[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное
бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Тверской государственный университет»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по научной работе
Г.А. Толстихина «» _ 2011 г.
Рабочая программа по дисциплине Анализ продуктов питания ФД.А.07 Специальность 02.00.02 – аналитическая химия Факультативная дисциплина Степень: кандидат наук Форма обучения очная Обсуждено на заседании совета химико-технологического факультета «» _ 2011 г.
Протокол № Председатель совета Составитель _ С.С. Рясенский _ В.Г. Алексеев «» _ 2011 г. «» _ г.
Тверь, 1. Цели и задачи дисциплины Исследование любого пищевого продукта – сложная аналитическая задача. Из-за особенностей состава и многокомпонентности продуктов необходимо приспосабливать стандартные методы к особенностям состава и физико-химической структуры продукта – т.е. в каждом конкретном случае требуется проведение в той или иной мере аналитической исследовательской работы.
2. Место дисциплины в структуре подготовки аспирантов Дисциплина входит в вариативную часть цикла ОД.А – обязательные дисциплины. Дисциплина закладывает знания для подготовки кандидатской диссертации. Дисциплина непосредственно связана с дисциплинами «Комплексные соединения в аналитической химии», «Анализ лекарственных веществ», «Новые инструментальные методы анализа», «Химические сенсоры».
3. Общая трудоемкость дисциплины составляет 1 зачетную единицу, 36 часов 4. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины 1. уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-5);
2. использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-6);
3. уметь работать с компьютером на уровне пользователя и применять навыки работы с компьютерами как в социальной сфере, так и в области познавательной и профессиональной деятельности (ОК-7);
4. владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-9);
5. понимать сущность и социальную значимость профессии, основных перспектив и проблем, определяющих конкретную область деятельности (ПК-1);
6. владеть основами теории фундаментальных разделов химии (прежде всего неорганической, аналитической, органической, физической, химии высокомолекулярных соединений, химии биологических объектов, химической технологии) (ПК-2);
7. способностью применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных (ПК-3);
8. владеть навыками химического эксперимента, основными синтетическими и аналитическими методами получения и исследования химических веществ и реакций (ПК-4);
9. владеть навыками работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов (ПК-6);
10. иметь опыт работы на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях (ПК-7);
11. владеть методами регистрации и обработки результатов химически экспериментов (ПК-8);
12. владеть методами безопасного обращения с химическими материалами с учетом их физических и химических свойств, способностью проводить оценку возможных рисков (ПК-9);
13. владеть методами отбора материала для теоретических занятий и лабораторных работ (ПК-11);
14. способность подбора инструментальной базы для решения поставленных научных, научно-прикладных задач (ПК-14).
В результате освоения дисциплины аспирант должен:
Знать теоретические основы методик, применяемых для анализа продуктов питания, основанных на их физических и химических свойствах.
Уметь реализовать возможности, заложенные в аппаратуру путем реализации описанных и разработки новых методик. Умение установить и запустить в работу новый прибор, распознать и, по возможности, устранить наиболее распространенные неисправности.
Владеть инструментальными методами качественного и количественного определения химического состава продуктов питаниях.
5. Образовательные технологии Лекция, лекция-визуализация, лабораторная работа, активизация творческой активности.
6. Формы контроля Форма отчетности: 3-й год обучения – зачет.
Тема 1. Теоретические вопросы оценки качества сырья и готовой продукции Термины и определения. Организация лабораторного контроля.
Методы определения показателей качества сырья и продуктов питания.
Тема 2. Измерительные методы исследования Электрохимические методы. Спектральные методы. Молекулярноабсорбционная спектрометрия. Фотометрия. Инфракрасная спектрометрия. Молекулярно-люминесцентная спектрометрия. Атомная спектроскопия. Спектроскопия магнитного резонанса. Массспектроскопия. Рефрактометрия. Поляриметрия. Хроматография.
Тема 3. Прикладное использование физико-химических методов при оценке качества сырья и готовой продукции Относительная плотность. Кислотность. Сухие вещества и влажность. Белок. Липиды. Углеводы. Витамины. Минеральные вещества. Функционально-технологические свойства.
вопросы оценки качества сырья и готовой продукции методы исследования использование физикохимических методов при оценке качества сырья и готовой продукции Методические рекомендации по организации самостоятельной Вопросы и задания для самоконтроля:
Потенциометрия.
Какая зависимость лежит в основе прямых потенциометрических определений?
Какие электроды называют индикаторными и какие – электродами сравнения? Привести примеры.
Привести схему установки для потенциометрических измерений.
В чем сущность потенциометрического измерения рН раствора?
Какие индикаторные электроды могут быть использованы для определения рН?
Как устроен стеклянный электрод? Достоинства и недостатки стеклянного электрода.
Почему при приготовлении серии стандартных растворов для градуировочного графика в ионометрии используется не вода, а раствор индифферентного электролита?
7. В каких координатах нужно строить градуировочный график в методе прямой потенциометрии, чтобы он был линейным?
8. В чем сущность метода потенциометрического титрования?
Приведите схему установки 9. Виды кривых титрования. Способы определения точки эквивалентности. Достоинства метода Грана.
10.Что представляет собой некомпенсационное и компенсационное титрование?
