Питання для самоконтролю

1. Якими методами визначають вміст білку?

2. В чому суть метода К’єльдаля ? Які основні етапи проведення визначення білку по методу К’єльдаля?

3. В чому суть методу визначення загального азоту модифікованим методом К’єльдаля?

4. На чому засновані колориметричні і мідні методи визначення вмісту білкових речовин?

Лабораторне заняття № 7

Тема заняття : Визначення вмісту білкових речовин в ячмені методом К’єльдаля.

Мета заняття : Вивчити методику визначення білкових речовин в ячмені методом К’єльдаля, набути практичні вміння і навики по визначенню азотистих речовин і вмісту білкових речовин методом К’єльдаля, вивчити будову і призначення складових частин дистиляційної установки, навчитись проводити дистиляцію, дотримуючись правил техніки безпеки і правил роботи в лабораторії, уміти вірно провести титрувати, виконати провести відповідні розрахунки вмісту білкових речовин.

Завдання : 1. Визначення вмісту азотистих речовин методом К’єльдаля.

2. Проведення розрахунку вмісту білкових речовин.

Література : - [1] ; [2] ; [3] ; [4]; [7] .

- ГОСТ 10846 – 91 Зерно и продукты его переработки. Метод определения белка.

Об’єкт аналізу : Ячмінь

Засоби вимірювання, допоміжні пристрої, реактиви і матеріали :

• Мельниця лабораторна тонкого помолу;

• Ваги лабораторні загального призначення з найбільшою межою зважування 200 г з ціною поділки 0,1 мг по ГОСТ 24104 – 98;

• Холодильник скляний лабораторний по ГОСТ 25336 – 82;

• Краплевловлювач скляний лабораторний;

• Електроплитка;

• Шафа витяжна;

• Колба К’єльдаля ємкістю 100 і 250 см³ по ГОСТ 25336 – 82;

• Бюретка з ціною поділки 0,1 см³ ємкістю 25 см³;

• Колби конічні ємкістю 100, 250, 500 см³;

• Воронка скляна діаметром 25 – 36 мм;

• Пробірки по ГОСТ 25336 – 82;

• Кислота сірчана по ГОСТ 4204 – 77, х.ч. густиною 1,84 г/см³ і розчин концентрацією 0,1 моль/дм³;

• Натрія гідроокис по ГОСТ 4328 – 77, розчин концентрацією 0,1 моль/дм³ і технічна по ГОСТ 2263 – 79 розчин масовою концентрацією 330 г/дм³;

• Мідь сірчанокисла по ГОСТ 4165 – 78 , ч. або ч.д.а.;

• Калій сірчанокислий по ГОСТ 4145 – 74, ч. або ч.д.а.;

• Індикатор метиленовий голубий;

• Індикатор метиленовий червоний.

Методичні рекомендації щодо виконання завдання

Визначення вмісту білку здійснюється згідно ГОСТ 10846 – 91 «Зерно і продукти його переробки . Метод визначення білку» .

Метод заключається у перетворенні азоту білкових речовин солі амонію при мінералізації зерна сірчаною кислотою, подальшому підлужуванні продукту в реакції і відгонці аміаку який виділився, з подальшим титрування розчином сірчаної кислоти.

Підготовка проби зерна до аналізу . Із середнього зразка розділювачем або вручну виділяють 30 – 50 г зерна, очищують його від смітних домішок розмелюють на лабораторній мельниці так, щоб все розмелене зерно пройшло при просіюванні через сито з металевотканевою сіткою № 08. Розмелене зерно переносять на скляну пластинку і двома плоскими совками змішують і розподіляють рівним шаром . Потім придавлюють іншим склом такого ж розміру так, щоб шар під склом був не вищий 3 – 4 мм.

Видаливши верхнє скло відбирають не менше ніж із 10 різних місць шару дві наважки розмеленого зерна масою від 0,5 до 1 г кожна у дві сухі пробірки і зважують кожну з них з похибкою не менше 0,0002 г.

Пробірка повинна вільно входити в горличко колби К’єльдаля . Пробірку з наважкою зерна вставляють як найглибше в колбу К’єльдаля для запобігання розпилення розмеленого зерна по стінках колби, висипають в колбу розмелене зерно і потім зважують пусту пробірку. По різниці між результатами першого і другого зважування визначають величину взятої наважки розмеленого зерна.

Одночасно беруть наважку розмеленого зерна для визначення вологості згідно методичних рекомендацій до лабораторного заняття № 1.

В колбу К’єльдаля наливають 10 – 15 см³ концентрованої сірчаної кислоти і для прискорення реакції додають 0,5 – 1 г каталізатора. Одночасно колби перемішують так, щоб усе розмелене зерно було змочене сірчаною кислотою.

Колбу прикривають скляною воронкою і приступають до нагрівання, яке здійснюється у витяжній шафі. Спочатку нагрівання, коли продукт обвуглюється, підогрів необхідно вести на малому вогні. Коли припиниться

утворення піни нагрівання посилюють так, щоб рідина безперервно кипіла. При цьому слідкують за тим, щоб на стінках колби не залишалося темних незгорілих частинок зерна, струшуючи їх легкими рухами суміші колби. Коли суміш колби набуває зеленувато-голубуватого кольору без жовтого відтінку, її кип’ятять ще біля 20 хвилин, після чого спалювання припиняють.

Після охолодження до суміші колби поступово приливають, при перемішуванні, біля 30 см³ дистильованої води, охолоджують і приступають до відгонки аміаку. Установка для відгонки аміаку складається із перегінної колби, краплевловлювача, холодильника, приймальної трубки і приймальної колби. Перегонна колба встановлюється на електроплитку. Отриманий після спалювання розчин кількісно переносять у перонну колбу ємкістю 500 см³ . Колбу К’єльдаля ополіскують 3 – 4 рази дистильованою водою в кількості біля

200 см³ яку також виливають в перегонну колбу. Додають скляні буси або кусочки пемзи і приливають 30 – 35 % розчин гідроксиду натрію до отримання лужної реакції середовища (індикаторний лакмусовий папір синіє). Для запобігання втрат аміаку перегонну колбу зразу під’єднують до приладу і починають нагрівання. У приймальну колбу наливають 25 см³ розчину сірчаної кислоти концентрацією 1 моль/дм³, куди занурюють кінець приймально- відвідної трубки приєднаної до холодильника.

Пари із колби спочатку надходять в краплевловлювач так, щоб бризги лужної рідини, яка кипить у колбі не попали в приймальну колбу. Аміак і сконденсована в холодильнику водяна пара надходить в приймальну колбу з розчином сірчаної кислоти концентрацією 0,1 моль/дм³, яка зв’язує аміак у сірчанокислий амоній. Перегонка, як правило, триває 45 – 60 хвилин. Кінець перегонки визначають по реакції дистиляту, якщо крапля його не дає посиніння червоного лакмусового паперу, то перегонку припиняють. По закінченню перегонки відвідну трубку, не виймаючи із колби, ополіскують великою кількістю води, виймають відвідну трубку з колби, додають в колбу 3 – 5 крапель метиленового червоного і титрують розчином гідроксиду натрію концентрацією 0,1 моль/дм³ та до зміни забарвлення.

По різниці між взятим об’ємом розчину сірчаної кислоти і об’ємом розчину гідроксиду натрію, витраченого на зворотне титрування, визначають об’єм сірчаної кислоти, який нейтралізований аміаком, що виділився.

Паралельно з визначенням азоту в досліджуваному зерні проводять контрольне визначення азоту в реактивах для внесення відповідної поправки в результат визначення.

Визначення азоту в реактивах повторюють кожний раз після заміни партій сірчаної кислоти каталізатора або титрованих розчинів.

Обробка результатів.

Масову долю азоту у відсотках по сухій речовині зерна визначають за формулою :

,

де V – об’єм розчину сірчаної кислоти концентрацією точно 0,1 моль/дм³, який нейтралізований аміаком, що виділився, см³;

V = V₁ – V₂ ,

де V₁ – об’єм розчину сірчаної кислоти концентрацією точно 0,1 моль/дм³ , який внесений в приймальну колбу перед відгонкою аміаку, см³;

V₂ – об’єм розчину гідроксиду натрію який витрачений на зворотне титрування, см³ ;

m_н – маса наважки розмеленого зерна, г (m_н = m₁ - m_{2 ,} г);

0,0014 г – кількість азоту, яка відповідає 1 см³ розчину сірчаної кислоти концентрацією 1 моль/дм³;

Масова частка білку у відсотках на суху речовину визначають за формулою:

де 6,25 – коефіцієнт перерахунку азотистих речовин у білкові речовини.

W – масова доля вологи у розмеленому зерні, %.

Обрахування проводять до сотих з послідуючим округленням до десятих долей відсотка. За кінцевий результат приймають середнє арифметичне значення результатів двох паралельних визначень, відхилення між якими допускається не більше 0,3 відсотка.

Результати :

№ п/п	Вага пробірки з на-важ-кою, г (m1)	Вага пустої пробірки, г (m2)	Маса наважки, г (mн)	Воло-гість розме-леного ячме-ню, %	Серед-нє арифметичне значен-ня волого-сті, %	Масова доля білка, %	Серед-нє арифметичне значен-ня масової долі білку, %	Роз-біж-ність фактична, %	Роз-біж-ність допустима, %
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Висновки : ________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Підпис викладача ___________ _______________________________________

(прізвище, ім’я, по батькові )

?

Питання для самоконтролю

1. Яке значення білків в пивоварінні?

2. Які методи визначення білків Ви знаєте?

3. В чому полягає сутність методу К’єльдаля?

4. Напишіть рівняння реакцій, що проходять під час спалювання наважки досліджуваного ячменю.

5. Напишіть рівняння реакцій, що проходять під час перегонки.

6. Які прилади і засоби вимірювання необхідні для аналізу?

7. Як визначають кінець спалювання наважки?

8. Як визначають кінець перегонки?

9. Як розраховують кількість азоту і білку?