятный, свойственный натуральному цветочному мёду

Вкус
Сладкий, приятный, свойствен натуральному пчелиному мёду. Без постороннего привкуса

Консистенция
Сиропообразная жидкость или закристаллизованная масса

Кристаллизация
Размер кристаллов различный. С образованием мелкой или крупнозернистой массы

Отстой и признаки брожения
Не допускаются

Механические примеси
Не допускаются

Содержание воды, %
Не более 21

Содержание восстанавливаю-щих сахаров, % к безводному веществу
Не менее 79

Содержание сахарозы, % к безводному веществу
Не более 7

Диастазное число, см3 1% крахмала на 1 г безводного
Не менее 7

Примеси сахара, карамели, муки и прочих посторонних веществ
Не допускаются

Реакция на оксиметилфурфурол
Отрицательная

Содержание свинца и цинка
Не допускается


1. Определение органолептических показателей меда
Аромат мёда. Цветочный мёд имеет специфический, свойственный ему аромат – слабый или хорошо выраженный. Он зависит от наличия в нем тех эфирных масел, которые содержатся в нектаре. Сотовый мёд имеет ярко выраженный аромат, а при выкачивании мёда на центрифугах и при последующей его обработке теряется большое количество ароматических веществ. Особенно много эфирных масел испаряется при нагревании мёда. При неправильном нагревании меда наступает карамелизация углеводов, и мёд приобретает запах жженого сахара. Эти показатели должны учитываться при оценке качества мёда. Способ и период хранения также отражаются на аромате мёда. Неблагоприятные условия и длительность хранения ослабляют аромат. При брожении появляется несвойственный мёду запах, неприятный кисловатый или даже кислый. Оценку аромата мёда рекомендуется проводить дважды: до определения его вкуса и во время пробы на вкус, так как аромат больше ощущается при медленном растворении его во рту. Для лучшего определения аромата мёд рекомендуется нагреть. При этом ароматические вещества испаряются быстрее.
10 – 20 г мёда помещают в стеклянный стаканчик, закрывают крышкой и нагревают в термостате при . температуре 40 – 45 °С 10 мин. Затем стаканчик открывают и определяют аромат.
Вкус мёда. Основная составная часть пчелиного мёда – глюкоза и фруктоза, поэтому при сенсорном определении ощущается сладкий вкус, который считается главным его достоинством. Большинство сортов мёда имеет своеобразный привкус, зависящий от преобладания нектара определенных медоносов. Натуральный цветочный мёд всех сортов имеет сладкий вкус и оказывает раздражающее действие на слизистую оболочку – ощущается терпкость разной интенсивности. Этими свойствами не обладает искусственно инвертированный сахар, сахарный мёд.
Привкус мёда может быть обусловлен рядом факторов. В частности, нагревание мёда выше 75 °С придает ему вкус жженого сахара. При сборе незрелого мёда и неправильном его хранении может наступить брожение мёда, вследствие этого он будет иметь кисловатый или кислый вкус. Неприятный вкус может быть от наличия в цветочном мёде определенного количества пади или других веществ, иногда собираемых пчелами вместе с сахаросодержащими продуктами.
По стандарту мёд должен быть сладким, приятным на вкус. Не допускаются посторонние привкусы: горький, кислый, карамелизованный, плесневелый и др.
Консистенция мёда. По консистенции судят о зрелости мёда и его влажности. Она зависит от химического состава мёда, температуры окружающей среды, сроков и способов хранения. От свойств моносахаридов – глюкозы и фруктозы – зависит в основном консистенция мёда, его кристаллизация, гигроскопичность и т. д.
Свежевыкачанный мёд имеет жидкую консистенцию или он может быть в виде густой однородной сиропообразной массы. Через один – два месяца он кристаллизуется и становится более плотным.
При этом из глюкозы образуются кристаллы, а фруктоза остается в жидком состоянии и обволакивает кристаллы. Вследствие этого, каким бы твердым мёд ни был, на разрезе имеет липкую поверхность.
Кристаллы глюкозы соединяются друг с другом, образуя друзы (зерна или крупку). Различают три вида кристаллизации:
1. Салообразную, при которой невооруженным глазом кристаллы незаметны.
2. Мелкозернистую с размером кристаллов до 0,5 мм.
3.Крупнозернистую с зерном размером в диаметре больше 0,5 мм. Крупнозернистый мед менее ценится, чем мелкозернистый.
Свежевыкачанный мёд имеет так называемые зародышевые кристаллы глюкозы. От их количества зависит быстрота кристаллизации меда при хранении. Чем их больше, тем быстрее идет кристаллизация и мельче образуются зерна кристаллов.
Перемешивание меда или добавление растертого засахаренного меда позволяет получать мелкозернистый мед.
Меды гречишный, люцерновый, подсолнечниковый, хлопчатниковый и другие закристаллизовываются очень быстро, тогда как акациевый, шалфейный, вишневый и падевый ( с деревьев лиственных пород ( кристаллизуются медленно. Несколько своеобразно протекает кристаллизация в незрелом мёде, содержание воды в котором превышает норму. Это наблюдается в годы с прохладной и сырой погодой. В мёде образуется два слоя: верхний, более жидкий, и нижний плотный. В верхнем слое скапливается фруктоза, а в нижнем – глюкоза. В верхнем слое количество воды увеличивается до 50 %. Иногда наблюдается расслаивание зрелого мёда при хранении его в герметически закрытой таре (бидоны, молочные фляги), что считается с гигиенической точки зрения нормальным процессом.
После определения аромата, вкуса, консистенции и характера кристаллов образцов меда результаты сводятся в таблицу 8.2.
Таблица 8.2. – Результаты органолептической оценки меда
Образец меда
Аромат
Вкус
Консистенция
Кристаллизация








