4)Методы определения сухих веществ в растворах. Методы, основанные на определении плотности. Пикнометрический метод. Ареометрический метод. Рефрактометрический метод.

Сухими веществами, или сухим остатком, называют все то, что остается после удаления влаги из продукта при сушке. Содержание сухих веществ в плодах и овощах достигает 10-20%, из них небольшая часть (2—5 %) представлены нерастворимыми в воде соединениями. Это входящие в состав клеточных стенок клетчатки, протопектин, некоторые азотистые вещества, пигменты, воск, крахмал.

Растворимые сухие вещества, содержащиеся в плодах и овощах, включают сахара, кислоты, азотистые вещества, соединения фенольной группы, пектин, витамины, минеральные соли и др.

Все пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения состоят из важных пищевых веществ — белков, углеводов, жиров, а также витаминов, минеральных веществ. В состав пищевых продуктов входят еще соединения — ароматические, красящие, дубильные, пектиновые и др.

Белки являются основными пищевыми веществами, ими богаты продукты животного происхождения - мясо, рыба, молоко, яйца. В растительных продуктах их содержится меньше. Но сочетание разных овощей, плодов, зерновых и других может сделать рацион полноценным по белковому составу.

Углеводы (сахара, крахмал) содержатся главным образом в растительных продуктах. Жиры содержатся как в растительных, так и в животных продуктах.

При усвоении организмом 1 г белка выделяется 16,7 кДж, 1 г углеводов - 15,7 кДж, а 1 г жира - 37,7 кДж.

Организм человека приспособился к употреблению всех трех групп, пищевых веществ в определенных соотношениях. Для каждой группы населения научно обоснованы физиологические нормы потребления пищевых веществ.

Для взрослого человека в среднем необходимо принять за сутки с пищей следующее количество пищевых веществ (г): углеводов 415, белков 105 (в том числе животных 64), жиров 99 (в том числе животных 84).

Институт питания Академии медицинских наук разработал фи зиологические нормы потребления плодов и овощей на душу населения. Согласно этим нормам для человека в течение года требуется (в кг): картофеля 110, овощей 122, бахчевых (арбузов, дыни, тыквы) 31, плодов 102.

Для пищевых продуктов ГОСТом 8756.2—82 предусмотрены сле-ующие методы определения содержания сухих веществ:

1) высушивание сушильном шкафу (арбитражный метод для разных консервов, кроме фуктово-ягодных соков и экстрактов);

2) обезвоживание на приборе Ч (для овощных закусочных консервов, рыбных консервов в томатом соусе, овощных обеденных консервов; варенья, конфитюров, дже-юв и повидла);

3) рефрактометрический;

4) пикнометрический .

Пикнометрический метод основан на определении объема жидкости, вытесненной порошком, масса которого предварительно измерена. 

Он заключается в следующем: приготовленный для испытаний и взвешенный с точностью 0 001 г образец помещают в предварительно взвешенный широкогорлый пикнометр ( стеклянный сосуд с делениями) объемом 50 - 100мл, заполненный до метки дистиллированной водой и спиртом с температурой 20 1 С; при этом уровень жидкости в пикнометре несколько повысится. Чтобы уровень воды ( спирта) опять довести до указанной метки, из пикнометра удаляют избыток жидкости при помощи фильтровальной бумаги. Затем пикнометр закрывают крышкой и вновь взвешивают. В процессе испытаний необходимо следить за тем, чтобы в пикнометре не было пузырьков воздуха.

Основные достоинства пикнометрического метода определения плотности:

• высокая точность измерений (до 10⁻⁵ г/см³);

• возможность использования малых количеств вещества (0,5 — 100 см³);

• малая площадь свободной поверхности жидкости в пикнометре, что практически исключает испарение жидкости и поглощение влаги из воздуха;

• раздельное проведение операций термостатирования и последующего взвешивания

Рефрактометрический метод исследования веществ, основан на определении показателя (коэффициента) преломления (рефракции) и некоторых его функций. Рефрактометрия (рефрактометрический метод) применяется для идентификации химических соединений, количественного и структурного анализа, определения физико-химических параметров веществ. Показатель преломления n представляет собой отношение скоростей света в граничащих средах. Для жидкостей и твердых тел n обычно определяют относительно воздуха, а для газов — относительно вакуума. Значения n зависят от длины волны λ света и температуры, которые указывают соответственно в подстрочном и надстрочном индексах. Например, показатель преломления при 20 °C для D-линии спектра натрия (λ = 589 нм) —  . Часто используют также линии спектра водорода Н (λ = 656 нм) и F (λ = 486 нм). В случае газов необходимо также учитывать зависимость n от давления (указывать его или приводить данные к нормальному давлению).

В идеальных системах (образующихся без изменения объема и поляризуемости компонентов) зависимость показателя преломления от состава близка к линейной, если состав выражен в объемных долях (процентах)

n=n1V1+n2V2 ,

где n, n1 ,n2 — показатели преломления смеси и компонентов, V1 и V2 — объемные доли компонентов (V1 + V2 = 1).

Для рефрактометрии растворов в широких диапазонах концентраций пользуются таблицами или эмпирическими формулами, важнейшие из которых (для растворов сахарозы, этанола и др.) утверждаются международными соглашениями и лежат в основе построения шкал. специализированных рефрактометров для анализа промышленной и сельскохозяйственной продукции.