11.При каких условиях возможно потенциометрическое титрование двух веществ (или ионов), находящихся в смеси? Приведите примеры.
12.Вычисление концентрации раствора методом градуировочного графика, стандартных добавок, по кривым титрования.
Кондуктометрия.
Какая зависимость положена в основу прямой кондуктометрии?
Приведите схему установки для измерения электрической проводимости растворов. Кондуктометрическая ячейка.
Какой прибор пригоден для измерения электрической проводимости растворов: а) мост постоянного тока; б) мост переменного тока; в) потенциометр постоянного тока?
Как влияют на электрическую проводимость: а) свойства электролита; б) концентрация ионов и их подвижность; в) температура; г) вязкость растворителя и его диэлектрическая проницаемость?
Какой из перечисленных растворов концентрации 0,1 моль/л имеет наименьшую электрическую проводимость: а) HCl; б) NaCl; в) FеCl3; г) CH3COOH?
6. Перечислите достоинства, недостатки и области применения прямой кондуктометрии.
7. Какой вид имеют кривые кондуктометрического титрования для реакций: а) титрования сильной кислоты сильным основанием; б) слабой кислоты сильным основанием; в) осаждения; г) комплексообразования?
8. Укажите достоинства, недостатки и области применения высокочастотного титрования.
9. Вычисление концентрации раствора расчетным методом, методом кондуктометрического титрования.
10.Приведите примеры кондуктометрического титрования смеси веществ.
Полярография.
Начертите поляризационную кривую и охарактеризуйте ее отдельные участки. Что называют остаточным током, предельным током, миграционным током, диффузионным током, потенциалом полуволны, потенциалом разложения?
Каким уравнением описывается полярографическая волна? Каким уравнением связаны предельный диффузионный ток и концентрация деполяризатора?
На использовании каких электрохимичсеких процессов основаны вольтамперометрические методы анализа?
Каким требованиям должен удовлетворять фоновый электролит при полярографических определениях и для чего он вводится?
Как влияют на величину потенциала полуволны: а) солевой фон;
б) рН; в) добавление веществ, способных к комплексообразованию с электроактивным ионом; г) природа растворителя; д) температура?
Какие электроды используют в вольтамперометрии? Каковы их особенности?
Чем ограничивается область поляризации любого электрода, применяемая для электрохимических реакций? Достоинства и недостатки ртутного капающего и ртутно-пленочного электродов.
Какие приемы используют для увеличения чувствительности и разрешающей способности вольтамперометрических методов анализа?
Сущность инверсионной вольтамперометрии.
Кулонометрия.
1. Какие законы положены в основу кулонометрических определений?
кулонометрического титрования?
3. Каковы особенности метода кулонометрии при контролируемом потенциале?
4. Каковы особенности метода кулонометрии при контролируемой 5. Устройство и принцип действия: а) медного гравиметрического кулонометра; б) серебряного титроционного кулонометра; в) газового кулонометра.
6. Какими методами измеряют количество электричества в кулонометрии?
7. Какой из электрохимических методов титрования позволяет исключить стандартизацию титранта: а) амперометрический; б) потенциометрический; в) кулонометрический; г) кондуктометрический?
Фотометрия.
1. Сущность колориметрического, фотометрического и спектрофотометрического методов анализа.
2. Привести уравнение, связывающее коэффициент пропускания Т и оптическую плотность А.
3. Как проводится выбор оптимальных условий фотометрических определений: а) длины волны; б) толщины светопоглощающего слоя (кюветы); в) концентрации?
4. Основные узлы приборов для анализа по светопоглощению.
Каково назначение каждого из этих узлов?
5. Какие факторы влияют на молярный коэффициент поглощения ?
6. Как можно рассчитать минимальную, оптимальную и максимальную концентрации определяемого вещества в исследуемом растворе при известном значении ?
Атомно-абсорбционный спектральный анализ.
1. На чем основан атомно-абсорбционный анализ: а) на регистрации поглощения света атомами вещества; б) на регистрации света поглощенного молекулами вещества; в) на регистрации света, испускаемого возбужденными молекулами?
2. Каким уравнением описывается поглощение излучения атомной плазмой?
3. В чем преимущества непламенных атомизаторов?
1. Какие способы атомизации используют в атомно-абсорбционном анализе?
2. Какую роль играет пламя горючей газовой смеси в атомноабсорбционном анализе: а) возбудителя атомов; б) атомизатора молекул; в) атомизатора и возбудителя одновременно; г) источника света?
3. Из каких основных узлов состоит атомно-абсорбционный спектрофотометр?
4. Какие источники излучения используют в атомно-абсорбционном спектрофотометре? Устройство лампы с полым катодом?
5. Какие методы определения концентрации веществ в растворе используют в атомно-абсорбционном анализе?
Рефрактометрия.
1. Сущность рефрактометрического анализа.
2. От каких факторов зависит показатель преломления?
3. Что такое предельный угол?
4. В чем сущность явления полного внутреннего отражения.
5. Идентификация веществ методом рефрактометрии.
Поляриметрия.
1. Что такое плоскополяризованный свет?
2. От каких факторов зависит угол вращения плоскости поляризации?
3. Какие вещества называют оптически активными?
4. Что такое удельное вращение плоскости поляризации?
5. Основные узлы поляриметров.
Люминесцентный метод анализа 1. Что называют люминесцентным излучением и какова его природа?
2. Что называют квантовым и энергетическим выходом люминесценции?
3. Виды люминесценции в зависимости от способа возбуждения.
4. Перечислите факторы, влияющие на интенсивность люминесценции.
Что такое концентрационное гашение люминесценции и какова его природа?
6. Основные узлы приборов люминесцентного анализа.
Принципиальная схема флуориметра.
Нефелометрия и турбидиметрия.
1. На чем основаны методы нефелометрии и турбидиметрии?
2. Основной закон светорассеяния (уравнение Рэлея).
3. Какие условия нужно соблюдать для обеспечения необходимой точности нефелометрических определений?
4. Как связана интенсивность света, прошедшего через суспензию с турбидиметрии?
Методы разделения и концентрирования.
1. В чем сущность методов хроматографии?
2. Каковы области применения, достоинства и недостатки методов газовой хроматографии?
3. Основные узлы газовых хроматографов.
4. В чем сущность методов количественного анализа: а) абсолютной калибровки; б) внутренней нормализации; в) внутреннего стандарта?
5. Дать определения следующих понятий: высота и ширина хроматографического пика; приведенный и общий удерживаемый 6. Как определяют статическую обменную и динамическую емкости Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Литература Основная:
1. Васильев В.П. Аналитическая химия. Учебник для студентов вузов, обучающихся по химико-технологическим специальностям. Кн. 2.
Физико-химические методы анализа. М.: Дрофа, 2009. 382 с.
2. Основы аналитической химии. Том 2. Методы химического анализа / под ред. Ю.А. Золотова. 2-е изд. М.: Высшая школа, 2010. 407 с.
Дополнительная:
1. Журналы: «Журнал аналитической химии», «Заводская лаборатория. Диагностика материалов».
2. Коренман Я.И., Лисицкая Р.П. Практикум по аналитической химии. Анализ пищевых продуктов: Учеб. пособие. Воронеж. гос.
технол. акад. Воронеж, 2003. – 408 с.
3. Кучменко Т.А., Лисицкая Р.П., Суханов П.Т., Асанова Ю.А., Харитонова Л.А. Контроль качества и безопасности пищевых продуктов, сырья. Серия «Инновационные решения в аналитическом контроле» : учеб. пособие / // Воронеж. гос. технол.
акад., ООО «СенТех». – Воронеж: 2009. – 116 с.
4. Эммануэль, Н.М. Химия и пища / Н.М. Эмануэль, Г.Е.Заиков. – М:
Наука, 1986.
5. Скурихин, И.М. Все о пище с точки зрения химика / И.М.
Скурихин, А.П. Нечаев.–М.: Высшая школа, 1991.
6. Митюков, А.Д. Оценка качества продуктов питания / А.Д.
Митюков А.В. Руцкий. – Мн.: Ураджай, 1988. – 183с.
Методические указания к выполнению лабораторных и Лабораторная работа № Отбор проб продуктов детского питания и подготовка их к анализу.
Методы определения массы нетто или объема продукта и массовой доли составных частей описаны в ГОСТ 8756.1 «Продукты пищевые консервированные. Методы определения органолептических показателей, массы нетто и массовой доли составных частей».
Цель работы: изучить теоретически и практически правила отбора проб продукции для детского питания и подготовки их к испытанию. Определить массу нетто или объем исследуемых образцов консервированной продукции.
Аппаратура, реактивы и материалы: сухие молочные продукты детского питания, консервы детского питания; весы лабораторные общего назначения, цилиндры мерные, Отбор проб молочных продуктов и подготовка их к испытаниям проводится согласно ГОСТ 3622-68.
Провести оценку состояния тары и внешнего вида продукта.
Провести сравнение с нормируемыми показателями.
После оценки состояния тары и органолептических показателей продукции проверяют температуру содержимого в центре единицы расфасовки.
После измерения температуры проверяют массу продукта в расфасовке.
грузоподъемности.
Чистую массу продукта в бутылках, банках, стаканах определяют следующим образом: освобождают тару от упаковки и этикеток.
Вымытую снаружи бутылку, банку или стакан вытирают насухо и взвешивают на весах с ценой деления не более 5 г. Затем бутылку, банку или стакан освобождают от содержимого, тщательно промывают внутри, банку или стакан насухо вытирают, а бутылку перевертывают вверх дном и оставляют в таком положении на 2-3 мин, после чего взвешивают. Чистую массу находят по разности между первым и вторым взвешиванием.
При взвешивании штучных продуктов в бумажной или другой таре на чашку с гирями кладут тот же материал, и в таком же количестве, какое употреблено на упаковке проверяемого продукта.
Объем жидких продуктов (молока, кисломолочных напитков, соков, напитков и др.) в бутылках или пакетах определяют следующим образом: содержимое бутылки или пакета переливают в мерный цилиндр соответствующей вместимости (для бутылок и пакетов: 1 дм3 – на 1000 см3; 0,5 дм3 – на 500 см3; 0,25 и 0,2 дм3 – на 250 см3), после чего бутылку или пакет держат перевернутыми над цилиндром 2-3 мин для стекания молока, соков, напитков, кисломолочных и других продуктов со стенок. Объем определяют с погрешностью не более 5 см3.
Для определения объема жидких молочных продуктов в крупной таре чистую массу продукта делят на фактическую плотность.
Отбор проб сухих молочных продуктов и молочных консервов.
Путем осмотра тары определяют дефекты: видимое нарушение герметичности, вздутие крышек, помятость корпуса, наличие ржавчины и степень ее распространения, дефекты запайки и закатки крышек.
Перед исследованием пробы сухих молочных продуктов для детского питания тщательно перемешивают. При наличии слежавшихся комочков их растирают стеклянной палочкой.
Для лучшего смешивания все содержимое банки пересыпают в большую ступку и быстро тщательно перемешивают, растирая пестиком, после чего снова пересыпают в банку и плотно закрывают пробкой.
По результатам осмотра составляется отчет по работе.
Аналитические методы определения свойств сырья Цель работы: изучить практически некоторые аналитические методы определения свойств исследуемого сырья и готовой продукции.
Определение общей (титруемой) кислотности в сухих продуктах детского и диетического питания Метод определения титруемой кислотности изложен в ГОСТ 25555.0 «Продукты переработки плодов и овощей. Методы определения титруемой кислотности», ГОСТ Р 30648.4-99 Продукты молочные для детского питания. Титриметрические методы определения кислотности».
Аппаратура, реактивы и материалы: весы лабораторные общего назначения, бюретки вместимостью 25 см3; воронки стеклянные диаметром 10-15 см; колбы мерные вместимостью 250 см3; колбы конические вместимость от 100 до 250 см3; пипетки вместимостью 20- см3; стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 50, 150 и 200 см3;
гидроокись натрия или гидроокись калия; спирт ректификованный;
фенолфталеин 1 %-ый спиртовой раствор; вода дистиллированная;
бумага фильтровальная лабораторная; бумага лакмусовая; вата медицинская гигроскопическая; палочки стеклянные оплавленные.
Из пробы отвешивают 5 г сухой молочной смеси с погрешность не более ± 0,01 г в стакан, вместимостью 150-200 см3, добавляют небольшими порциями 40 см3 горячей (65оС) дистиллированной воды и тщательно растирают смесь до однородной массы.
К охлажденному раствору добавляют еще 80 см3 холодной дистиллированной воды, 5 капель 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина, перемешивают и титруют 0,1 моль/дм3 раствором гидроокиси натрия или гидроокиси калия до образования розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 сек.
Кислотность, Х2, оТ, т.е. в 1 см3 1 моль/дм3 раствора гидроокиси или гидроокиси калия в пересчете на 100 г продукта, вычисляют по формуле где V – объем точно 0,1 моль/дм3 раствора гидроокиси натрия или гидроокиси калия, израсходованный на титрование, см3;
m – масса навески испытуемого концентрата, г.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,5о.
Вычисления проводят с погрешностью не более 0,01о.
Определение активной кислотности (рН) консервов Метод определения рН установлен в ГОСТ 26188 «Продукты переработки плодов и овощей, консервы мясные и мясо-растительные.
Метод определения рН», ГОСТ Р 30648.5-99 «Продукты молочные для детского питания. Методы определения активной кислотности».
Аппаратура, реактивы и материалы: рН-метр или ионометр с измерительным стеклянным электродом и хлорсеребряным электродом сравнения, буферные растворы, изготовленные из стандарт-титров образцовых растворах для рН-метрии и имеющим рН: 1) 3,57 или 4,00;
2) 5,00 или 6,86; 3) 9,22 (один из растворов должен иметь рН, близкий к рН исследуемого продукта); дистиллированная вода перед приготовлением растворов должна быть прокипячена в течение 30 мин;
исследуемые образцы продукции.
Ход работы Установленный на рабочем месте и заземленный прибор включают в сеть с напряжением 220 В и прогревают в течение 25 мин, после чего производят его проверку. Выбирают необходимые электроды и подготавливают их к работе согласно паспорт на них. Электроды перед погружением в буферный или раствор необходимо тщательно промыть дистиллированной водой и затем протереть фильтровальной бумагой. Так как буферные и контрольные растворы при многократном применении могут менять рН, то прежде чем корректировать показания прибора при помощи ручки «Калибровка», надо убедиться, что погрешность измерения вызвана не изменениями настройкуи прибора, а изменением рН буферного раствора. Это проверяется по свежему буферному или контрольному раствору.
Стрелку измерительного прибора устанавливают на показании величины, соответвующей рН буферного раствора при данной температуре, и проверяют его показания во всех стандартных буферных растворах (рН 4,00; рН 6,86; рН 9,22). Ошибки измерения рН не должны превышать 0,05.
Для измерения рН исследуемого образца анализируемый раствор помещают в стакан и погружают туда электроды. Величину рН отсчитывают по шкале, когда показания прибора примут установившееся значение (на что требуется около 3 мин).
Оформление результатов работы В отчет по работе необходимо включить краткое описание методов исследования образцов сырья и продукции. Результаты представить в виде таблицы.
Таблица Результаты определения кислотности сырья и продукции Наименование Исследуемые свойства Лабораторная работа № Методы определения влаги и массовой доли сухих веществ Цель работы: изучить методы определения влажности и содержание сухих веществ в образцах представленного сырья и готовой продукции.
Определение влаги методом ускоренного высушивания Аппаратура, реактивы и материалы: Бюксы стеклянные и металлические диаметром 40-50 мм, высотой 40-50 мм; весы лабораторные общего назначения; термометр технический стеклянный ртутный на 150о С; шкаф сушильный электрический; эксикатор; кальций хлористый технический; кислота серная плотностью 1,84г/см3; палочки стеклянные длиной 55-60 мм; песок очищенный прокаленный; щипцы тигельные.
Чистую пустую бюксу с 5-10 г прокаленного песка и стеклянную палочку сушат с крышкой (в открытом виде) в течение 30 мин в сушильном шкафу при температуре 130о С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.
Из аналитической пробы концентрата в высушенную бюксу берут навеску массой 5 г с погрешность не более + 0,01г. Открытую бюксу с навеской вместе с крышкой помещают в сушильный шкаф, предварительно нагретый до 140 – 145 оС. Температуру шкафа при установке бюкс доводят до 130 оС в течение 10 мин и этот момент считают началом сушки.
Продолжительность сушки при температуре 130±2оС установлена:
40 мин для молочных концентратов и продуктов детского питания; мин – для остальных видов концентратов.
После высушивания навески бюксу вынимают из сушильного шкафа тигельными щипцами, закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают с погрешность не более ± 0,01 г.
Массовую долю влаги, Х, %, вычисляют по формуле где m – масса навески испытуемого концентрата, г;
m1 – масса бюксы с навеской до высушивания; г;
m2 – масса бюксы с навеской после высушивания, г.
За результаты испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.
Вычисления проводят с погрешностью не более 0,01%.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,25%.
Определение влаги на приборе ВЧ Аппаратура, реактивы и материалы: прибор ВЧ; весы лабораторные общего назначения; термометры стеклянные ртутные на 250оС; часы; эксикатор; кальций хлористый технический; бумага фильтровальная лабораторная, бумага газетная; ножницы.
Перед определением влаги прибор ВЧ нагревают до температуры, указанной в таблице, и подсушивают в нем бумажные пакеты в течение 3 мин. После высушивания пакеты помещают в эксикатор для охлаждения на 2-3 мин.
Таблица– Масса навески, температура и продолжительность высушивания некоторых продуктов Каши молочные: гречневая, Смеси молочные на отварах и на Примечание: допускается отклонение от температуры высушивания ±1оС.
Для изготовления пакетов берут лист газетной бумаги размером 20х14 см, складывают его пополам, а затем открытые с трех сторон края пакета загибают на 1,5 см; размер готовых пакетов 8х11 см.
Можно пользоваться пакетами треугольной формы из бумаги размером 15х15 см, с шириной загиба краев 1,5 см.
При испытании концентратов, содержащих в рецептуре жир, в пакет помещают дополнительно вкладыш из фильтровальной бумаги размером 11х24 мм, сложенный в три слоя таким образом, чтобы два слоя бумаги находились на нижней стороне пакета, а один слой на верхней; навеску помещают на два слоя фильтровальной бумаги, образующей вкладыш.
Из аналитической пробы концентрата в предварительно высушенный и взвешенный пакет берут с погрешностью не более ± 0, г навеску в количестве 4 г.
Для получения правильных результатов испытаний навеску берут быстро и распределяют ее ровным слоем по всей поверхности пакета или вкладыша.
Пакет закрывают, помещают в прибор ВЧ и сушат навеску по режимам, указанным в таблице.
В прибор помещают одновременно два пакета с навесками (параллельные определения).
После высушивания пакеты охлаждают в эксикаторе в течение мин и взвешивают с погрешность не более ±0,01 г.
Массовую долю влаги, Х, %, вычисляют по формуле где m – масса навески испытуемого концентрата, г;
m1 – масса пакета с навеской до высушивания; г;
m2 – масса пакета с навеской после высушивания, г.
За результаты испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений.
Вычисления проводят с погрешностью не более 0,01%.
Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,3%.
Аппаратура, реактивы и материалы: рефрактометр лабораторный РПЛ-3, или ИРФ-457; термостат ТС-13; баня водяная; термометр со шкалой до 1000С с ценой деления 10С; пипетки вместимостью 2,10 см3 с делениями; чашки фарфоровые выпарительные диаметром 4-6 см;
бюксы стеклянные; палочки стеклянные оплавленные; колба коническая вместимостью 50-100 см3; стакан химический вместимость 100-150 см3;
воронка стеклянная диаметром 3-4 см.
Перед началом работы проверяют показания прибора по дистиллированной воде. На нижнюю призму рефрактометра оплавленной стеклянной палочкой наносят 1-2 капли дистиллированной воды, опускают верхнюю призму и через 2-3 мин проводят замер.
Граница светотени должна быть четкой и проходить через точку пересечения нитей (перекрестие) или пунктирную линию.
Рефрактометр установлен на показатель преломления дистиллированной воды при 20 С 1,3329, что соответствует 0% сухих веществ.
Призмы рефрактометра вытирают сухой марлей и оплавленной стеклянной палочкой наносят 1-2 капли исследуемой жидкости, профильтрованной через крупнопористую фильтровальную бумагу.
Опускают верхнюю призму и через 2-3 мин производят замер.
Замер производят 2-3 раза и рассчитывают среднее арифметическое.
По шкале рефрактометра определяют коэффициент преломления или массовую долю сухих веществ.
Если шкала рефрактометра градуирована на коэффициент преломления, то по таблице находят массовую долю сухих веществ.
Таблица 4.3 – Определение содержания сухих веществ по показателю преломления Показат Массов Показат Массов Показат Массов Показат Массов ления веществ ления веществ ления веществ ления веществ Массу сухих веществ для плодово-ягодных напитков (Х, г) рассчитывают по формуле рефрактометрическим методом, %;
Р – объем напитка, см3.
Результаты работы оформляются в виде таблицы Таблица 4.4 – Результаты определение массы сухих веществ Цель работы: Изучить теоретически и освоить определение углеводов с сырье и готовой продукции.
Определение сахарозы рефрактометрическим методом Аппаратура, реактивы и материалы. Рефрактометр лабораторный РЛУ, РЛ, ИРФ-22 или УРЛ; весы лабораторные общего назначения; баня водяная; воронки стеклянные, колбы мерные вместимостью 100 см3, колбы конические вместимостью 100-200 см3, стаканы химические вместимость 50-100 см3, палочки стеклянные, кальций хлористый кристаллический 4% -ный раствор; кислота уксусная 80%-ный раствор, вода дистиллированная, бумага фильтровальная.
Подготовка к испытанию. Нулевую точку рефрактометра проверяют по дистиллированной воде. Показатель преломления воды при температуре 20оС равен 1,3330; температурные отклонения вызывают изменения показателя преломления воды, указанные в таблице.
Таблица– Показатель преломления воды в зависимости от температуры раствора Температура,оС Показатель Температура,оС Показатель Ход работы Для определения массовой доли сахарозы в молочных смесях из аналитической пробы отвешивают 10 г продукта с погрешность не более 0,01 г, переносят через сухую воронку в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают 50 см3 дистиллированной воды и оставляют на 15- мин периодически взбалтывая. Прибавляют 0,6 см3 80 %-ного раствора уксусной кислоты, доливают колбу до метки дистиллированные водой, перемешивают содержимое и фильтруют через складчатый фильтр в сухую колбу. В фильтрате определяют показатель преломления.
Из полученного фильтрата хорошо оплавленной стеклянной палочкой наносят 2-3 капли на призму рефрактометра и определяют показатель преломления по левой шкале прибора. Во время определения показателя преломления линия раздела светлого и темного полей должна быть резко выражена.
При расчете показателя рефракции необходимо отмечать температуру прибора.
Массовую долю сахарозы, Х2, %, вычисляют по формуле где Н – показатель преломления дистиллированной воды при температуре определения;
Н1 – показатель преломления испытуемого раствора при температуре определения;
К – коэффициент пересчета показателя преломления на процентное содержание сахарозы в исследуемом пищевом концентрате, (для молочных смесей К=0,2500 – при рецептурной закладке сахара 18%; К=0,2770 – при рецептурной закладке сахара 25%).
За окончательный результат испытания принимают среднеарифметическое результатов двух параллельных определения, допускаемое расхождение между которыми не должны превышать 0,3%.
Вычисления проводят с погрешностью не более 0,01%.
Лабораторная работа № Методы определения белка Цель работы: изучить методы исследования белка.
Определение массовой доли белков методом Аппаратура, реактивы и материалы. Пипетки простые вместимостью 20 и 50см3 и градуированные вместимостью 1 и 5см3;
стаканы химические вместимостью 150-200 см3, бюретка вместимостью 25см3 с ценой деления 0,1см3, снабжённая трубкой с натронной известью для защиты раствора гидроксида натрия от углекислого газа, и бюретка вместимостью 50см3 с ценой деления 0,1см3; резиновая груша;
гидроксид натрия, ч.д.а. или х.ч. 0,1н и 40 %-ный растворы; раствор гидроксида натрия готовят на дистиллированной воде, свободной от диоксида углерода; спирт этиловый ректификованный или спирт синтетический; фенолфталеин (2 %-ный спиртовой раствор); формалин технический; 2,5 %-ный водный раствор сульфата кобальта ч. или ч.д.а., сульфит натрия ч.д.а. или ч.; 1 н раствор серной кислоты; вода дистиллированная, свободная от диоксида углерода.
Для определения содержания формальдегида в техническом формалине готовят раствор сульфита натрия: 126 г сульфита натрия кристаллического (Na2SO3 x 7H2O) или 63г безводного сульфита натрия (Na2SO3) растворяют в мерной колбе вместимостью 500см3 и объём доводят дистиллированной водой до метки.
Раствор сульфита натрия в количестве 50см3 нейтрализуют 1н.
раствором серной кислоты в присутствии фенолфталеина до слаборозовой окраски и добавляют точно 3см3 испытуемого формалина.
Образовавшийся в результате реакции гидроксид натрия титруют 1 н.
раствором серной кислоты до слабо-розовой окраски.
Количество 1 н. раствора серной кислоты (в см3), израсходованной на титрование образовавшегося гидроксида натрия, показывает количество формальдегида, содержащегося в 100см формалина (г/100см3). Для определения количества белка допускается применять формалин с содержанием формальдегида не менее 36г на 100см3. При наличии мути или осадка раствор формалина перед употреблением фильтруют.
Формалин перед употреблением нейтрализуют: к 50см формалина добавляют 3-4 капли 2 %-ного раствора фенолфталеина и затем по каплям приливают сначала 40 5-ный, а затем в конце 0,1 н раствор гидроксида натрия до появления слабо-розового окрашивания.
Формалин, оставшийся на следующий день, в случае необходимости дополнительно нейтрализуют 0,1н. раствором гидроксида натрия. Нейтрализация формалина, в котором образовался осадок, производится после фильтрования.
Для приготовления эталона окраски в химический стакан вместимостью 150-200см3 отмеривают пипеткой 20мл молока и добавляют 0,5мл 2,5 %-ного раствора сульфата кобальта. Эталон пригоден для работы в течении одной смены. Для лучшего сохранения к эталону можно добавить одну каплю формалина. Во избежание отстоя сливок эталон рекомендуется перемешивать.
Таблица - Определение содержания белков в молоке при титровании проб в присутствии формалина Количество 0,1н. Массовая доля Количество 0,1н. Массовая доля раствора NaOH, белков в раствора NaOH, белков в В химический стакан вместимостью 150-200 см3 отмеривают с помощью пипетки 20 см3 молока и добавляют 0,25 см3 2 %-ного раствора гидроксида натрия до появления слабо-розового окрашивания, соответствующего окраски этанола. Затем в стакан вносят 4 см нейтрализованного 36-40 %-ного формалина, перемешивают круговыми движениями и через 1 мин вторично титруют до появления слаборозового окрашивания.
Если испытания проводят при искусственном освещении, то для точного определения момента появления окраски используют белый экран, для чего лист чертёжной бумаги размером 40 х 40 см сгибают пополам.
Массовая доля (в %) общего количества белков в молоке равна количеству 0,1н. раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию в присутствии формалина, умноженному на 0,959.
Массовую долю общего белка в молоке можно определить также по таблице.
Колориметрический метод определения белка (по Лоури) Аппаратура, реактивы и материалы: 1) 2 %-й раствор Na2СО3 в 0,1н NaОН; 2) раствор 0,5 % CuSO4 х 5Н2О в 1 %-м растворе двухзамещённого виннокислого натрия или калия; 3) опытный раствор:
готовят смешивая 1-й и 2-й растворы (50 : 1 по объёму); реактив годен в течении дня; 4) реактив Фолина.
Приготовление реактива Фолина. Для стандартного раствора 100г вольфрамата натрия (Na2WO4 x 2H2O) и 25г молибдата натрия Na2МоО4 х 2H2O растворяют в 700см3 воды. К смеси добавляют 50см %-го раствора фосфорной и 100см3 соляной кислот (р = 1,19). Затем кипятят (не слишком сильно) 10 ч с обратным холодильником в вытяжном шкафу. После этого в колбу добавляют 150г сернокислого лития, 50 см3 воды и 5 капель бромной воды. Смесь кипятят в течении 15 мин в вытяжном шкафу для удаления избытка брома, после охлаждения доводят водой до 1дм3. Затем фильтруют и хранят в тёмной склянке с притёртой пробкой. Раствор должен быть ярко-жёлтого цвета.
Обычно перед употреблением реактив Фолина разбавляют в 2 раза.
Раствор можно хранить длительное время.
К 0,4см раствора белка добавляют 2см3 опытного раствора. Смесь перемешивают и через 10мин приливают к ней 0,2см3 рабочего раствора Фолина. Интенсивность окраски определяют на ФЭК-56М с красным светофильтром (или на спектрофотометре при 750 нм) через 30мин.
Количество белка в растворе находят по калибровочной кривой.
Для построения калибровочной кривой 100 мг чистого белка (сывороточного – глобулина, кристаллического альбумина и др.) растворяют в 100см3 0,1н NaОН (1см3 содержит 1мг белка). В 9 мерных колб на 10см3 приливают раствор белка в возрастающих количествах:
0,5см3, а затем от 1 до 8см3. Раствор в колбах доводят водой до метки, перемешивают и из каждой колбы берут по 0,4см3 для определения белка по указанной прописи. По полученным данным вычерчивают калибровочную кривую.
Примечание. Определение белка данным методом в растительных объектах, содержащих фенолы, приводит к завышению результатов, так как они образуют аналогичную окраску с реактивами.
Перед определением белка для удаления фенольных соединений необходима обработка ацетоном, охлаждённым до –10оС.
Определение белка колориметрическим методом Аппаратура, реактивы и материалы.
В стеклянную пробирку помещают пипеткой 1см3 раствора молока, приливают 20см3 раствора красителя и, закрыв пробирку резиновой пробкой, перемешивают её содержимое, переворачивая пробирку от 2 до 10 раз.
Следует избегать встряхивания, так как при этом образуется трудноразрушимая пена.
Пробирку помещают в центрифугу и центрифугируют при частоте вращения 1000 об/мин в течении 20 мин.
Отбирают пипеткой 1см3 надосадочной жидкости, помещают в мерную колбу вместимостью 50см3, доливают колбу до метки водой и содержимое перемешивают. Аналогичным способом разбавляют раствор красителя в 50 раз.
Измеряют на фотоколориметре оптическую плотность разбавленного раствора красителя по отношению к разбавленному содержимому мерной колбы.
Массовую долю белка (Б), %, вычисляют по формуле:
где Д – измеренная оптическая плотность, ед. оптической плотности;
7,78 – эмпирический коэффициент, % / ед. оптической плотности;
1,34 – эмпирический коэффициент, %.
Предел допустимой погрешности результата измерений составляет + 0,1 % массовой доли белка при доверительной вероятности 0,80 и расхождении между двумя параллельными измерениями не более 0, единиц оптической плотности или не более 0,1 % массовой доли белка.
За окончательный результат измерения принимают среднее арифметическое значение результатов вычислений двух параллельных наблюдений, округляя результаты до второго десятичного знака.
Методы определения витаминов Цель работы: изучить теоретические и освоить практически методы исследования витаминов С, -каротина.
Определение содержания аскорбиновой кислоты 1 г сока переносят в мерную колбу на 100 см3, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и фильтруют через складчатый бумажный фильтр в сухую колбу или стакан. Отбирают в коническую колбу вместимостью 250 см3 20 см3 фильтрата, приливают 1 см3 2%-ного раствора соляной кислоты, 0,5 см 3 1%-ного раствора йодистого калия и 2 см3 0,5%-го раствора крахмала. Смесь перемешивают и титруют из микробюретки 0,001 моль/дм3 раствором иодата калия до устойчивого синего окрашивания.
Параллельно ведут контрольное титрование. Для контрольного титрования вместо фильтрата берут 20 см3 дистиллированной воды.
1 см3 0,001 моль/дм3 раствора йодата калия соответствует 0,088 мг аскорбиновой кислоты. Содержание аскорбиновой кислоты рассчитывают по формуле:
где С1 – общий объем вытяжки, см3;
С2 – аликвота вытяжки, взятая на титрование, см3;
С3 – объем 0,001 моль/дм3 раствора илдата калия, пошедшего на титрование опытного образца, см3;
пошедшего на титрование контрольного образца, см3;
Упрощенный метод определения витамина С Приборы и реактивы: весы лабораторные; микробюретка вместимостью 2-5 мл; колбы конические вместимостью 50 и 100 мл;
пипетки вместимостью 1,2,5,10,15 мл; стаканы химические вместимостью 100,150 и 250 мл; воронка стеклянная; палочка стеклянная; вата гигроскопическая; цилинды измерительные вместимостью 25 и 50 мл; натриевая соль 2,6-дихлорфенолиндофенола, 0,001 н раствор; кислота соляная плотностью 1,19 г/см3, х.ч., 2%-ный раствор; вода дистиллированная.
При определении содержания аскорбиновой кислоты необходимо учитывать следующее:
1.Производить не менее двух параллельных титрований из 2- навесок.
2.При титровании пользоваться микробюретками.
3.Расхождение между параллельными титрованиями не должно превышать 0,03 мл.
4.Объем титруемой жидкости, состоящей из экстракта и дистиллированной воды, должен быть равен 15 мл. Так, если экстракта взято 4 мл, то воды следует добавить 11 мл (4 мл+11 мл=15 мл).
Количество экстракта для титрования зависит от содержания в нем витамина С.
5.Для более точного улавливания перехода окраски титрование следует производить в конической колбе на поверхности стола белого цвета.
6.Количество пошедшего на титрование индикатора должно быть в пределах 1-2 мл. Если индикатора расходуется менее 1 мл или более мл, то увеличивается погрешность анализа.
7.Титрование не должно продолжаться более 2 мин. При титровании образца с малым содержанием витамина С раствор приливают из микробюретки по каплям. При титровании образца с большим содержанием витамина С вначале прибавляют по несколько капель индикатора.
8.Продолжительность анализа исследуемого образца – не более мин.
Жидкие продукты, взятые для анализа по объему или массе, непосредственно перед титрованием для полной экстракции витамина С разводят 2%-ным раствором соляной кислоты в соотношении 1:1 и тщательно перемешивают. Затем отбираю пипеткой 1-10 мл экстракта, в зависимости от содержания витамина С, установленного пробным титрованием, вносят в 2-3 конические колбы вместимостью 50-100 мл, в которые заранее налито по 1 мл 2%-ного раствора соляной кислоты и добавляют такое количество дистиллированной воды, чтобы общий объем жидкости равнялся 15 мл, после чего титруют 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до появления розового окрашивания, не исчезающего 0,5-1 мин.
Если жидкие продукты титруют без разведения, то их переносят пипеткой в конические колбы, в которые предварительно налит 1 мл 2%ного раствора соляной кислоты, в количестве 1-10 мл (в зависимости от содержания витамина С) и добавляют воду до общего объема 15 мл.
Определение -каротина Метод определения каротиноидов основан на фотометрическом измерении массовой концентрации каротиноидов в растворе этилового спирта.
1 см3 сока помещают в мерную колбу на 50 см3, доводят объем этиловым спиртом до метки, перемешивают и фильтруют. В фильтрате определяют оптическую плотность при длине волны 450 нм, в кювете с толщиной слоя 10 мм. В качестве контроля используется этиловый спирт.
Содержание -каротина (в мг/100 см3) рассчитывают по формуле:
где Д – оптическая плотность раствора;
соответствующее по окраске стандартного образца;
«