2. Определение физико-химических показателей меда.
Механические примеси в мёде. При определении консистенции и степени кристаллизации цветочного меда проводят внешний осмотр мёда на наличие механических примесей. Обычно в это время хорошо заметны в мёде трупы пчел, личинки, кусочки восковых сотов и другие инородные тела, не удаленные при отстаивании или фильтрации мёда. При сильном загрязнении мёда в нем могут быть обнаружены волосы, растительные волокна, щепки, песок и др.
Для выявления степени загрязнения мёда в 5 см3 воды растворяют 5 г мёда, подогревают до 50 °С, выливают в пробирку с прозрачным стеклом и определяют степень загрязнения.
Механические загрязнения могут оседать на дно, всплывать на поверхность раствора или же находиться во взвешенном состоянии. С учетом этого изучают степень механических загрязнений и в зависимости от их количества проводят общую санитарную оценку мёда. По санитарным правилам в мёде не допускается наличие пчел или частей их тел, пчелиных личинок, куколок, кусочков воска, перги и других посторонних примесей (песок, стружка, растительные волокна и др.). Результаты заносят в сводную таблицу 8.5.
Определение массовой доли сухих веществ и влажности мёда
Влажность мёда определяется рефрактометрически. Натуральный мёд с влажностью не более 21 % имеет показатель преломления 1,4855. На призму рефрактометра наносят каплю исследуемого мёда и отмечают показание прибора. Массовая доля воды в меде в зависимости от коэффициента рефракции (таблица 8.3) .
Таблица 8.3.- Влажность меда
Индекс рефракции при 20°С
Содержание
воды, %
Индекс рефракции при 20°С
Содержание
воды, %
Индекс рефракции при 20°С
Содержание
воды, %

