Лекція 4. Методи визначення масової частки білкових речовин та жиру в харчових продуктах План лекції

1. Класифікація та сутність методів визначення масової частки білка в харчових продуктах.

2. Теоретичні основи методів визначення масової частки жиру в харчових продуктах.

3. Класифікація та сутність методів визначення масової частки жиру в харчових продуктах.

Класифікація та сутність методів визначення масової частки білка в харчових продуктах

Азотисті речовини в тому чи іншому вигляді завжди містяться в продуктах рослинного і тваринного походження. Азот входить до складу білків, нуклеопротеїдів, фосфопротеїдів та ін. Розрізняють дві основні групи азотистих речовин: білкові і небілкові, які відрізняються за здатністю випадати в осад під дією різних осаджувачів.

Вміст білків не регламентується нормативною документацією і не є показником дотримання рецептур. Але вміст білка визначає харчову цінність продукту, необхідну для розрахунку енергетичної цінності.

Білки в організмі визначають структурну (побудову тканин і клітинних компонентів) і функціональну (ферменти, гормони, дихальні пігменти) функції.

Дефіцит білку в харчуванні підвищує сприйнятливість організму до інфекційних захворювань, порушує процеси кровотворення, обмін ліпідів, вітамінів.

Тривалий надлишок білка в харчуванні також негативно впливає на життєдіяльність організму, викликає перезбудження нервової системи, порушує обмінні процеси, перевантаження печінки і нирок.

Масову частку білка в харчових продуктах визначають за кількістю загального азоту методом К'єльдаля.

З розвитком фото- і спектроскопії були розроблені методи кількісного визначення білка, які базуються на його здатності давати забарвлення з деякими реагентами і відрізняються простотою та швидкістю виконання.

Серед цих методів найбільш поширені біуретовий метод та метод Лоурі. Крім цього застосовуються методи, які базуються на специфічних властивостях білка: здатності білків коагулювати в присутності сульфосаліцилової кислоти (нефелометричний метод), здатності білка адсорбувати деякі барвники.

Метод к'єльдаля. Хімізм методу

Метод К'єльдаля має багато модифікацій, але всі вони базуються на повному озоленні (мінералізації) наважки досліджуваного продукту в процесі нагрівання з концентрованою сірчаною кислотою в присутності каталізатора (CuO). Застосування каталізатора сприяє підвищенню температури кипіння кислоти.

Умовно цей метод можна поділити на два етапи.

Перший етап. При нагріванні кислота розпадається до диоксиду сірки (SO₂), води і активного кисню, який окиснює вуглевод та водень органічних сполук в СО₂ і Н₂О. Трьохвалентний азот, що міститься в органічних речовинах, перетворюється в аміак. Аміак в подальшому зв’язується з Н₂SO₄, яка міститься у надлишку і залишається у розчині у вигляді сірчанокислого амонію ((NH₄)₂SO₄). CO₂↑, SO₂↑ і H₂O - випаровуються.

Озолення (мінералізація) ведеться кілька хвилин при слабкому кипінні до тих пір, поки розчин стане прозорим з голубуватим відтінком. Застосування каталізатора сприяє підвищенню температури кипіння кислоти.

RCHNH₂COOH + H₂SO4 = CO₂↑ + SO₂↑ + H₂O + NH₃ (4-1)

2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ (4-2)

На цьому перший етап закінчується.

Другий етап аналізу полягає у кількісному визначенні зв’язаного кислотою аміаку. Розчин охолоджують і переносять в перегінну колбу Вюрца без втрат (промивають водою).

Щоб визначити кількість зв’язаного аміаку додають луг (NаOH), в результаті сульфат амонію розкладається до аміаку. Для звільнення аміаку в колбу додається концентрований гідроксид натрію до лужної реакції і при кип’ятінні розкладають сірчанокислий амоній:

(NH₄)₂ SO₄ +2NаOH = 2NH₃↑ + Nа₂SO₄ + 2H₂O (4-3)

Щоб вловити аміак, його відганяють з водяною парою і вловлюють 0,1 моль/дм³ розчином сірчаної кислоти. Відгонка проводиться до тих пір, поки по лакмусу не буде нейтральна реакція. Знову утворюється аміак.

2NH₃ + H₂SO₄ = (NH₄)₂SO₄ (4-4)

Надлишок кислоти (що залишається після зв’язування аміаку) титрується гідроксидом натрію (0,1 моль/дм³) і по різниці між взятим об’ємом кислоти і об’ємом лугу, що пішов на титрування надлишку H₂SO₄, визначають кількість розчину H₂SO₄, що зв’язала аміак.

1 см³ розчину сірчаної кислоти нормальністю 0,1 моль/дм³ зв’язує аміак у кількості, що відповідає 1,4 мг або 0,0014г азоту.

Для розрахунку білка кількість азоту необхідно перемножити на 6,25. Умовно приймають, що в білку в середньому міститься 16 % азоту (100:16=6,25).

Тобто, при обробці сірчанокислого амонію лугом знову виділяється аміак, який у подальшому переводять у титрований розчин кислоти, взятий у визначеній кількості, де він зв’язується з утворенням амонійної солі. Потім залишок кислоти відтитровують і визначають кількість аміаку, яку перераховують на білок.

Метод достатньо точний, є еталоном для розробки інших методів. Проте серед недоліків можна відмітити довготривалість та трудоємкість.