Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Реферат - Методы исследования пищевых продуктов - файл 1.docx


Реферат - Методы исследования пищевых продуктов
скачать (2262.9 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx2263kb.21.11.2011 22:55скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Вопрос: Методы определения плотности сырьевых объектов, полупродуктов и продуктов пищевых производств в технологии зерна и хлеба, получении продуктов брожения, сахара и крахмалопродуктов, макаронных и кондитерских изделий, жиров и масел, рыбных продуктов, консервировании плодоовощных и животных продуктов.

Качество хлеба обусловлено качеством сырья и технологией приготовления.

Сырье. К основному сырью относят муку, воду, соль, дрожжи и определенные культуры молочно-кислых бактерий; к дополнительному — жиры, сахар, молоко, яйца, солод, изюм, мак, пряности и др. Мука используется хлебопекарная пшеничная и ржаная различных сортов.

При подготовке сырья муку разного качества смешивают таким образом, чтобы получить смесь с хорошими хлебопекарными свойствами. Как правило, смешивают слабую муку с более сильной, темную со светлой и т. д. Для отделения посторонних примесей муку просеивают, при этом она насыщается кислородом воздуха, что улучшает ее хлебопекарные свойства. Затем муку пропускают через магнитоуловители для удаления металлических примесей.

Вода должна соответствовать требованиям стандарта к питьевой воде. Воду подогревают с таким расчетом, чтобы температура теста при замесе была 30°С.

Пищевую соль, сахар растворяют в воде, фильтруют и подают в производство в виде раствора определенной плотности.

Жидкие жиры процеживают, твердые растапливают при температуре не выше 45°С и процеживают.

Относительная плотность определяется как отношение плотности исследуемого вещества к плотности «стандартного» вещества в определенных физических условиях:

d = ,

где ρ - плотность данного вещества (кг/м3);

ρ0 - плотность «стандартного» вещества (кг/м3).

Плотность вещества, р, кг/м3, определяется как отношение покоящейся массы, m (кг) к ее объему v(м3):

ρ = ,

Для жидких пищевых веществ «стандартным» веществом явля

ется чистая вода при температуре 3,98°С и нормальном атмосферном давлении, что соответствует наибольшей ее плотности.



Относительную плотность определяют при температуре продукта 20°С и воды 4°С или 20°С и обозначают символами d или d. Для пересчета значений плотности d в d или на

оборот пользуются температурными коэффициентами расширения.

d = 1,00177 d и d = 0,99823 d

Относительная плотность жидких продуктов зависит не только от их температуры, но и от концентрации сухих веществ.

Показатели плотности учитываются при оценке качества молока, определении содержания сухих веществ в плодовых и ягодных экстрактах, содержания поваренной соли в растворах.

Для определения относительной плотности чаще всего приме

няют пикнометрический или ареометрический метод.

^ Ареометрический метод проводят с помощью прибора ареометр (Рис 1) со шкалой, показывающей плотность. В исследуемый жидкий продукт погружают ареометр до тех пор, пока масса жидкого продукта, вытесненного им, не станет равной массе ареометра.

Плотность жидкого продукта определяют по градуированной шкале ареометра в зависимости от уровня его погружения. Внутри некоторых ареометров имеется термометр, которым можно измерять температуру исследуемого жидкого продукта.

^ Пикнометрический метод основан на определении массы равных объемов исследуемого продукта и воды при температуре 20°С с помощью прибора пикнометра (Рис 2), который взвешивается, термостатируется вместе с исследуемым продуктов и отдельно с дистиллированной водой.



Плотность исследуемого продукта вычисляется по формуле:

d20 = ,

где m - масса пустого пикнометра, г;

m1 - масса пикнометра с исследуемой жидкостью, г;

m2 - масса пикнометра с дистиллированной водой, г.

Получение продуктов брожения.

Под брожением понимают превращение углеводов и некоторых других органических соединений под воздействием ферментов, продуцируемых микроорганизмами, в новые вещества. Известны различные виды брожения. Обычно их называют по конечным продуктам, образующимся в процессе брожения, например спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое и др.

Многие виды брожения, например спиртовое, молочнокислое, ацетонобутиловое, уксуснокислое, лимоннокислое и др., вызываются различными микроорганизмами. Например, в производстве этанола, хлеба, пива, вина применяют дрожжи; в производстве лимонной кислоты — плесневые грибы; в производстве уксусной и молочной кислот, ацетона —бактерии. Основная цель указанных производств — превращение субстрата (питательной среды) под действием ферментов микроорганизмов в необходимые продукты. В других производствах, например в производстве хлебопекарных дрожжей, главной задачей является накопление максимального количества культивируемых дрожжей.