1,5044
13,0
1,4940
17,0
1,4840
21,0

1,5038
13,2
1,4935
17,2
1,4835
21,2

1,5033
13,4
1,4930
17,4
1,4830
21,4

1,5028
13,6
1,4925
17,6
1,4825
21,6

1,5023
13,8
1,4920
17,8
1,4820
21,8

1,5018
14,0
1,4915
18,0
1,4815
22,0

1,5012
14,2
1,4910
18,2
1,4810
22,2

1,5007
14,4
1,4905
18,4
1,4805
22,4

1,5002
14,6
1,4900
18,6
1,4800
22,6

1,4997
14,8
1,4895
18,8
1,4795
22,8

1,4992
15,0
1,4890
19,0
1,4790
23,0

1,4987
15,2
1,4885
19,2
1,4785
23,2

1,4982
15,4
1,4880
19,4
1,4780
23,4

1,4976
15,6
1,4875
19,6
1,4775
23,6

1,4971
15,8
1,4870
19,8
1,4770
23,8

1,4966
16,0
1,4865
20,0
1,4765
24,0

1,4961
16,2
1,4860
20,2
1,4760
24,2

1,4956
16,4
1,4855
20,4
1,4755
24,4

1,4951
16,6
1,4850
20,6
1,4750
24,6

1,4946
16,8
1,4845
20,8
1,4745
24,8





1,4740
25,0


На точность показаний влияет ряд факторов: правильность работы рефрактометра (предварительно рефрактометр необходимо настроить согласно прилагаемой к нему инструкции); температура меда (определение проводят при 20°С; при температуре выше 20°С прибавляют 0,00023 на 1°С, а при температуре ниже 20°С – вычитают 0,00023  на 1°С); наличие кристаллов (закристаллизирован-ный мед нагревают в пробирке с закрытой пробкой при 50°С, затем охлаждают до 20°С; воду, сконденсировавшуюся на стенках пробирки, и мед перемешивают стеклянной палочкой); наличие механических примесей.
Содержание воды в цветочном мёде можно определить также путем взвешивания капли. Техника выполнения проста, а результаты сравнительно точны. В основу этого метода взято свойство жидкостей, имеющих разные удельные веса, занимать разное положение при их смешивании. Для этого нужно иметь заранее приготовленный раствор-эталон из хлористого кальция с удельным весом 1,4, что соответствует удельному весу цветочного мёда, содержащего 22 % воды. Раствор-эталон наливают в пробирку до 3/4 ее объема и затем осторожно с высоты 1 – 2 см от поверхности вносят каплю исследуемого мёда (пипеткой или стеклянной палочкой). Если капля мёда опускается вниз, значит, ее удельный вес больше удельного веса раствора-эталона. Следовательно, количество воды в исследуемом меде ниже 22 %.
Если капля всплывет, удельный вес исследуемого мёда меньше удельного веса раствора-эталона. Значит, и содержание воды в нем выше предельного.
Содержание восстанавливающих сахаров в меде
Определяется экспресс-методом. В колбу отмеряют 10 см3 1 % раствора красной кровяной соли, 2,5 см3 10 % раствора едкого натра и 5,6 см3 0,25 % раствора исследуемого мёда. Содержимое колбы нагревают до кипения, кипятят 1 мин и прибавляют 1 каплю 1 % раствора метиленовой сини. Если раствор не обесцвечивается, то в исследуемой пробе нередуцирующих веществ меньше 82 % на сухое вещество. Результат заносится в сводную таблицу 8.5.
Содержание сахарозы в меде
Определяется экспресс-методом. В пробирку к 5 см3 0,25 % раствора мёда добавляют 0,2 см3 40 % раствора едкого натра, смесь помещают в кипящую водяную баню на 10 мин, а затем охлаждают до 20 – 25 °С. Раствор приобретает соломенно-желтую окраску. К 1 см3 охлажденного раствора приливают 2 см3 1 % раствора камфары в концентрированной соляной кислоте и тщательно встряхивают. При наличии истинной сахарозы в меде более 2 % раствор окрашивается от вишневого до бордово-красного цвета. Результаты заносятся в сводную таблицу 8.5.
Определение кислотности
В цветочном мёде содержатся свободные органические кислоты, а также связанные органические и неорганические кислоты. Всего насчитывают до пятнадцати кислот. К ним относят: яблочную, молочную, винную, щавелевую, лимонную, фосфорную и другие кислоты. При закисании мёда кислотность увеличивается за счет накопления уксусной кислоты. Муравьиной кислоты в цветочном мёде очень мало, поэтому определение кислотности по муравьиной кислоте не во всех случаях бывает точным.
Показатель кислотности мёда желательно выражать в традиционных единицах измерения – градусах Тернера. Кислотность в нормальных градусах равна 0,1 миллилитра 0,1 % раствора едкого натрия, израсходованного при титровании на нейтрализацию 100 г мёда при индикаторе фенолфталеине.
В химический стаканчик емкостью 50 – 100 см3 отвешивают 5 – 10 г мёда с точностью до 0,01, навеску растворяют в нейтральной дистиллированной воде, добавляют 2 – 3 капли 1 % спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1 % раствором едкого натра до розового окрашивания. Для выражения кислотности мёда по муравьиной или яблочной кислоте производят расчет по формуле:
по муравьиной кислоте:
X=aЧ0,0046Ч100/10
[8.1]

по яблочной кислоте:
X=aЧ0,0067Ч100/10,
[8.2]

где X – содержание кислоты;
а – 0,0046 – количество муравьиной кислоты;
0,0067 – количество яблочной кислоты, эквивалентное 1 см3 0,1 % раствора едкого натрия, г;
10 – количество меда, взятое для титрования, г;
100 – пересчет на 100 г.
Кислотность доброкачественного пчелиного меда по муравьиной кислоте в пределах 0,03 – 0,21, по яблочной кислоте – 0,04 – 0,33. Повышение кислотности характеризует начало брожения мёда, а понижение кислотности может быть следствием фальсификации мёда. Результаты заносятся в сводную таблицу 8.5.
Определение диастазного числа. Нагревание натурального пчелиного мёда выше 60 °С приводит к понижению активности ферментов в мёде. При температуре выше 80 – 90 °С ферменты инактивируются. Диастазное число – это показатель активности фермента диастазы. Оно выражается в количестве миллилитров 1 % раствора крахмала, расщепленного при 40 °С за 1 ч диастазой, содержащейся в 1 г меда. Готовится 10 % раствор мёда. В штатив ставят 9 пробирок, нумеруют их и наливают градуированной пипеткой медовый раствор: в первую – 1,0 см3, во вторую – 1,3 см3, в третью – 1,7 см3, четвертую – 2,1 см3, пятую – 2,8 см3, шестую – 3,6 см3, седьмую – 4,6 см3, восьмую – 6,0 см3, девятую – 7,7 см3. В каждую пробирку наливают дистиллированную воду до 10 см3 и 0,5 см3 раствора поваренной соли (0,58 г соли на 100 см3 воды), затем 5 см3 свежеприготовленного 1 % раствора крахмала и перемешивают. Пробирки с содержимым нагревают до 40 – 45 °С и выдерживают их при этой температуре 1 ч, затем быстро охлаждают водой и в каждую пробирку добавляют по одной капле раствора йода (раствор Люголя).
При этом в пробирках раствор, содержащий нерасщепленный крахмал, окрашивается в синий цвет. При отсутствии крахмала он становится желтоватым (что обусловлено окраской раствора меда с каплей йода). В тех пробирках, в которых крахмал разложился не полностью, от йода раствор приобретает фиолетовую окраску различной интенсивности. Последняя слабоокрашенная пробирка перед рядом обесцвеченных (с желтоватым оттенком) соответствует диастазной силе исследуемого мёда.
Диастазное число Д вычисляют по формуле:
D=YЧ10/A,
[8.3]

где Y – количество 1 % раствора крахмала, см3;
А – количество 10 % раствора мёда, влитого в пробирку, соответствующее диастазной силе исследуемого мёда, см3;
10 – коэффициент пересчета 10 % раствора мёда на мёд неразведенный. Результаты заносятся в сводную таблицу 8.5.
Экспресс-методы определения фальсификации натурального пчелиного мёда представлены в таблице 8.4.
Таблица 8.4 – Экспресс-методы определения фальсификации натурального пчелиного мёда
Показатель
Экспресс-метод

Прозрачность
Натуральный мёд из-за присутствия белковых веществ имеет мутность (опалесценцию), которая увеличивается при зарождении кристаллов глюкозы. Прозрачность мёда указывает на его возможную фальсификацию.

Добавление крахмальной патоки

Реакция на декстрины
К водному раствору мёда (1:2 или 1:3) приливают 96° этиловый спирт и взбалтывают. Раствор становится молочно-белым и в отстое образуется прозрачная полужидкая масса (декстрины). При отсутствии примеси крахмальной патоки ферментативного гидролиза раствор остается прозрачным и только в месте соприкосновения слоев меда и спирта появляется едва заметная муть, исчезающая при взбалтывании

Реакция на оксиметилфурфурол
В сухой фарфоровой ступке тщательно перемешивают пестиком в течение 2-3 минуты около 3 г мёда и 15 мл эфира. Эфирную вытяжку переносят в сухую фарфоровую чашку и повторяют перемешивание меда с новой порцией 15 мл эфира. Эфирные вытяжки объединяют и дают эфиру испариться под тягой при температуре не выше 30°С. К остатку прибавляют 2 ( 3 капли раствора резорцина. Появление красного или вишнево-красного цвета в течение 5 мин свидетельствует о добавлении крахмальной патоки кислотного гидролиза

Реакция на йод
Пробу мёда растворяют в воде (1:1) и добавляют 1 каплю раствора йода. Изменение окрашивания раствора указывает на присутствие крахмала или продуктов его гидролиза

Добавление свекловичной патоки

Реакция с уксуснокислым свинцом
К 2 мл 10% раствора мёда прибавляют 1 мл уксуснокислого свинца и 10 мл этилового спирта. Обильный желтовато-белый осадок указывает на примесь свекловичной патоки. При ее небольшом содержании (до 10%) образуется не осадок, а обильная молочно-белая муть. Раствор натурального мёда дает только легкое помутнение

Добавление желатина или клея

Реакция на аммиак
Нагревают раствор мёда (1:2) с водным раствором едкой щелочи. Смоченной лакмусовой бумажкой испытывают реакцию паров при кипячении раствора. При наличии желатина или клея в мёде образуется аммиак, который вызывает посинение красной лакмусовой бумажки

Добавление муки или крахмала

Реакция на раствор Люголя
5 г мёда растворяют в 5-10 мл воды, нагревают до кипения и прибавляют несколько капель раствора Люголя. При наличии муки или крахмала появляется синее окрашивание

4. Микроскопическое исследование мёда
При сборе нектара к телу пчел прилипает пыльца, которая затем попадает в мёд. Зерна пыльцы каждого растения имеют определенную форму и размер. Зная эти особенности, можно определить натуральность пчелиного цветочного мёда и его ботанический сорт.
В мёде обычно содержится пыльца разных растений, и если пыльца одного растения преобладает или ее количество достигает 40 – 50 %, мёд относят к монофлерному – ему дают название этого растения.
В падевом мёде при микроскопическом исследовании центрифугата обнаруживают разные примеси и даже водоросли, что характеризует его нецветковое происхождение. Дрожжевые клетки характерны для мёда с наличием брожения (закисания).
Для микроскопического пыльцевого анализа готовят водный раствор мёда 1:2 и центрифугируют. Верхний слой сливают, а осадок наносят на предметное стекло в виде большой капли, покрывают покровным стеклом и исследуют при увеличении 40 Ч 15. Если на предметном стекле сделать тонкий мазок из мёда, то под микроскопом при малом увеличении в цветочном пчелином мёде будут видны характерные для мёда кристаллы обычно звездчатой или игольчатой формы (друзы звездчатой формы), а кристаллы свекловичного сахара имеют форму крупных глыбок, иногда правильной геометрической формы (октаэдров). После микроскопирования писать каждый образец.
Содержание отчета и его форма
Отчет по работе должен содержать наименование работы, ее цель и содержание, описание методов исследования, результатами исследований в виде таблицы 8.5. Описание результатов микроскопирования образцов. Сделать вывод по качественной оценке меда, о его натуральности.
Таблица 8.5 – Сводная таблица оценки качества различных образцов мёда
Образец
Механичес-кие примеси
Массовая доля влаги, %
Массовая доля инвертного сахара, %
Массовая доля сахарозы, %
Кислот-ность, оТ
Диастаз-ное число










Контрольные вопросы и защита работы
Мёд – как биологически активная добавка.
Виды мёда и его использование в промышленности.
Получение искусственного мёда.
Фальсификация натурального мёда.
Способы выявления фальсифицированного мёда


Список рекомендуемой литературы
Основная литература:
Гамаюрова, В. С. Пищевая химия : лабораторный практикум : учебник для студ. вузов / В. С. Гамаюрова, Л. Э. Ржечицкая. - Спб. : ГИОРД, 2006. - 134 с.
Пищевая химия : учебник для вузов / [А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А. А. Кочеткова и др.] ; под ред. А.П. Нечаева. - Изд. 5-е, испр. и доп. - Санкт-Петербург : ГИОРД, 2012. - 668 с.
Дополнительная литература:
1. Донченко, Л. В. Безопасность пищевого сырья и продуктов питания  /  Л. В. Донченко, В. Д. // М.: Пищепромиздат, 1999. – 346 с.
Кислухина, О. В. Ферменты в производстве пищи и кормов  /  О. В. Кислухина// М.: ДеЛи принт, 2002. – 336 с.
Нечаев, А. П. Пищевые и биологически активные добавки активные добавки, ароматизаторы и технологические вспомогательные средства : учеб. пособие / А. П. Нечаев, А. А. Кочеткова. – СПб. : ГИОРД, 2007.Нечаев, А.П. Пищевая химия: учебник  / А. П. Нечаев, С. Е. Траубенберг, А. А.  Кочеткова // СПб.: ГИОРД, 2001. – 592 с.
Пробиотики, пребиотики, синбиотики и функциональные продукты питания. Современное состояние и перспективы : сборник материалов международной конференции. Москва, 2-4 июня 2004 / [под ред. В. А. Алешкина]. - М., 2004. - 242 с.
Рогов, И. А. Химия пищи : учебник / И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Н. И. Дунченко. – Москва : КолосС, 2007. – 853 с.
Рогов, И. А. Дисперсные системы мясных и молочных продуктов / И. А. Рогов, А. В. Горбатов, В. Я. Свинцов //М.: Агропромиздат, 1990. – 320 с.
Тихомирова, Н. А. Технология продуктов лечебно-профилактического назначения на молочной основе : учеб. пособие / Н. А. Тихомирова. - СПб. : Троицкий Мост, 2010. - 447 с.
Интернет-ресурсы:
Рогов И.А. Антипова Л.В. Дунченко Н.И. Химия пищи, 2007. Учебник (с гифом УМО МО РФ), М.: КолосС, 2007. – 853 с. //http://nashaucheba.ru/v9509 – сайт НашаУчеба-учебные материалы.
Толстогузов В.Б. Искусственные продукты питания. Новый путь получения пищи и его перспективы. Научные основы производства // [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]/v.19528 - Сайт НашаУчеба-учебные материалы









13PAGE 15


13PAGE 147615




Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 14818507
    Размер файла: 566 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий