Ход работы - Северо-Кавказский горно
advertisement
ОКСИДАНТЫ И АНТИОКСИДАНТЫ Лабораторный практикум для студентов направления 260100 – «Продукты питания из растительного сырья» Составители: М. М. Гацунаева, С. К. Тедеев, М. Ф. Хачирова ВЛАДИКАВКАЗ 2013 Министерство образования и науки РФ Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) Кафедра технологии бродильных производств ОКСИДАНТЫ И АНТИОКСИДАНТЫ Лабораторный практикум для студентов направления 260100 – «Продукты питания из растительного сырья» Составители: М. М. Гацунаева, С. К. Тедеев, М. Ф. Хачирова Допущено редакционно-издательским советом Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета). Протокол № 22 от 25.02.2013 г. ВЛАДИКАВКАЗ 2013 -1- УДК 641.1(07) ББК 51.23 Г24 Рецензент: кандидат технических наук, доцент СОГУ Ибрагимова З. Р. Г24 Оксиданты и антиоксиданты: Лабораторный практикум. Для студентов направления 260100 «Продукты питания из растительного сырья» / Сост.: М. М. Гацунаева, С. К. Тедеев, М. Ф. Хачирова; Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). – Владикавказ: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во «Терек», 2013. – 41 с. УДК 641.1(07) ББК 51.23 Редактор: Хадарцева Ф.С. Компьютерная верстка Гугкаевой Р. А. Составление. Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), 2013 Гацунаева М. М., Тедеев С. К., Хачирова М. Ф. Составление 2013 Подписано в печать 26.11.13. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Гарнитура «Таймс». Печать на ризографе. Усл. п. л. 2,39. Тираж 30 экз. Заказ №_____ Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во «Терек» СКГМИ (ГТУ). 362021, Владикавказ, ул. Николаева, 44. Отпечатано в отделе оперативной полиграфии -2- Введение Настоящее учебное пособие предназначено для студентов направления подготовки 260100 – «Продукты питания из растительного сырья» и составлено в соответствии с программой по дисциплине «Пищевая химия». Цель лабораторного практикума – ознакомить студентов с методами оценки качества продуктов на базе экспериментальных исследований. Данное пособие предусматривает применение и закрепление ранее полученных знаний и формирование у студентов экспериментальных навыков. В теоретической части каждого раздела пособия сформулированы основные понятия, необходимые при выполнении отдельных работ. Также приводится подробное описание лабораторных методов исследования. Кроме того, в практикуме изложены общие правила работы в химической лаборатории, правила работы с кислотами и щелочами, правила оказания первой помощи при ожогах и других несчастных случаях. Практикум состоит из трех разделов, включающих определенные лабораторные работы, которые сгруппированы по признаку общности цели с указанием экспериментальных приемов, используемых при их выполнении. Отбор отдельных опытов проводился с учетом доступности реактивов, простоты аппаратуры, сравнительно небольшой продолжительности. Правила оформления лабораторной работы 1. Название работы. 2. Цель лабораторной работы. 3. Принцип определения исследуемого показателя. 4. Описание методики проведения опыта. 5. Оформление полученных результатов. 6. Вывод. Лабораторный практикум позволит сформировать у студента понимание логической завершенности теоретического и практического циклов в целом по всему курсу «Пищевая химия». -3- Правила работы в лаборатории Выполнению лабораторных занятий предшествует самостоятельная домашняя подготовка студентов: работа с учебниками, учебными пособиями, лекционными записями. На первом занятии студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности и расписаться об этом в журнале «Техника безопасности». Работать в лаборатории студенты обязаны в халатах. При выполнении опытов в лаборатории каждый студент должен соблюдать следующие основные правила работы: 1. Вначале необходимо ознакомиться с описанием опыта, и только затем приступать к его выполнению. Обратить особое внимание на те пункты, в которых указано "Осторожно!". 2. При использовании реактивов необходимо поддерживать порядок в расположении склянок с растворами и веществами, не перемещать их на другое место, ставить на полку или под тягу так, чтобы надпись на склянке была хорошо видна всем работающим. 3. При выполнении опыта необходимо брать то количество реактива, которое указано в описании. Если количество реактива взято больше, чем необходимо для проведения опыта, лишнюю его часть выливать или пересыпать из пробирки в общие склянки не разрешается, во избежание порчи реактивов и растворов. 4. При нагревании пробирки, её следует держать таким образом, чтобы отверстие не было направлено ни на себя, ни на работающих рядом или напротив. Во избежание растрескивания стекла нельзя нагревать жидкости в пробирке у мениска или выше их уровня. 5. При нагревании пробирки с реакционной смесью надо следить, чтобы с наружной стороны пробирка была сухой, в противном случае она может лопнуть. 6. При работе с пробиркой снабженной газоотводной трубкой необходимо помнить, что убирать горелку из-под пробирки с реакционной смесью можно только после того, как нижний конец газоотводной трубки удален из жидкости. 7. При работе с горючими и легко воспламеняющимися жидкостями располагать зажженные горелки по возможности дальше от места работы и от склянок с указанными жидкостями. -4- 8. Особую осторожность следует проявлять при работе с газами, дающими взрывчатые смеси с воздухом (метан, этилен, ацетилен). 9. Работу с летучими ядовитыми веществами производить в вытяжном шкафу. 10. При воспламенении горючих веществ немедленно принимать меры к тушению огня (накрыть асбестовой сеткой, чашкой или засыпать песком). В случае большого очага пожара пользоваться огнетушителем ОУ-5. 11. При пользовании крепкими кислотами и щелочами следить, чтобы была исключена возможность попадания их на лицо, руки, одежду. В случае попадания их на кожу и одежду, немедленно вызвать врача и нейтрализовать вещество щелочью или кислотой, в зависимости от рода вещества. 12. При несчастных случаях уметь пользоваться аптечкой. 13. В конце работы необходимо убрать свое рабочее место. Качество уборки рабочих мест проверяет дежурный по группе. Первая помощь при несчастных случаях в лаборатории 1. При ранении стеклом необходимо убедиться, что в ранке не осталось стекла, если в ранку попал кусочек стекла, надо прежде всего удалить его пинцетом. Затем (при небольшом ранении) протереть ранку ваткой, смоченной спиртом, смазать йодом и наложить повязку. Если кровотечение сразу не прекращается, к ране надо приложить кусочек ваты смоченной 10%-ным раствором хлорида железа. При сильном кровотечении, связанным с ранением более крупных кровеносных сосудов, надо временно перетянуть руку эластичным жгутом. Как только кровотечение остановиться, жгут надо немедленно снять. 2. При термических ожогах, чтобы предупредить образование пузырей, нужно сразу же смочить обожженные места 5%-ным раствором танина в 40%-ном этиловом спирте. Лучше наложить небольшой компресс из ваты или марли, смоченной этим раствором. -5- 3. При ожогах кислотами следует немедленно и тщательно промыть обожженный участок водой, а затем 2%-ным раствором питьевой соды. 4. При ожогах щелочами следует немедленно и тщательно промыть обожженный участок водой, а затем 2%-ным раствором борной кислоты. 5. При ожогах бромом следует смачивать пораженное место 1%-ным раствором карбоната натрия (пока не исчезнет бурая окраска от брома), а затем наложить компресс из ваты или марли, смоченной 5 %-ным раствором мочевины. 6. При ожогах фенолом следует промыть пораженный участок водой и наложить компресс из ваты или марли, смоченной глицерином. 7. После оказания первой помощи пострадавшего (в зависимости от тяжести его поражения) необходимо доставить в медицинский пункт или поликлинику. -6- Лабораторная работа 1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН Цель работы: ознакомиться с методами определения суммы пищевых волокон. Под термином «пищевые волокна» понимают химические соединения, входящие в состав пищевых продуктов растительного происхождения, которые не способны расщепляться в пищеварительном тракте человека под действием его тканевых ферментов. По химической природе пищевые волокна представляют собой сложные углеводы: целлюлозу (клетчатку), гемицеллюлозу, пектиновые вещества. К пищевым волокнам относится также лигнин, который хотя не является углеводом, всегда сопутствует клетчатке в довольно заметных количествах, химически связан с ней и практически неотделим. В кислотных и других средах не гидролизуется. Лигнин не является индивидуальным химическим соединением. Лигнином называют группу опорных веществ фенольной природы, состоящих из полимеризатов дегидрированных спиртов. Суммарное количество пищевых волокон можно определить по количеству входящих в пробу отдельных компонентов - клетчатки, гемицеллюлозы, лигнина, пектиновых веществ. 1.1. Определение сырой клетчатки Для определения суммарных компонентов (клетчатка, гемицеллюлоза, лигнин) наиболее пригоден метод «сырой» клетчатки по Геннесбергу и Штоману. В состав «сырой» клетчатки входят инкрустирующие вещества (лигнин, кутин, суберин), частично гемицеллюлоза, пентозаны, гексозаны и другие вещества. «Сырую» клетчатку получают в результате последовательной обработки навески кислотой и щелочью в точно определенных условиях, в некоторой степени имитирующих действие среды пищеварительного тракта организма. Под действием кислоты из пробы удаляются простые и сложные сахара, некоторые азотистые соединения. Щелочь омыляет жиры, растворяет белки и часть инкрустирующих веществ. -7- Ход работы Берут навеску в 3 г на аналитических весах и помещают в химический стакан емкостью 300 мл, добавляют 200 мл 1,25%-го раствора серной кислоты и кипятят на сетке в течение 30 мин (время фиксируется с момента закипания). Для поддержания данной концентрации кислоты в стакан регулярно доливают горячую дистиллированную воду до метки (200 мл). Воду подливают сильной струей из промывалки так, чтобы она смывала частицы, приставшие к стенкам стакана. По истечении времени стакан снимают с нагревательного прибора, дают осесть осадку, охлаждают при комнатной температуре. Затем жидкость отсасывают на воронке Бюхнера, после этого осадок несколько раз промывают горячей дистиллированной водой до нейтральной реакции (проба на универсальную или синюю лакмусовую бумагу). После промывания осадок вновь переносят с фильтра в тот же химический стакан и добавляют 200 мл 1,25%-ного раствора едкого натрия и кипятят 30 мин, регулярно добавляя воду по аналогии с серной кислотой. Затем жидкость отсасывают на воронке Бюхнера, осадок промывают горячей дистиллированной водой до нейтральной реакции (проба на универсальную или красную лакмусовую бумагу). Только после этого осадок переносят на высушенный и заранее взвешенный на аналитических весах фильтр. Фильтр должен быть высушен в сушильном шкафу при температуре 100–150 оС в течение 3–4 часов. Осадок на фильтре промывают смесью спирта и эфира (1 : 1) для удаления жира. Осадок считается промытым тогда, когда вытекающие капли фильтрата станут бесцветными. Потом осадок вместе с фильтром сушат в сушильном шкафу при температуре 100–150 оС в течение 3–5 часов. Осадок после высушивания охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. По разнице весов осадка с фильтром и самого фильтра находят вес «сырой» клетчатки, и по формуле вычисляют процентное содержание «сырой» клетчатки в пробе ( у ), %: 100 b , y a где b – вес «сырой» клетчатки, г; а – навеска пробы, г. -8- Пример: y 100 0,5 16,6 %. 3 1.2. Определение пектиновых веществ Пектиновые вещества являются кальциевыми и магниевыми солями полимеров частично метоксилированной галактуроновой кислоты. Пектины могут находиться в растворимой и нерастворимой формах. Нерастворимая форма называется протопектином. При действии разбавленных кислот протопектин гидролизуется до растворимого пектина. Для определения пектина чаще всего пользуются весовым кальциево-пектиновым методом. Метод основан на гидролизе пектиновых веществ до полигалактуроновой (пектиновой) кислоты, ее осаждении в форме кальциевой соли, высушивании и взвешивании. Нерастворимые кальциевые и магниевые соли полигалактуроновой кислоты предварительно переводят в раствор цитратом аммония или натрия. Ход работы На технических весах отвешивают навеску массой 3 г, растирают в ступке до однородного состояния и переносят в колбу вместимостью 150 мл. Заливают 50 мл раствора НС1 (0,3 моль/дм) и нагревают с обратным холодильником в течение 30 мин на кипящей водяной бане. Затем гидролизат фильтруют через складчатый фильтр в мерную колбу вместимостью 250 мл. Осадок с фильтром возвращают в колбу, заливают 50 мл 1%-ного раствора лимоннокислого аммония и вновь помещают на 30 мин на кипящую водяную баню. По истечении времени гидролизат фильтруют в ту же мерную колбу, что и в первый раз. Гидролизаты в обоих случаях фильтруются после водяной бани без предварительного охлаждения. Далее фильтрат нейтрализуют 10%-ным раствором NaОН (в среднем 5 мл) и содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой. Пектиновые вещества, включая протопектин, находятся в форме пектиновой кислоты. Затем из мерной колбы берут 50 мл фильтрата, добавляют 50 мл 0,4%-ного раствора NaОН и оставляют на ночь при ком-9- натной температуре для омыления метоксильных групп. На следующий день раствор нейтрализуют 50 мл уксусной кислоты (1 моль/дм3) и прибавляют 50 мл СаС12 (2 мл/дм ). Для полноты реакции раствор СаС12 с пектиновой кислотой сразу кипятят 5 минут или оставляют на 1 час. После кипячения образовавшийся осадок пектата кальция фильтруют через высушенный до постоянной массы беззольный фильтр. Осадок на фильтре промывают кипящей водой до исчезновения положительной реакции на хлор. Затем осадок пектата кальция вместе с фильтром переносят в бюкс и при температуре 100 оС доводят до постоянной массы. Исходя из массы пектата кальция, рассчитывают содержание пектина хb (в %) по формуле: xb 0,9235 100 M o V1 , M V2 где М0 – масса осадка пектата кальция, г; М – масса навески, г; 0,9235 – коэффициент, учитывающий массу кальция в молекуле пектата; V1 – общий объем гидролизата, мл; V2 – объем гидролизата, взятого для омыления метоксильных групп, мл. Пример: xb 0,9135 100 7,3 35 77,79 %. 3 100 - 10 - Лабораторная работа 2 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ЖИРОВ Цель работы: ознакомиться с основными физико-химическими превращениями в процессе хранения и переработки. В процессе переработки и хранения жиры подвергаются гидролитическим и окислительным превращениям. 2.1. Гидролиз жиров В процессе технологической обработки, в частности при нагревании, жиры способны гидролизоваться. Степень гидролиза зависит от режимов тепловой обработки. Гидролиз жиров, как и любой химический процесс, можно описать, используя законы химической кинетики. В результате гидролиза происходит накопление свободных жирных кислот по схеме: Химическая кинетика изучает зависимость скорости реакции от различных факторов: концентрации реагирующих веществ, температуры, присутствия посторонних веществ (например, катализаторов), объема и формы сосуда, в котором протекает реакция, среды, давления, от воздействия различных излучений и т. п. Формальная кинетика, не объясняя характера наблюдаемых зависимостей детального механизма протекающих процессов, классифицирует их по величине молекулярности и порядку реакции, позволяет определить порядок реакции и константу скорости реакции. Скорость реакции. Скорость химической реакции определяется изменением концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Скорость реакции изменяется с течением времени. Различают среднюю и истинную скорость реакции. Средней скоростью - 11 - реакции V в заданном промежутке времени называется отношение уменьшения концентрации исходного вещества или увеличение концентрации продукта реакции во времени, в течение которого это уменьшение или увеличение произошло: 𝐶 −𝐶 𝑉 = ± 𝑡2 − 𝑡 1 . 2 1 Истинная скорость реакции V в данный момент может быть выражена изменением концентрации за бесконечно малый промежуток времени, т. е. производной от концентрации по времени: 𝑑𝐶 𝑉 = ± 𝑑𝑡 . Производная dC / dt положительная, если скорость реакции определяется изменением концентрации одного продукта реакции, и отрицательная – если скорость реакции определяется по изменению концентрации одного из исходных веществ. Часто при расчетах по кинетическим уравнениям вместо концентрации используют другие характеристики (величины), ей пропорциональные: количество вещества, объем титранта, израсходованного на реакцию с веществом, угол вращения плоскости поляризации и т. д. Кислотное число, определяемое при гидролизе жиров, является величиной, пропорциональной концентрации образовавшихся в результате реакции свободных жирных кислот. Порядок химической реакции. Каждая реакция имеет свой порядок. Порядок химической реакции равен сумме показателей степени концентрации реагентов в кинетическом уравнении. Так для реакции (3) кинетическим уравнением ее скорости является выражение: 𝑣 = 𝑘 · 𝐶𝐴𝑎 · 𝐶𝐵𝑏 . И общий порядок реакции равен a + b (если реакция не осложнена побочными процессами). Если порядок равен 1, то реакцию называют реакцией первого порядка, если 2 – второго порядка, если 3 – третьего порядка. Порядок реакции может быть нулевым и дробным. - 12 - Практически определять коэффициенты «a» и «b» сложно и трудоемко, более доступен графический метод, согласно которому строят график зависимости концентрации от времени в координатах концентраций 1 = ʄ (𝜏), 𝐶 t𝗀𝐶 = ʄ (𝜏), 1 = ʄ (𝜏), 𝐶2 основываясь на уравнениях, описывающих порядок реакции: t𝗀𝐶 = ʄ𝑙𝑔𝐶0 − 1 𝐶 1 𝐶2 1 2,3 𝑘 τ реакция 1 порядка; 1 = 𝐶 + 𝑘 τ реакция 2 порядка; 0 1 1 = 𝐶 2 + 2𝑘 τ реакция 3 порядка (1) (2) (3) 0 Если какая-либо реакция протекает при постоянной температуре и постоянстве других условий, то константа скорости является определенной, характерной для данной реакции величиной. В отличие от этого скорость реакции в качестве ее характеристики непригодна, т. к. она постоянно изменяется в ходе большинства реакций. Следовательно, величина константы скорости реакции может служить косвенной характеристикой интенсивности химического процесса, в том числе гидролиза жира. 2.2. Определение кислотного числа Содержание свободных жирных кислот в 1 г жира характеризуется кислотным числом жира. Кислотное число жира выражается количеством мг щелочи, необходимой для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира. Для свежего жира значение кислотного числа не превышает 0,02–0,5. Увеличение кислотного числа снижает сортность жира, и при кислотном числе больше 3,5 жир направляется на технические цели. - 13 - Ход работы Кислотное число жира определяется в пробах жира, который подвергается нагреву при заданной температуре в ºС. Через определенные промежутки времени, указанные в табл. 2.1, из общей массы нагреваемого жира отбирается проба для определения кислотного числа. Экспериментальные данные, полученные титрованием, заносят в табл. 2. 1. Таблица 2.1 Время (), мин 0 15 30 45 60 75 90 105 Концентрация продуктов реакции (КЧ) Истинная скорость реакции В сухую коническую колбу на 100 мл отвешивают 35 г анализируемого жира, если жир застыл, то его растворяют в 30–50 мл нейтрализованной по фенолфталеину смеси 2 : 1 (серного эфира и этилового спирта), добавляют 2 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1 н раствором КОН до появления розового окрашивания. Кислотное число рассчитывают по формуле: 𝑉 ∙ 5,611 , 𝑚 где V – количество миллилитров 0,1 н раствора щелочи, израсходованной на титрование; т – навеска жира, г; 5,611 – титр 0,1 н раствора КОН, мл/мл. По этим данным строят график зависимости «концентрация – время» С = f(t) (рис. 2. 1). КЧ = - 14 - Рис. 2. 1. Зависимость концентрации продуктов гидролиза жира (кислотного числа) от времени. На полученной кривой выбирают произвольные точки, соответствующие различным моментам времени, проводят касательные к кривой. Тангенс угла наклона касательных определяет истинную скорость реакции и находится по отношению противолежащего катета к прилежащему в треугольнике, гипотенузой которого является касательная: V dC . dt Задание 1. Для определения порядка реакции используются данные табл. 2.2. Приняв за величину концентрации «С» значения кислотных чисел, рассчитывают величины 1 / С для различных моментов времени и заносят их в табл. 2.2. Таблица 2.2 Время (), мин tgC 0 15 30 1/C 1 / C2 - 15 - 45 60 75 90 105 Строят графики зависимости: tg𝐶 = 𝑓(𝜏); 1 𝐶 = 𝑓(𝜏); 1 𝐶2 = 𝑓(𝜏). Если экспериментальные точки на одном из графиков ложатся на прямую линию, то порядок реакции будет тот, которому соответствует этот график зависимости. Например, если tgС = f(t) – прямая линия, то порядок реакции n = 1; если прямую линию образуют точки на графике 1 / С = f (t), то порядок реакции равен 2; если прямолинейность наблюдается на графике 1 / С2 = f (t), то порядок реакции n = 3. Задание 2. Определение перекисного числа Согласно современной теории о механизме окисления жиров, первичными продуктами окисления являются пероксиды. В результате дальнейших превращений пероксидов образуются вторичные продукты окисления: спирты, альдегиды, кетоны, кислоты с углеродной цепью различной длины, а также их полимеры. Скорость, глубина и направление окисления зависят от состава жиров и масел: с увеличением степени непредельности жирных кислот, входящих в состав глицеридов, скорость окисления вырастает. Окислительные процессы в жирах катализируются присутствием влаги, следов металлов, кислорода воздуха. О содержании перекисных соединений в жире судят по перекисному числу, которое позволяет выяснить окислительные процессы и появление продуктов порчи значительно раньше, чем это может быть установлено органолептически. Перекисное число – количество граммов йода, выделенных из йодида калия перекисными соединениями, содержащимися в 100 г жира. Перекисное число определяется йодометрическим методом, основанным на окислении йодистого калия перекисями и гидроперекисями жира в растворе уксусной кислоты и хлороформа и титровании выделившегося йода раствором тиосульфата натрия. Перекисное число свежего жира должно быть не более 0,03%-ного йода, испорченного жира - свыше 0,1%-ного йода. - 16 - Ход работы В коническую колбу на 300 мл вносят навеску массой 1 г, добавляют 10 мл хлороформа, после растворения жира приливают 10 мл ледяной уксусной кислоты пипеткой и 1 мл 10%-ного раствора йодистого калия. Колбу закрывают пробкой, перемешивают в течение 1 мин и оставляют в покое в темном месте на 15 мин. Затем приливают 75 мл дистиллированной воды, тщательно перемешивают и вносят 5 капель 1%-ного раствора крахмала. Оттитровывают выделяющийся йод 0,01 н раствором Na2S2O3. Параллельно ставят контрольный опыт. Расчет перекисного числа (%): ПЧ = (𝑉1 − 𝑉2 ) ∙ 𝐾 ∙ 0,001269 ∙ 100 , 𝑚 где V1, V2 – количество 0,01 н раствора Na2S2O3, израсходованное соответственно на рабочее и контрольное титрование выделившегося йода, мл; К – поправка к титру 0,01 н раствора Na2S203; 0,001269 – количество йода, соответствующее 1 мл 0,01 н раствора Na2S203, г; т – навеска жира, г. Пример: ПЧ = ( 5 − 3) ∙ 1 ∙ 0,001269 ∙ 100 = 2,53 % . 1 - 17 - Лабораторная работа 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПИЩЕВЫХ КОНСЕРВАНТОВ Цель работы: ознакомиться с методиками качественного и количественного анализа содержания сорбиновой и бензойной кислот в пищевых продуктах. В пищевой промышленности широко используются пищевые добавки. Это природные или синтезированные вещества, преднамеренно вводимые в пищевые продукты для придания им определенных свойств. Среди специально добавляемых веществ для консервирования особое значение имеют химические соединения, получившие название консервантов. Они предотвращают микробиальную порчу продуктов. Механизм действия консервантов на возбудителей многообразен, например: – консерванты, угнетающие определенную фазу прорастания спор микроорганизмов; – консерванты, снижающие активность воды в субстрате, угнетая тем самым рост и развитие микроорганизмов. Количество консервирующих веществ регламентируется стандартами, так как их поведение в организме неоднозначно. Их использование разрешается только тогда, когда они технологически необходимы и не представляют риска для здоровья и используются в интересах потребителя. Существует несколько вариантов участия их в обмене веществ: 1) нерастворимые вещества, которые, как правило, проходят неизмененными через кишечник; 2) вещества, которые всасываются из желудочно-кишечного тракта, но химическому превращению не подвергаются. Они не дают токсичных метаболитов и выводятся из организма через почки; 3) вещества, всасывающиеся из желудочно-кишечного тракта, но после биохимического разложения выводятся из организма. На первом этапе они окисляются, на втором – приобретают гидрофильность (связываясь с глюкуроновой, серной, фосфорной кислотами или иным путем), то есть способность к выведению из организма. - 18 - Для данных веществ, метаболизирующих таким образом, характерны достаточно быстрые биохимические превращения и отсутствие накопления метаболитов в организме. Например, бензойная кислота, которая в организме человека образует с глицином гиппуровую кислоту и выводится через почки. Бензойная кислота (С6Н5СООН) и ее натриевая соль (С6Н5СООNа) используются в концентрациях до 0,1 % для консервирования различных пищевых продуктов. Несмотря на низкий консервирующий эффект, бензоат натрия применяют чаще, чем кислоту из-за лучшей растворимости его в воде. Эффективность консерванта повышается в кислой среде (рН менее 5). Активность против дрожжей выше, чем против плесеней. Бензойная кислота влияет на ферментативную систему микроорганизмов, а также действует на клеточные мембраны. Бензойная кислота хороший консервант для кислой фруктово-овощной продукции. Бензойная кислота и ее соли применяются для консервирования плодово-ягодных пюре, соков, используемых в кондитерском производстве, плодово-ягодного повидла, фруктовых соков, икры рыбной, рыбных пресервов в количестве не более 1 000 мг/кг, а также мармелада, пастилы, меланжа, предназначенного для производства печенья в количестве не более 700 мг/кг. 4) соединения, которые всасываются и метаболизируются подобно веществам третьей группы, но их выведение или выведение их метаболитов происходит медленно. Например, борная и салициловая кислоты; 5) соединения, которые после всасывания используются организмом так же, как обычные питательные вещества. Они подвергаются биохимическому разложению, подобно белкам, жирам, углеводам. Например, пропионовая и сорбиновая кислоты. Сорбиновая кислота применяется с целью консервирования и предотвращения плесневения безалкогольных напитков, плодово-ягодных соков, хлебобулочных кондитерских изделий (мармелад, джем, варенье, крем), а также зернистой икры и предотвращения плесневения сыров, полукопченых колбас и при производстве сгущенного молока для предотвращения его потемнения (эта кислота полностью тормозит развитие шоколадно- 19 - коричневой плесени в сгущенном молоке). Сорбиновая кислота применяется также для обработки упаковочных материалов для пищевых продуктов. Сорбиновая кислота не обладает какимилибо вредными свойствами, она подавляет рост большинства микроорганизмов. Наибольшую антимикробную и антигрибковую активность сорбиновая кислота проявляет в кислой среде. При высоких значениях рН (более 5,5) она действует лучше, чем бензойная, а при рН5 сорбиновая кислота действует в 2–5 раз сильнее, чем бензойная. По своей структуре сорбиновая кислота является простым соединением, близким к ненасыщенным жирным кислотам. Сорбиновая кислота не образуется в животном организме, но цикл ее превращений в организме полностью соответствует превращениям ненасыщенных жирных кислот, в частности капроновой. Благодаря этому сорбиновая кислота полностью утилизируется организмом до углекислого газа и воды, и может служить источником энергии. В то же время она не оказывает антиметаболического действия на жизненно важные жирные кислоты в организме. Сорбиновая кислота обладает благоприятным биологическим действием на организм, так как она способна повышать иммунологическую реактивность и детоксикационную способность организма. 3.1. Качественное определение бензойной и сорбиновой кислот методом тонкослойной хроматографии Метод основан на извлечении бензойной кислоты (БК) и сорбиновой кислоты (СК) из пищевых продуктов перегонкой с паром или экстракцией органическим растворителем с последующим хроматографическим разделением их в тонком слое сорбента, элюации и измерении оптической плотности полученных элюатов. 3.1.1. Выделение бензойной и сорбиновой кислот Ход работы Пробу продукта (кроме напитков) массой около 10 г отвешивают с точностью до 0,01 г, измельчают и гомогенизируют с - 20 - добавкой 25 г Na2SО4 и 40 мл 1 М H2SО4. Гомогенат переносят в колбу емкостью 1 л, соединенную с парообразователем (рис. 3.1), и нагревают. В момент, когда жидкость в колбе начинает закипать, закрывают парообразователь пробкой и отгоняют БК и СК с паром, собирая около 80 мл дистиллята в приемник, содержащий 10 мл 1 М NaOH. Дистиллят переносят в делительную воронку, насыпают Na2S04 (на 10 мл дистиллята добавляют 6 г Na2S04), подкисляют 1 М H2S04 до рН 2,0–3,0 и экстрагируют этилацетатом трижды по 10 мл. Объединенный экстракт сушат, добавляя 2 г прокаленного безводного Na2S04. Этот экстракт обозначают V1. Экстракт упаривают на ротационном испарителе (допускается упаривание в фарфоровой чашке на песчаной бане). пар Рис.3.1. Ротационный испаритель: 1 – пробка парообразователя; 2 – насадка парообразователя; 3 – парообразователь с дистиллированной водой; 4 – кипелки; 5 – нагреватель парообразователя; 6 – насадка; 7 – гомогенат продукта; 8 – нагреватель; 9 – холодильник; 10 – аллонж; 11 – приемная колба; 12 – раствор щелочи. При анализе напитков исключают стадию отгонки, 10 мл напитка разбавляют вдвое 0,5 М Н2SО4, добавляя 10 г Na2S04, интенсивно перемешивают и экстрагируют БК и СК 3 раза по 5 мл этилацетатом. Объединенный экстракт сушат с 1 г безводного прокаленного Na2S04. Экстракт упаривают на ротационном испарителе или в фарфоровой чашке на песчаной бане до конечного объема 1 мл. - 21 - 3.1.2. Идентификация кислот Ход работы Готовят смесь растворителей: петролейный эфир – хлороформ – диэтиловый эфир – муравьиная кислота, в отношении объемов 20,0 : 8,0 : 2,8 : 1,2 и заливают в камеру для тонкослойной хроматографии. Пластинку «Сорбфил УФ-254» размечают мягким простым карандашом и в точки 1, 4, вносят по 2 и 4 мкл раствора 3 соответственно. При этом количество БК в данных пятнах составляет 4 и 8 мкг, а СК – 0,4 и 0,8 мкг соответственно. В точки 2 и 3 вносят 3 и 10 мкл экстракта. Нанесение проб проводят на линии «старта» микрошприцем или калиброванным капилляром с постоянным поддувом воздухом с помощью, например, фена. Диаметр пятна на старте не должен превышать 2–3 мм. Пластинку опускают в камеру и хроматографируют до 15 см от линии «старта». Для этой цели обычно применяют эксикатор или кристаллизатор, верх которого закрыт стеклом. Но можно применять и заводские хроматографические камеры (рис. 3.2, 3.3). Ставят пластинку с максимальной осторожностью, не увеличивая угла наклона пластинки и избегая ударов о стенку хроматографической камеРис. 3.2. Расположение хрома- ры. Следует соблюдать осторожтографической пластинки в ность при погружении пластинки в хроматографической камере. растворитель, чтобы исключить смывание сорбента. Под действием капиллярных сил растворитель начинает продвигаться в слое сорбента вверх по пластинке, увлекая за собой анализируемые вещества. При этом они перемещаются с различными скоростями (в силу свойственных им физических и химических свойств: молекулярный вес, присутствие функциональных групп, строение молекул). В слое сорбента происходит их разделение. В конце хроматографирования граница движущейся жидкости (линия «финиша», линия «фронта») фиксируется путем легкого постукивания по пластинке. Фронт растворителя должен подняться по слою сорбента на высоту пластинки, не доходя до - 22 - верхнего ее края. Полученный в результате хроматографирования слой сорбента, содержащий разделенные вещества, называется хроматограммой. Если вещества не окрашены, то они не видны на хроматограмме и хроматограмму не обнаруживают. Рис. 3.3. Камеры для хроматографирования: а) восходящим методом; б) нисходящим методом: 1 – крышка; 2 – держатель; 3 – зажим; 4 – бумага; 5 – стеклянная камера; 6 – место нанесения пробы (линия «страта»); 7 – растворитель; 8 – стеклянная палочка; 9 – лоток с растворителем. Затем пластинку вынимают, подсушивают и рассматривают в УФ-свете с длиной волны 254 нм. Обнаружение или выявление веществ на хроматограмме не следует путать с проявлением, т. е. процессом переноса растворенных веществ подвижной фазой через неподвижную. Подвижную фазу часто называют элюентом. Обнаружение проводят оптическими или химическими методами. К числу первых методов относится исследование хроматограммы в УФ-свете. Из химических методов широко распространено выявление веществ посредством обработки хроматограммы различными химическими реагентами, дающими цветные реакции с анализируемыми веществами. При исследовании в УФ-лучах хроматограмм разделения органических кислот наличие темных пятен в экстракте по соответствующим стандартам свидетельствует о присутствии исследуемых консервантов в продукте. Пятна в экстракте сравнивают с - 23 - пятнами стандартов визуально и ориентировочно оценивают содержание бензойной и сорбиновой кислот в пробе. Темные пятна в экстракте и стандартах обводят карандашом в УФ-свете. Хроматографическая подвижность характерна для данного соединения в данной системе растворителей на данном сорбенте и является выражением количественной оценки результатов хроматографирования. Значение величины Rf определяется отношением расстояния от центра соответствующего пятна на хроматограмме до линии «старта» к расстоянию от линии «фронта» до линии «старта» (рис. 3.4). Универсальными «выявителями» при химических методах являются: пары йода, концентрированный раствор серной кислоты, 10%-ный раствор дихромата калия в 50%-ном растворе серной кислоты. Выявитель наносят на хроматограмму Рис. 3.4. Определение R компонентов на путем опрыскивания. Нехроматограмме: А – точка нанесения иссле- обходимо следить за тем, дуемого вещества; начальная линия – чтобы опрыскивание пролиния «старта»; фронт растворителя – водилось достаточно меллиния «фронта»; Х1, Х2 – расстояния от центра соответствующего пятна на хрома- кими каплями во избежатограмме до линии «старта»; Хf – расстоя- ние нарушения слоя сорние от линии «фронта» до линии «старта». бента и изменения формы пятен. Существуют и специфические «выявители». Бензойная кислота. Высушенную пластинку разрезают между точками 3 и 4. Одну часть опрыскивают раствором хлорного железа, а затем - раствором перекиси водорода и нагревают 2 мин при 80–100 °С в сушильном шкафу. Появление буро-фиолетовой окраски пятен на хроматограмме экстракта, по цвету и Rf соот- - 24 - ветствующих пятнам в стандарте БК, подтверждает наличие БК в пробе. Сорбиновая кислота. Вторую часть пластинки опрыскивают раствором К2Сr2О4 в Н2S04, подсушивают, опрыскивают раствором 2-тиобарбитуровой кислоты и нагревают 5 мин при 100 °С в сушильном шкафу. Появление малиновой окраски пятен на хроматограмме экстракта, по цвету и Rf соответствующих пятнам в стандарте СК, подтверждает ее наличие в пробе. 3. 2. Количественное определение бензойной кислоты Сущность метода определения бензойной кислоты и бензоата натрия сводится к приготовлению водной вытяжки из исследуемого продукта, осаждению из нее белковых веществ, экстракции бензойной кислоты из водной вытяжки хлороформом с последующим титрованием. Ход работы Для проведения анализа готовят водную вытяжку в мерной колбе на 250 мл из навески продукта массой 20–50 г (если продукт твердый, его измельчают). Добавляют по каплям 10%-ный раствор NaOН до щелочной среды (проба по лакмусовой бумаге). Для осаждения белковых веществ прибавляют 5–10 мл К4[Fе(СN)6] и 5–10 мл H2S04. Содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой, энергично перемешивают и через 5 мин фильтруют. Затем 100 мл фильтрата помещают в делительную воронку, нейтрализуют 10%-ным раствором НС1 до нейтральной реакции, после чего добавляют еще 5 мл НС1. Бензойную кислоту экстрагируют 4 раза хлороформом по 40–50 мл; продолжительность каждой экстракции 15–20 минут. Взбалтывание проводят круговыми вращательными движениями через каждые 5 мин. После каждой экстракции хлороформенные вытяжки собирают в одну колбу и затем отгоняют % объема хлороформа на водяной бане при 65 оС, после чего остаток вытяжки переносят в фарфоровую чашку и выпаривают досуха при температуре 40–50 оС. При попадании в вытяжку водного слоя, необходимо хлороформенный слой промыть дистиллированной водой 2 раза по 5 мл. - 25 - Остаток бензойной кислоты в чашке растворяют в 30–50 мл спирта (нейтрализованного по фенолфталеину), прибавляют 10 мл дистиллированной воды, 2–3 капли фенолфталеина и титруют 0,05 моль/дм3 раствором NaOН. 1 мл раствора NaOН соответствует 0,0061 г бензойной кислоты или 0,0071 г бензоата натрия. Массовая доля бензойной кислоты Х (в %): 𝑋= 100 · 𝑉 ·𝐶 · 𝑀 · 𝑉1 1 000 · 𝑉2 · 𝑚 , где V – объем NaOН, израсходованный на титрование, мл; С – молярная концентрация раствора NaOН, моль/дм ; М – молекулярная масса бензойной кислоты, г/моль; V1 – общий объем приготовленного раствора, мл; V2 – объем фильтрата, взятый для экстракции хлороформом, мл; т – масса навески продукта, г. Пример: 𝑋= 100 · 9 · 0.05 · 122 · 100 1 000 · 100 · 20 - 26 - = 0,003 % . Лабораторная работа 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ НИТРАТОВ Цель работы: ознакомиться с методами определения нитратов в пищевых продуктах. Интенсификация производства овощей приводит к применению азотистых удобрений. Это влечет за собой повышение содержания в сырье и, следовательно, в продуктах питания нитратов, которые могут восстанавливаться в нитриты в верхних отделах пищеварительного тракта и оказывать вредное влияние на организм человека. На концентрацию нитратов в растениях влияет недостаток света, сроки уборки урожая. Так, увеличение продолжительности вегетации в весенний период положительно сказывается на снижении содержания нитратов в овощах. В молодых растениях нитратов на 50–70 % больше, чем в зрелых. При хранении овощей может происходить микробиологическое восстановление нитратов под действием фермента нитратредуктаза. Поэтому для продуктов, содержащих нитраты, опасны высокие температуры в течение длительного времени. Установлено, что нитраты могут угнетать активность иммунной системы организма, снижать устойчивость организма к отрицательному воздействию факторов окружающей среды. Нитраты и нитриты также способны изменять активность обменных процессов в организме. Допустимая суточная доза поступления нитратов с пищей составляет 300–350 мг. 4.1. Ионометрический метод Наиболее простым и экспрессным методом определения нитратов является ионометрический, но его можно применять только при контроле свежей растительной продукции. Более универсальным методом, пригодным при анализе нитратов как в сырье, так и в готовой продукции, является фотометрический метод. Сущность ионометрического метода состоит в извлечении нитратов из анализируемого материала раствором алюмокалие- 27 - вых квасцов с последующим измерением их концентрации, в полученной вытяжке, с помощью ионоселективного электрода. Для ускорения анализа вместо вытяжки может быть использован сок продукции, разбавленный раствором алюмокалиевых квасцов. При анализе капусты, для разрушения примесей, мешающих определению нитратов, дополнительно проводят их окисление марганцовокислым калием. Нижний предел обнаружения нитратов – 6 мг на 1 л анализируемого раствора. Предел надежного определения нитратов в анализируемой пробе – 30 мг/кг. Ход работы 10 г измельченного материала взвешивают с точностью до второго десятичного знака, помещают в стакан гомогенизатора или измельчителя, наливают 50 мл 1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов и гомогенизируют в течение 1 минуты при частоте вращения 6 000 мин-1. При отсутствии гомогенизатора пробу с квасцами перемешивают в стакане с помощью мешалки в течение 3-х мин. В полученной суспензии определяют концентрацию нитрат-ионов. Гомогенизацию можно заменить растиранием массы в ступке с прокаленным песком или битым стеклом, или 15-минутным нагреванием суспензии в кипящей водяной бане с последующим охлаждением. При анализе капусты 10 г измельченного сырья помещают в стакан на 100 мл, наливают 50 мл экстрагирующего раствора, перемешивают с помощью мешалки в течение 3-х минут. Не прекращая перемешивания, добавляют 2–3 капли 33%-ного раствора перекиси водорода до обесцвечивания раствора. В полученной суспензии измеряют концентрацию нитрат-ионов. Для анализа сока отбирают пипеткой 10 мл сока, прибавляют 50 мл 1%-ного раствора алюмокалиевых квасцов, перемешивают и в полученном растворе определяют концентрацию нитратионов. Перед началом работы измеряют показания растворов сравнения в порядке возрастания концентрации, начиная с меньшей: с (NO3) = 0,0001 моль/дм3. Перед погружением электродов (ионоселективного нитратного и электрода сравнения – хлорсеребряного) исследуемые - 28 - суспензии взбалтывают. Показания прибора считывают не ранее, чем через 1 минуту после прекращения дрейфа показания прибора. Температура испытуемых проб и растворов сравнения должна быть одинаковой. Оценку качества продукции проводят в соответствии с допустимыми уровнями содержания нитратов в растительных продуктах. Допустимые отклонения от ПДК при содержании нитратов до 100 мг/кг – 20 %, свыше 100 мг/кг – 24 %. 4.2. Спектрофотометрический метод Принцип метода. Определение нитратов основано на образовании бесцветного комплекса нитротолуола. Метод обладает большой чувствительностью по сравнению с существующими, т. к. нитраты определяются непосредственно, без предварительного их восстановления из нитритов. Чувствительность метода – 0,016 мг/кг. Ход работы 25 г измельченного продукта (овощи – на терке, зерновые – на кофемолке, мясные изделия – в мясорубке) помещают в колбу Эрленмейера на 250 мл с притертой пробкой, извлекают присутствующие токсические вещества 50–100 мл дистиллированной водой из овощей, зерновых (плюс 5 мл концентрированной уксусной кислоты для мясных изделий) при взбалтывании на встряхивателе в течение 15 мин. Затем экстракт фильтруют через ватный фильтр и прибавляют к нему 25–50 мл суспензии гидроокиси алюминия. После 30-минутного контакта, когда осадок гидроокиси алюминия станет серого цвета, его отфильтровывают через беззольный складчатый фильтр (синяя, красная, желтая лента), а в фильтрате определяют нитраты. Для определения нитратов к 5 мл анализируемого раствора, помещенного в коническую колбу на 100 мл с притертой пробкой, прибавляют 5 мл толуола и 15 мл серной кислоты (3:1). Раствор встряхивают в течение 5 мин в делительной воронке и после охлаждения до 20 С отделяют бесцветный органический слой и измеряют оптическую плотность на спектрофотометре при X = 284 нм, в кювете 1 = 1 см против дистиллированной воды. Содержание нитрата определяется по соответствующему калиб- 29 - ровочному графику, для построения которого используется стандартный раствор нитрата калия. При определении нитратов раствором сравнения служит дистиллированная вода. Содержание нитратов в пробе рассчитывают по формуле: 𝑋= А ∙ 𝑉 ∙ 0,001 ∙ 1 000 , 𝑚 ∙ 𝑉1 где А – содержание определяемых веществ в мкг, рассчитываемое по калибровочному графику; V – общий объем фильтрата, мл; V1 – анализируемый объем, мл; 0,001 – коэффициент пересчета мкг в мг; 1 000 – коэффициент пересчета г в кг; т – навеска продукта, г. Пример: Х 0,016 5 0,001 1 000 0,01, мг/кг. 25 250 - 30 - Лабораторная работа 5 ОБНАРУЖЕНИЕ АНТИБИОТИКОВ В МОЛОКЕ Цель работы: ознакомиться с методикой определения антибиотиков в молоке. Антибиотики в молоке являются чужеродными веществами, могут попасть в него при непосредственном лечении вымени или опосредованно, через корма или при лечении самого животного. Методы обнаружения антибиотиков в молоке основаны на восстановлении розазурина или метиленового голубого при развитии в молоке чувствительного к антибиотикам микроорганизма вида Streptoccocus thermofilus. Метод позволяет обнаруживать пенициллин более 0,01 МЕ/мл, стрептомицин более 30 мкг/мл, тетрациклин – от 1 МЕ/мл, олеандомицин – от 10 МЕ/мл. 5. 1. Определение антибиотиков Ход работы В чистую пробирку наливают 10 мл исследуемого молока, закрывают резиновой пробкой и нагревают на водяной бане до 85–90 С с выдержкой 10 мин, затем охлаждают до 42–45 С. После этого в пробирку вносят стерильной пипеткой 0,3 мл рабочей тесткультуры. Содержимое пробирки тщательно перемешивают путем 3-кратного перевертывания, после чего пробирку выдерживают в водяной бане при температуре 42–43 С в течение 1 ч 40 мин – 2 ч 20 мин. Затем в пробирку вносят 1 мл 0,05%-ного раствора розазурина с температурой не ниже 18–20 С и тщательно перемешивают, перевертывая пробирку. Пробирку с молоком и розазурином выдерживают при 42–43 С в течение 15 мин. В случае использования метиленового голубого его вносят одновременно с рабочей тест-культурой в количестве 0,1 мл 0,5%-ного раствора. Примечание: растворы розазурина и метиленового голубого готовятся на дистиллированной кипяченой воде. - 31 - 5. 2. Чтение результатов При отсутствии в молоке антибиотиков, ферменты, выделяемые термофильным стрептококком, восстанавливают краситель, и молоко будет иметь белый или розовый цвет. При наличии антибиотиков, они ингибируют развитие тест-культуры, в результате чего она не вырабатывает ферменты, и красители не восстанавливаются. При этом молоко окрашено в их цвет: в случае с розазурином – сине-стальной, сине-фиолетовый, в случае с метиленовым голубым – голубой. Голубое кольцо, образующееся в пробирке на поверхности молока высотой 1 см, не учитывают. - 32 - Вопросы для самоконтроля 1. Дать определение пищевых волокон. Химическая природа пищевых волокон. 2. Дать определение пектинового вещества. 3. Понятие «сырая» клетчатка. 4. Для чего при определении сырой клетчатки обрабатываем пробу щелочью? 5. Привести примеры пищевого сырья, богатого пищевыми волокнами. 6. Роль пищевых волокон в организме. 7. Какое пищевое сырье богато пектиновыми веществами? 8. Примеры использования пектиновых веществ в пищевой промышленности. 9. Энергетическая ценность пищевых волокон. 10. На чем основан принцип определения сырой клетчатки? 11. Метод определения пектиновых веществ и на чем он основан. 12. На каких этапах определения сырой клетчатки используют синюю и красную лакмусовую бумагу? 13. Каким образом обезжиривают осадок клетчатки? 14. Как протопектин можно перевести в пектин? 15. Какие реактивы используют для перевода пектатов в раствор? 16. В виде какого соединения должны находиться пектиновые вещества, чтобы произошла реакция с СаС12? 17. Функции углеводов в организме. 18. Классификация углеводов. 19. Понятия «пектин» и «протопектин». 20. Каким образом из пробы удаляют простые и сложные сахара? 21. Как можно предохранить жир от окислительной порчи? 22. Какие числа жира характеризуют окислительный процесс? 23. На какой стадии окисления жира появляются изменения в органолептике? 24. Эссенциальные факторы питания в составе жиров. - 33 - 25. Как определить среднюю скорость химической реакции, в том числе гидролиза? 26. В чем сущность графического метода определения порядка химической реакции? 27. Приведите схему цепной реакции окисления жира в общем виде. 28. На какой стадии переработки жирсодержащего сырья возможен липолитический процесс? 29. Какой показатель характеризует изменение концентраций реагирующих веществ при гидролизе жира? 30. Конечные продукты гидролиза жиров. 31. Сущность метода определения бензойной и сорбиновой кислот. 32. Растворы, используемые для осаждения белковых веществ. 33. Чем экстрагируют бензойную кислоту из водной вытяжки? 34. Для чего используется раствор НС1? 35. В чем растворяют остаток бензойной кислоты? 36. Понятие «пищевые добавки». 37. Классификация пищевых добавок. 38. Чем отличаются биологически активные добавки от пищевых добавок? 39. Классификация биологически активных добавок. 40. Принцип действия консервантов. 41. Цель введения консервантов в пищевые продукты. 42. Различия красителей и цветокорректоров. 43. Положительные и отрицательные стороны использования пищевых добавок. 44. Опасность отдаленных последствий при использовании пищевой добавки. 45. Сахарозаменители. Требования, предъявляемые к ним. 46. Приведите примеры природных антиокислителей. 47. Приведите примеры пищевых добавок, ускоряющих технологические процессы. 48. Пищевые добавки, запрещенные в России. 49. Главное свойство пищевых добавок. 50. Роль БАД в питании. - 34 - 51. Что такое нитраты? 52. Почему говорят об опасности нитратов для людей? 53. Допустимая суточная доза нитратов для человека. 54. Основные источники попадания нитратов в пищу. 55. Как уменьшить содержание нитратов в процессе технологической переработки? 56. Сущность ионометрического метода определения нитратов. 57. Достоинства и недостатки ионометрического метода. 58. Сущность спектрофотометрического метода. 59. Достоинство спектрофотометрического метода. 60. Объяснить, почему контролируется содержание нитратов, если известно, что нитраты являются нормальным продуктом обмена азотистых веществ любого организма. 61. Причины возникновения метгемоглобинемии. 62. Понятие ксенобиотиков. 63. Промзагрязнения. 64. Общие свойства ксенобиотиков. 65. Пути загрязнения пищевого сырья и готовых продуктов. 66. Контаменанты, попадающие в пищевые продукты в результате химизации сельского хозяйства. 67. Антибиотики, пути их попадания в пищевые продукты. 68. В каких продуктах обнаружено значительное количество нитрозоаминов? - 35 - Приложения Приложение А Таблица А.1 Допустимые уровни содержания нитратов в продуктах растительного происхождения СанПиН 42-123-469-88 Пищевой продукт Картофель Капуста белокочанная: – ранняя (до 1 сентября) – поздняя Морковь: – ранняя (до 1 сентября) – поздняя Томаты Огурцы Свекла столовая Лук репчатый Лук-перо Зеленые культуры (салаты, капуста салатная, петрушка, сельдерей, укроп и т. д.) Дыни Арбузы Перец сладкий кабачки Содержание нитратов, мг/кг Из открытого Из закрытого грунта грунта 250 - - 36 - 900 500 - 400 250 150 150 1400 80 600 300 400 800 2000 90 60 200 400 3000 400 400 Таблица А.2 Перевод значений pCNO3 в массовую долю нитратов NO3 (мг/кг) при анализе вытяжки из капусты белокочанной, моркови, томатов, огурцов, лука-перо, дыни, арбузов, тыквы, перца сладкого, кабачков, зеленых культур, яблок, груш (Н : V = 1 : 5) - 37 - Приложение Б Приготовление растворов Лабораторная работа 1 Реактивы (1.1): 1,25%-ный раствор серной кислоты; 1,25%-ный раствор едкого натрия; этиловый спирт; эфир. Реактивы (1.2): 0,3 моль/дм раствор соляной кислоты; 1%-ный раствор лимоннокислого аммония; 10%-ный раствор едкого натрия; 0,4%-ный раствор едкого натрия; 1 моль/дм раствор уксусной кислоты; 2 моль/дм3 раствор хлорида кальция. Лабораторная работа 2 Реактивы (2.2): смесь диэтилового эфира и этанола (2 : 1); 1%-ный спиртовой раствор фенолфталеина; 0,1 н раствор едкого калия или натрия. Реактивы (2.3): хлороформ; ледяная уксусная кислота; 10%-ный раствор йодистого калия; 1%-ный раствор крахмала; 0,01 н раствор Na2S2O3. Лабораторная работа 3 Раствор 3.1. Отвешивают 100 мг бензойной кислоты, переносят в мерную колбу на 25 см и доводят до метки этилацетатом (концентрация полученного раствора 4 мг/см ). Раствор 3.2. Отвешивают 40 мг сорбиновой кислоты, переносят в мерную колбу на 100 см и доводят до метки этилацетатом (концентрация полученного раствора 0,4 мг/см ). Раствор 3.3. Смешивают равные объемы растворов 1 и 2. Концентрация БК в полученном растворе 2,0 мг/см, СК – 0,2 мг/см. Реактивы (3.2): 15%-ный раствор железистосинеродистого калия; 30%-ный раствор сернокислого цинка; 10% раствор соляной кислоты; хлороформ; 95%-ный этиловый спирт; фенолфталеин; 0,05 моль/дм раствор едкого натрия; 10%-ный раствор едкого натрия. Лабораторная работа 4 Реактивы (4.1): 1%-ный раствор алюмокалиевых квасцов; 33%-ный раствор перекиси водорода. - 38 - Лабораторная работа 5 Приготовление рабочей тест-культуры (5.2): Рабочую тест-культуру готовят из коллекционной. В пробирку с 10 мл стерильного обезжиренного молока вносят 1 петлю культуры Streptoccocus thermofilus и выдерживают в термостате при 42–43 С в течение 16–18 час. Коллекционную тест-культуру хранят при 6–8 С и перевивают через 10–14 суток. Из этой культуры берут 1 петлю в пробирку с 10 мл стерильного обезжиренного молока и выдерживают в термостате 16–18 ч при 42–43 С. Для проведения анализа используют 1–2-суточную культуру при условии хранения ее в холодильнике при 6–8 С. - 39 - ЛИТЕРАТУРА 1. Скурихин И. М., Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991. 2. Голубев В. Н. Основы пищевой химии: Курс лекций для студ. высших учеб. заведений. М.: МГЗИПП, 1997. 224 с. 3. Нечаев А. П. Пищевая химия: Курс лекций. М.: Изд. комплекс МГУП, 1998. Ч. I, Ч. II. 4. Витол В. С. Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания. М.: ДеЛи принт, 2010. 352 с. 5. Нечаев А. П., Траубенберг С. Е. Пищевая химия. СПб.: ГИОРД, 2004. 640 с. 6. Жеребцов Н. А., Попова Т. Н. Биохимия. Воронеж: Изд-во Воронежского государственного университета, 2002. 696 с. 7. Щербаков В. Г., Лобанов В. Г. Биохимия и товароведение масличного сырья. М.: КолосС, 2003. 360 с. 8. Закревский В. В. Безопасность пищевых продуктов и биологически активных добавок к пище. СПб.: ГИОРД, 2004. 280 с. - 40 - Содержание Введение ....................................................................................................... Правила работы в лаборатории ................................................................ Лабораторная работа 1. Определение пищевых волокон............. Лабораторная работа 2. Физико-химические превращения жиров ...................................................................................................... Лабораторная работа 3. Определение пищевых консервантов .. Лабораторная работа 4. Определение нитратов.............................. Лабораторная работа 5. Обнаружение антибиотиков в молоке . Вопросы для самоконтроля....................................................................... Приложения ................................................................................................. Литература ................................................................................................... - 41 - 3 4 7 11 18 27 31 33 36 40