Основные группы микроорганизмов, используемых в отраслях пищевой промышленности, — бактерии, дрожжевые и плесневые грибы.

Получение сахара и крахмалопродуктов.

Сырьем для производства сахара (сахарозы) служат сахарная свекла и сахарный тростник. В нашей стране сахарный тростник не выращивается, поэтому практически единственным сырьем является сахарная свекла. В то же время у нас в 

значительном количестве перерабатывается тростниковый сахар-сырец, поступающий из Кубы, Мексики, Индии, Австралии и других стран жаркого климата.

Принципиальная технологическая схема производства сахара – песка из свеклы показана на рисунке

Рис. 3. Принципиальная технологическая схема производства сахара – песка из свеклы.

Крахмал, сахаристые продукты на его основе (патока, декстрины, кристаллическая глюкоза), модифицированные крахмалы широко применяют в пищевой промышленности и в других отраслях народного хозяйства. Основное сырье для их получения – картофель и кукуруза. Технология получения крахмала и крахмалопродуктов из них различна.

Ниже приведены принципиальные технологические схемы получения сырого картофельного крахмала и кукурузного крахмала.



Рис. 4. Принципиальная технологическая схема получения сырого картофельного крахмала.

Рис. 5. Принципиальная технологическая схема получения кукурузного крахмала.



Методы получения макаронных изделий.

Технологическая схема производства макаронных изделий включает следующие этапы: хранение и подготовка сырья к производству, приготовление теста, прессование, разделка, сушка, охлаждение и упаковывание изделий.

Характерной особенностью макаронного производства является широкое использование автоматизированных линий, объединяющих в единый комплекс все технологические операции, что обеспечивает высокую степень механизации и автоматизации производственных процессов, позволяет получать качественные изделия. В зависимости от вида вырабатываемых изделий и установки того или иного оборудования используют ряд аппаратурно-технологических схем. Наиболее перспективными являются следующие: схема производства длинных изделий с подвесным способом сушки на линиях Б6-ЛМВ и Б6-ЛМГ и схема производства коротких изделий с сушкой на ленточных транспортерах на линиях Б6-ЛКС. В состав этих линий входит единая мучная система для подготовки муки и ее транспортирования на производство, которая принципиально не отличается от применяемой на хлебозаводах.

Методы получения кондитерских изделий.

Основные виды сырья, применяемые в кондитерской промышленности: сахар, глюкоза, патока, мед, жиры, молоко и молочные продукты, яйца и яйцепродукты, какао-бобы, орехи, фруктово-ягодные полуфабрикаты, мука, крахмал, вкусовые и ароматические вещества, химические разрыхлители и др.

Сахар (сахароза) используется в виде рафинированного сахара-песка или водного раствора (сиропа). Содержание сахарозы в сахаре-песке в пересчете на сухое вещество 99,75...99,99 %, содержание влаги не более 0,14 %, а для сахара-песка бестарного хранения 0,05 %. Сахарный сироп, поступающий с сахарорафинадных заводов, может быть как чисто сахарным, так и сахароинвертным с разным соотношением сахарозы и инвертного сахара. Глюкоза, используемая при выработке детского и диетического ассортимента кондитерских изделий вместо сахара-песка (с полной или частичной его заменой), поступает на предприятия в виде кристаллического порошка белого цвета и хранится при относительной влажности воздуха не выше 65 %.

При производстве сахарных кондитерских изделий в качестве антикристаллизатора используют патоку. При производстве мучных изделий для придания тесту пластичности, а готовым изделиям — мягкости и рассыпчатости вводят патоку в количестве до 2 % к массе сырья. Перед применением патоку подогревают до той же темпера

туры и процеживают через сито.

Для производства мучных кондитерских изделий в качестве основного вида сырья используется пшеничная мука высшего и 1 сортов. Крахмал в кондитерской промышленности применяется в качестве рецептурного компонента при производстве мучных изде

лий и в качестве формового для производства конфет.

Для приготовления мучных изделий, конфет, карамели с начинкой, шоколада и халвы используют жиры, которые являются в большинстве изделий структурообразователями. Одновременно они способствуют повышению пищевой ценности изделий. Сливочное масло применяется при производстве мучных кондитерских изделий, конфет и ириса, а маргарин — только при производстве мучных кондитерских изделий. В производстве шоколада, конфетных масс, карамельных начинок используется какао-масло, получае

мое из какао-бобов, а в производстве печенья, вафельных и прохладительных начинок, конфетных масс типа пралине, жировой глазури — гидрированные жиры.

В кондитерской промышленности широко применяются молоко и молочные продукты: молоко натуральное, сгущенное (с сахаром и без него), сухое и др.; натуральные яйца и яйцепродукты — меланж, яичный порошок, яичный белок, желток и др. Яйца вводят при производстве мучных кондитерских изделий, а яичный белок используют в качестве пенообразователя для выработки пастилы, зефира, сбивных конфет и других изделий.

При производстве конфет, начинок, халвы, шоколадных и мучных изделий добавляют ядра орехов и семян масличных растений (миндаль, фундук, грецкий орех, арахис, кешью, кунжутное и подсолнечное семя и др.).

^ В производстве шоколада и какао-порошка основным видом сырья являются какао-бобы — семена дерева какао.

В кондитерском производстве широко используют фруктово-ягодное сырье в виде полуфабрикатов — пульпы, пюре, подварки, цукатов, заспиртованных ягод.

^ Для придания кондитерским изделиям кислого вкуса применяют пищевые кислоты: винную, лимонную, молочную и яблочную.

В качестве ароматических добавок в кондитерские изделия вводят натуральные (естественные эфирные масла) и синтетические (эссенции) ароматические вещества

^ Кроме того, в кондитерской промышленности применяют такие виды сырья, как разрыхлители, студнеобразователи, пищевые красители, эмульгаторы, консерванты, сырье для выработки диетических видов изделий и пр.

Методы получения жиров и масел.

Основные виды жировых продуктов, используемых в пищевой промышленности и питании, — растительные липиды (расти

тельные жирные масла), получаемые из масличных растений, а также продукта их переработки: маргариновая продукция, майонез и другие, и животные жиры: свиной, говяжий и бараний жир

Методы получения рыбных продуктов.

Рыбные продукты получают из разных видов рыб. В настоящее время рыбу солят, маринуют, коптят, замораживают, вялят из нее готовят рыбные консервы, балыки, рыбные полуфабрикаты.

Методы консервирования плодоовощных и животных продуктов.

Основная цель консервирования — сохранение в максимальной степени исходных высоких органолептических свойств сырья. Так же, как и при хранении свежих продуктов, здесь существуют эти же две проблемы, успешное разрешение которых позволяет сохранить высокое качество. Во-первых, торможение или прекращение биохимических реакций и, во-вторых, предотвращение развития микроорганизмов.

Первая проблема решается бланшированием сырья (бланширование — кратковременная обработка горячим паром при температуре около 120°С или горячей водой), в результате которой инактивируются окислительные и гидролитические 

ферменты и процессы ферментативного гидролиза и окисления прекращаются. В результате продукт сохраняет исходный цвет, вкус и аромат.

Вторая проблема регулируется тщательным отбором сырья (удаление гнилых и поврежденных продуктов), необходимой стерилизацией оборудования и помещения и, в основном, режимами пастеризации консервов. Эти режимы зависят от вида сырья, его качества, размера и материала банки, способа стерилизации и т.д. и могут находиться при стерилизации в пределах температур от 105 до 120°С и продолжительности от нескольких минут до получаса, а при пастеризации при 75 0 до нескольких часов. Важно лишь одно — полученные консервы не должны содержать вредные микроорганизмы в количествах, способных впоследствии при хранении вызвать нарушение качества (так называемая промышленная стерильность). Какие же химические процессы происходят при изготовлении консервов? Хотя бланширование и стерилизация довольно кратковременны, но тем не менее они отражаются на наиболее лабильной группе соединений — витаминах. Витамины группы В и особенно витамин С разрушаются, особенно при стерилизации; так, например, витамины B1, В2 и РР — на 20—30 %, β-каротин — на 25 и витамин С — на 60—85 %. Тепловая стерилизация способствует также разрушению вторичной структуры пектинов и, как следствие этого, происходит размягчение сырья.

Существует множество рецептов использования сырья для приготовления плодоовощных и ягодных консервов, в том числе натуральных (без добавок чего-либо), смешанных (ассорти), так и после предварительной кулинарной обработки сырья или с добавкой мяса, птицы или рыбы.



Вопрос: Рентгенофлуоресцентный анализ пищевых продуктов.

В пищевой промышленности рентгенофлуоресцентный метод (РФА) применяется для определения токсичных металлов в пищевых ингредиентах.

Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА) — один из современных спектроскопических методов исследования вещества с целью получения его элементного состава, т.е. его элементного анализа. С помощью него могут анализироваться различные элементы от бериллия (Be) до урана(U). Метод РФА основан на сборе и последующем анализе спектра, полученного путём воздействия на исследуемый материал рентгеновским излучением. При облучении атом переходит в возбуждённое состояние, сопровождающееся переходом электронов на более высокие квантовые уровни. В возбуждённом состоянии атом пребывает крайне малое время, порядка одной микросекунды, после чего возвращается в спокойное положение (основное состояние). При этом электроны с внешних оболочек либо заполняют образовавшиеся вакантные места, а излишек энергии испускается в виде фотона, либо энергия передается другому электрону из внешних оболочек (оже-электрон). При этом каждый атом испускает фотоэлектрон с энергией строго определённого значения, например железо при облучении рентгеновскими лучами испускает фотоны Ка = 6,4 кэВ. Далее соответственно по энергии и количеству квантов судят о строении вещества.

В качестве источника излучения могут использоваться как рентгеновские трубки, так и изотопы каких-либо элементов. Поскольку каждая страна имеет свои требования к ввозу и вывозу излучающих изотопов, в производстве рентгенофлуоресцентной техники в последнее время стараются использовать, как правило, рентгеновскую трубку. Трубки могут быть как с родиевым так и с медным, молибденовым, серебряным или другим анодом. Анод трубки, в некоторых случаях, выбирается в зависимости от типа задачи (элементов, требующих анализа), для решения которой будет использоваться данный прибор. Для разных групп элементов используются различные значения силы тока и напряжения на трубке. Для исследования лёгких элементов вполне достаточно установить напряжение 10 кВ, для средних 20-30 кВ, для тяжелых — 40-50 кВ. Кроме того, при исследовании лёгких элементов большое влияние на спектр оказывает атмосфера, поэтому камеру с образцом либо вакуумируют либо заполняют гелием. После возбуждения спектр регистрируется на специальном детекторе. Чем лучше спектральное разрешение детектора, тем точнее он сможет отделять друг от друга фотоны от разных элементов, что в свою очередь скажется и на точности самого прибора. В настоящее время наилучшей возможной разрешающей способностью детектора является 123 эВ.

После попадания на детектор фотоэлектрон преобразовывается в импульс напряжения, который в свою очередь подсчитывается счётной электроникой и наконец передается на компьютер. По пикам полученного спектра можно качественно определить, какие элементы присутствуют в образце. Для получения точного количественного содержания необходимо обработать полученный спектр с помощью специальной программы калибровки (количественной градуировки прибора). Калибровочная программа должна быть предварительно создана с использованием стандартных образцов, чей элементный состав точно известен. Упрощённо, при количественном анализе спектр неизвестного вещества сравнивается со 

спектрами полученными при облучении стандартных образцов, таким образом получается информация о количественном составе вещества.

Рентгенофлуоресцентный метод широко используется в пищевой промышленности. Благодаря простоте, возможности экспресс-анализа, точности, отсутствием сложной пробоподготовки, сферы его применения продолжают расширяться.

Рентгенофлуоресцентный спектрометр — прибор, используемый для проведения рентгенофлуоресцентного анализа состава вещества (элементного анализа).

Существует несколько вариантов реализации рентгенофлуоресцентных спектрометров: лабораторные, стационарные и переносные портативные спектрометры.

^ Портативный спектрометр — небольшой переносной прибор, используемый для проведения элементного анализа состава вещества. Исследование производится путем возбуждения образца и последующим накоплением и анализом получаемого спектра. Как правило, для возбуждения атомов используется рентгенофлуоресцентная трубка. Портативный прибор отличается быстротой получения результатов, легкостью, удобством, хорошей точностью, возможностью полевых исследований.

Исследование с помощью рентгенофлуоресцентного спектрометра производится путем возбуждения образца и последующим анализом получаемого спектра. Для возбуждения атомов, как правило, используется рентгеновская трубка, но возможно и использование изотопов (например: Fe-55, Cd-109, Cm-244, Am-241). При облучении вещества потоком рентгеновского излучения возникает характеристическое флуоресцентное излучение атомов, которое пропорционально их концентрации в образце. Когда атомы облучаются фотонами с высокой энергией, то электроны переходят на более высокие уровни, и атомы на миллионные доли секунды переходят в нестабильное возбужденное состояние, после чего возвращаются в стабильное, испуская излишек энергии в виде фотонов. Этот феномен называется флуоресценцией. Пучок полученных фотонов направляется и регистрируется на специальных детекторах. Основной принцип детектирования основан на преобразовании получаемых импульсов от фотонов в импульсы напряжения определенной амплитуды, которые потом усиливаются и подсчитываются специальной электроникой. Рекордным разрешением UHRD (ultra high resolution detector - сверхвысокое разрешение детектора) детектора является 125 эВ с наилучшей скоростью подсчета 3х105 импульсов в секунду. Анализ и обработка результатов производятся специальными компьютерными программами, разработанными для исследования многих элементов в различных видах веществ. Для улучшения результатов для определения легких элементов таких как натрий, магний, алюминий, кремний, фосфор, сера используется вакуумная откачка воздуха либо продувка камеры гелием. Это позволяет минимизировать влияние атмосферы на получаемые результаты. Кроме того, на качество результатов влияет пробоподготовка исследуемых материалов к тестам. Если исследуется твердое вещество, то его поверхность необходимо зачистить и удалить грязь. Если исследуемое вещество — порошок, то его необходимо спрессовать в таблетку, особенно в случае теста на легкие элементы. Рентгенофлуоресцентный спектрометр отличается быстротой получения результатов, удобством, хорошей точностью.



Вопрос: Методы определения углеводов. Классификация методов. Поляриметрический метод.

Методы определения углеводов.

С точки зрения пищевой химии, все углеводы, независимо от того простые они или сложные, имеют большое значение не только как усваиваемые или неусваиваемые человеком вещества, но и в отношении их важной роли в пищевых продуктах и в пищевых технологиях. Углеводы, особенно крахмал и сахароза, обеспечивают основную часть калорийности рациона и вносят значительный вклад в сенсорную оценку пищевых продуктов. Углеводы также вносят большой вклад в текстуру продуктов, поскольку они способны влиять на вязкость, кристаллизацию, гелеобразование, стабильность. Они влияют на приятные ощущения во рту благодаря сладости, на цвет и аромат пищевых продуктов благодаря их способности претерпевать химические превращения с образованием окрашенных и ароматических веществ. При производстве многих пищевых продуктов углеводы составляют один из главных сырьевых ресурсов для физических, химических, биохимических и микробиологических процессов, управление которыми позволяет получать широкую гамму продуктов питания разного назначения с различными свойствам.

Моно- и олигосахариды. Для определения этих углеводов используют их восстанавливающую способность. Сначала их извлекают из пищевых продуктов 80%-м этиловым спиртом. Спиртовые экстракты упаривают под вакуумом, разбавляют горячей водой и фильтруют. При анализе продуктов, относительно богатых белками и фенольными соединениями, фильтрат дополнительно обрабатывают нейтральным раствором ацетата свинца, избыток которого удаляют сульфатом, фосфатом или оксалатом натрия. Осадок отфильтровывают, а в фильтрате определяют восстанавливающие (редуцирующие) сахара с использованием гексацианоферрата (III) калия, фелинговой жидкости или иодометрически. Для определения сахарозы (вместе с редуцирующими сахарами) ее необходимо предварительно гидролизовать.

Качественный и количественный анализ отдельных сахаров проводят методами газо

жидкостной, ионообменной или жидкостной хроматографией высокого разрешения. Количественные определения сахаров проводят также методом ионометрии с использованием ферментных электродов, обладающих исключительно высокой селективностью к определенным сахарам.

Усваиваемые полисахариды. Определение крахмала основано, как правило, на определении полученной при гидролизе глюкозы химическими методами или на способности полученных растворов вращать плоскость поляризации. Для определения крахмала необходимо предварительно освободиться от моно- и олигосахаридов экстракцией 80%-м этанолом. Затем проводят извлечение крахмала из продукта каким-либо способом (например, растворением сначала в холодной, потом в горячей воде) и освобождаются от белков путем обработки раствора фосфорно-вольфрамовой кислотой, ацетатом цинка, гексацианоферратом (III) калия или другими белковыми осадителями. Определение крахмала проводят, как правило, путем определения глюкозы после ферментативного или кислотного гидролиза. Для расчета используют соответствующие коэффициенты. Можно применять метод поляриметрии.



Для определения декстринов их извлекают теплой (40°С) водой и осаждают 96%-м этанолом, проводят гидролиз и определяют глюкозу. Для расчета используют соответствующие коэффициенты. Можно использовать метод спектрофотометрии, измеряя интенсивность окраски иод-крахмального комплекса.

Неусваиваемые углеводы. Общее содержание пищевых волокон (лигнин + неусваиваемые углеводы) обычно определяют гравиметрическим методом. Анализ заключается в использовании фракционирования — сначала растворяют крахмал и белки при помощи ферментов, имитирующих расщепление их в желудочно-кишечном тракте человека (α-амилаза, пепсин, панкреатин), растворимые пищевые волокна осаждают спиртом, фильтруют, осадок взвешивают.

Пектин. Определение основано на извлечении пектина (растворимого пектина и протопектина) из пищевого продукта, осаждении и взвешивании. Для извлечения растворимого пектина применяют экстракцию холодной водой с последующим кипячением. Для извлечения протопектина применяют кипячение с соляной кислотой после извлечения растворимого пектина. Для продуктов, богатых крахмалом, применяют специальные приемы его отделения. Для осаждения пектина проводят реакцию с хлоридом кальция. Помимо взвешивания можно определять в осадке содержание кальция комплексонометрически с трилоном Б и по этим данным рассчитывать содержание пектина.

Гемицеллюлозы. Они гидролизуются труднее, чем пектин, их определяют после удаления пектинов. Определение гемицеллюлоз основано на определении восстанавливающих сахаров, полученных при кислотном или щелочном гидролизе. Для расчета используются соответствующие коэффициенты.

Клетчатка. Метод определения клетчатки основан на проведении гидролиза легкорастворимых углеводов при соответствующих условиях и получении негидролизуемого остатка, который взвешивают.

Поляриметрический метод.

Поляриметрия - оптический неспектральный метод анализа, основанный на вращении плоскополяризованного монохроматического луча света оптически активными веществами. Метод предназначен для определения только оптически активных ве

ществ, способных вращать плоскость поляризации света.

В видимом свете колебания электромагнитной волны происходят в различных направлениях. Плоскополяризованным называется свет, колебания которого происходят в одной плоскости. При упорядоченных колебаниях в определенном направлении свет поляризован линейно и обычно сохраняет первичное положение плоскости поляризации. Получить плоскополяризованный свет можно с применением кристаллов, способных пропускать свет одного определенного колебания. При прохождении поляризованного света через оптически активное вещество происходит поворот плоскости поляризации на некоторый угол, называемый углом вращения плоскости поля

ризации (α). Этот угол зависит от природы оптически активного вещества и растворителя, концентрации и толщины слоя раствора. Такая зависимость описывается законом Био:

α=αуд*1*с,



где α уд - удельное вращение плоскости поляризации света; 1 - толщина слоя раствора (длина поляриметрической трубки), дм; с - концентрация вещества в растворе, г/см3.

Каждое оптически активное вещество характеризуется определенным удельным вращением плоскости поляризации света, происходящем при прохождении через слой раствора толщиной 1 дм с концентрацией оптически активного вещества 1 г/см3. Удельное вращение зависит от природы вещества, длины волны света, температуры и обозначается, например, [α]уд20, где D - длина волны света желтой линии натрия, 589 нм; температура раствора 20 °С. При выполнении анализа длина волны света должна быть постоянна, термостатирование раствора обязательно.

По закону Био можно рассчитать концентрацию вещества в растворе, измерив угол вращения плоскости поляризации света и зная удельное вращение вещества.

В поляриметрии возможны качественный анализ (идентификация вещества по удельному или молярному вращению) и количественный анализ (определение концентрации растворенного вещества). Угол вращения плоскости поляризации света при прохождении его через анализируемый раствор измеряют на поляриметре.

^ Устройство поляриметра. Основными частями прибора являются источник поляризованного света - поляризатор и блок измерения — анализатор (рис. 19).

Работа прибора основана на принципе уравнивания яркости разделенного на две части поля зрения. Световой поток от лампы 1 проходит через дихроматный светофильтр 2, где происходит монохроматизация света (λ = 590 нм), и конденсор 3, попадает в поляризатор 4 - призму Николя, которая делит луч на две составляющие.

Рис. 19. Оптическая схема поляриметра-сахариметра: 1 - источник света; 2 — светофильтр; 3 - конденсор; 4 - поляризатор; 5 — поляриметрическая трубка; 6 — клин левого вращения; 7 - контрклин и малый кварцевый клин; 8 - анализатор; 9 - окуляр

Поляризатор установлен так, что плоскости поляризации обоих лучей составляют одинаковые углы с плоскостью поляризации аналогичной призмы — анализатора 8, т. е. плоскости поляризатора и анализатора параллельны. При этом в окуляре 9 на

блюдается равномерное яркое освещение двух полей (рис. 20, а).

Рис. 20. Изменение освещенности поля окуляра при измерениях.



При установлении поляриметрической кюветы 5 с раствором оптически активного вещества равенство освещенности двух полей нарушается (рис. 20, б), поскольку изменяется угол вращения плоскости поляризации одного из лучей при прохождении через раствор.

Для измерения угла отклонения плоскости поляризации луча необходимо уравнять освещенность обоих полей. Для этого в поляриметре применяют клиновой компенсатор, состоящий из большого кварцевого клина левого вращения 6 (рис. 19), контрклина и малого кварцевого клина правого вращения 7. Вращением большого клина относительно малого подбирают толщину кварцевой пластинки, необходимую для компенсации угла поворота плоскости поляризации луча. Плоскость поляризации лучей в призме Николя перпендикулярна плоскости поляризации анализатора. При этом освещенность обоих полей зрения уравнивается (рис. 20, в). Такое положение называют настройкой прибора «на темноту». Одновременно с большим клином перемещается шкала измерения угла

^ Международная сахарная шкала. Шкала поляриметра-сахариметра проградуирована в градусах международной сахарной шкалы, °S. По этой шкале 100 °S соответствуют углу вращения плоскости поляризации света водным раствором, содержащим 26,0000 г сахарозы, взвешенной с применением латунных разновесов на аналитических весах, в 100 см3 раствора (при 20 °С) в поляриметрической трубке длиной 2 дм. При этом применяется белый свет и дихроматный светофильтр. Один градус сахарной шкалы соответствует содержанию 0,26 г сахарозы в 100,0 см3 раствора.

Пользуясь международной сахарной шкалой, можно непосредственно определять массовую долю сахарозы (%) в анализируемом продукте. Для этого взвешивают 26,0000 г продукта и растворяют его в дистиллированной воде в мерной колбе вме

стимостью 100 см3. Приготовленный раствор поляриметрируют в трубке длиной 2 дм. Показания шкалы прибора соответствуют массовой доле сахарозы в пробе.

Для лактозы и глюкозы (гексозы) стандартная масса навески продукта составляет 33,0000 г; одно деление шкалы соответствует содержанию гексозы 0,33 г.

^ Правила работы на поляриметре. Перед началом измерений прибор устанавливают на нуль. Для этого (при отсутствии в ячейке кюветы) вращением рукоятки, расположенной в нижней части измерительного блока, добиваются полной однородности полуосвещенности обеих половин поля зрения (настройка на «темноту»). При этом нулевые деления нижней (подвижной) и верхней (нониус) шкал должны совпадать (рис. 21, а).

Рис. 21. Шкала поляриметра-сахариметра с нониусом: а - отсчет по шкале 0 °S; б - отсчет по шкале 14,80 °S



В ячейку прибора помещают поляриметрическую трубку (кювету) с анализируемым раствором сахарозы. Однородность освещения половинок поля нарушается. Вращают рукоятку измерительного блока против часовой стрелки и выравнивают освещенность обеих половинок поля.

При помощи нониуса и подвижной шкалы вычисляют угол вращения с точностью до 0,05 °S. По шкале отмечают угол вращения, например, 14 °S (рис. 21, б), по нониусу - десятые и сотые доли угла, например, 0,80 °S; угол вращения плоскости поля

ризации составляет 14,80 °S.

Правильность показаний поляриметра проверяют также с применением контрольной кварцевой трубки, снабженной легко-вывинчивающимися кварцевыми пластинками с углом вращения

— 40°S и + 100°S. Для этого помещают трубку в ячейку прибора, добиваются полной однородности полуосвещенности обеих половин поля зрения. В этом положении шкала прибора показывает 60,0 °S (алгебраическая сумма углов вращения обеих пластинок — 40 + 100 = 60°S). Если из трубки вывинтить кварцевую пластинку с углом вращения — 40°S, то шкала прибора должна показывать +100 °S; если поместить трубку без контрольной пластинки + 100 °S, то прибор должен показать точно — 40 °S.

^ Правила пользования поляриметрическими кюветами. Кюветы выполнены в виде трубок различной длины из полимерного стекла или стали, закрывающихся с обеих сторон поляриметрическими стеклами, и прижимаются к торцам трубки пластмассовыми колпачками.

Перед наполнением поляриметрическую трубку промывают дистиллированной водой и ополаскивают анализируемым раствором. Трубку заполняют раствором до образования выпуклого мениска и закрывают сверху стеклом, надвигая его на торец трубки со стороны, как бы срезая выступающую жидкость. Стекло должно быть сухим. После плотного закручивания колпачка в трубке не должно быть воздушных пузырьков, иначе заполнение необходимо повторить.



Вопрос: Электрофоретическое определение фракций белков. Примеры.

Принцип методов электрофоретического разделения заключается в способности молекул пептидов и аминокислот, находясь в заряженной форме в виде катионов (+) или анионов (-), передвигаться в электрическом поле с определенной скоростью. Кроме того, молекулы с близкими зарядами, но разными размерами, отличаются отношением заряда к массе. Все эти различия и обуславливают высокую разрешающую способность электрофоретических методов. Скорость миграции белков в электрическом поле (V) зависит от напряжения электрического поля(г), заряда белков (z) и сопротивления трения (О-Сопротивление трения определяется размерами, формой белка, значениями рН и концентрацией буфера. Указанные величины связаны между собой соотношением:

V = е • z / f.

Впервые метод электрофореза был разработан Тизелиусом с применением бумаги в качестве носителя и специальных оптических устройств, регистрирующих передвижение границы раздела раствора белка и растворителя по показателям преломления (фронтальный электрофорез). В настоящее время распространены методы зонального электрофореза, предусматривающие использование крахмальных и полиакриламидных гелей (ПААГ). Наиболее распространенным методом фракционирования белков является диск-электрофорез (от англ, discontinuous - прерывистый) в ПААГ, при котором используется пара буферных растворов с различными значениями рН в присутствии ДДС Na и гели различной пористости (концентрирующие и разделяющие) (Laemmli, 1970). Для обнаружения белков гели обрабатывают красителями: амидовым черным 10В, кумасси синим R-250. Интенсивность окраски, а по ней количественное содержание белковых фракций, определяют сканированием на денситометре.

Для электрофоретического разделения белков и пептидов успешно применяется двумерный электрофорез в ПААГ. В соответствии с этим методом смесь компонентов разделяют сначала в столбиках геля электрофорезом в горизонтальном направлении, затем в гелевых пластинах - в вертикальном (рис. 2.23). При разделении белков, например гороха, этим методом удалось получить более 150 различных компонентов.

Рис. 2.23. Двумерный электрофорез

Очень высокую разрешающую способность имеет метод изоэлектрического фокусирования белков, в основе которого лежит фронтальный электрофорез, проводимый на колонке одновременно в градиенте рН и напряжения. Колонку предварительно заполняют носителями с синтетическими смесями полиаминополикарбоновых кислот (амфолитами), затем сверху в нее подают раствор сильной кислоты, снизу - сильнощелочной раствор для того, чтобы установить градиент рН с крайними значениями, соответствующими рН кислого и щелочного растворов. Амфолиты прекращают движение по колонке, когда их суммарный заряд становится равным нулю, и тем самым стабилизиру

ют исходный градиент рН. В подготовленную колонку вносят образец исследуемой смеси, компоненты которой распределяются по зонам со значениями рН, характерными их изоэлектрическим точкам.

В химии пищевого белка применяют и другие разновидности: электрофоретического разделения(иммуноэлектрофорез, изотахофорез), а также метод пептидных карт и ультрацентрифугирование. Метод пептидных карт (отпечатков пальцев) относится к методам двумерного разделения и наиболее часто используется для анализа пептидов. Пептиды получают избирательным гидролизом белков, затем на бумаге их разделяют в горизонтальном направлении электрофорезом, в вертикальном - распределительной хроматографией. Пептиды окрашивают нингидрином, элюируют и определяют аминокислотный состав.


Список используемой литературы:

  1. Скурихин И.М., Нечаев А.П. Все о пище с точки зрения химика. М.: Высшая школа, 1991.

  2. Общая технология пищевых производств. Под ред. Н.И. Назарова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.

  3. Ковальская Л.П., Мелькина Г.М., и др. Технология пищевых производств. М.: Агропромиздат, 1988.

  4. Нечаев А.П., Шуб И.С. и др. Технология пищевых производств. М.: КолосС, 2005.

  5. Нечаев А.П., Траубенберг Светлана Евгеньевна, Кочеткова Алла Алексеевна, Нечаев А.П. Пищевая химия, 2003.



Скачать файл (2262.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru