1.5. Вода

Вода — важнейший компонент всех пищевых продуктов. Воду нельзя рассматривать просто как инертный компонент или универсальный растворитель для пищевых веществ. Она является не только преобладающим компонентом большинства пищевых продуктов, но и оказывает предопределяющее влия­ние на многие их качественные характеристики, особенно на сроки хранения.

Массовая доля влаги в мясе и мясных продуктах колеблется в широких пределах (табл. 1.8).

49

I a u

Массовая доля влаги в некоторых пищевых продуктах

Массовая лоля влаги. °г

Пролукт

40—70 Копченоеш. свежие сосиски, ветчина, окорок, ливерная

колбаса п немецкие колбаски

50—60 Жирное мясо

70—80 Свежие бобовые (фасоль, бобы, горох) и мясо (говядина.

баранина, конина, птица). Рыбные продукты (рыба, мол­люски. ракообразные)

Интенсивные исследования структуры пока еще не привели к созданию удовлетворительной модели, которая объясняла бы все свойства воды, водных растворов и содержащих влагу твердых тел, в частности пищевых продуктов. Вода в пищевых продуктах может находиться в свободной и связанной форме.

Согласно классификации П. А. Ребиндера, в основу которой по­ложена энергия связи, связь влаги с продуктом может быть:

химической;

физико-химической (адсорбционной, осмотической, струк­турной);

механической (влага в микро- и макрокапиллярах, средний ра­диус которых соответственно 10~⁷ м и менее и более 10~⁷ м, а так­же влага смачивания, находящаяся на поверхности).

Влага смачивания и влага макропор имеет весьма непрочную связь с продуктом и может быть удалена механическими спо­собами (отжатием на прессах или под действием центробежной силы в центрифугах). Такая влага называется свободной. Сво­бодную влагу также можно удалить путем высушивания или вы­мораживания.

Свободная влага, являясь растворителем органических и неорга­нических соединений, участвует во всех биохимических процессах, протекающих при хранении и переработке мясного сырья.

По величине энергии связи различают следующие фор­мы связи влаги: химически связанная и физико-химически свя­занная (адсорбционно-связанная, осмотически-связанная, капил­лярно-связанная).

Химически связанная влага наиболее прочная и представляет собой воду гидратов, связанную в виде гидроксильных ионов, и конструкционную воду кристаллогидратов, связанную значи­тельно слабее. Химическое связывание влаги в строго опреде­ленных молекулярных соотношениях происходит при химичес­кой реакции (гидратации). При этом вода входит в состав обра­зованного вещества. При кристаллизации из раствора вода вхо­дит в структуру кристалла целыми молекулами. Для нарушения

50

этой связи сушка недостаточно эффективна, необходимо приме­нить прокаливание или химическое воздействие.

Связь влаги в продуктах часто осуществляется межмолеку­лярными силами (ван-дер-ваальсовы силы). По данным Б. В. Де- рягина и И. И.Абрикосовой, ван-дер-ваальсовы силы взаимодей­ствия имеют место на расстоянии до 0,1 — 1,2 мкм. т. е. значитель­но большем самих молекул. Энергия ван-дер-ваальсового взаимо­действия колеблется в пределах 0,42—4,20 кДж/моль.

Особым видом межмолекулярного взаимодействия являет­ся водородная связь. Она проявляется между ковалентно свя­занным атомом водорода и электроотрицательными атомами (кислород, фтор, азот), которые принадлежат к той же или другой молекуле. Энергия водородной связи равна 21,0— 29,4 кДж/моль, что лишь на один порядок меньше энергии химического взаимодействия.

Формы физико-химической связи разнообразны. Адсорбци- онно-связанная влага обусловлена взаимодействием молекул ад­сорбента и молекул воды и удерживается у поверхности раздела коллоидных частиц с окружающей средой. Обладая большой по­верхностью, коллоидные структуры имеют высокую адсорбцион­ную способность. Большую часть адсорбционно-связанной влаги в животных тканях мясопродуктов составляет влага, которая об­разует сольватную оболочку молекул белковых веществ и гидро­фильных коллоидов. Часть адсорбционной влаги входит в состав сольватных оболочек гидрофобных коллоидов. Адсорбция вл-ни сопровождается выделением теплоты, которая называется тепло­той гидратации.

Осмотически связанная влага является свободной в том смыс­ле, что ей соответствует весьма малая энергия связи. Влага при­соединяется без выделения теплоты и сжатия системы. Осмоти­чески связанная влага диффундирует внутри тела в виде жид­кости через стенки клеток благодаря разности концентрации внутри и вне клеток.

К капиллярно-связанной относится влага микрокапилляров. Эта часть воды находится в капиллярах (порах), средний радиус которых 10~⁷ м и менее. Капиллярная влага перемещается в теле как в виде жидкости, так и в виде пара. Различают два состояния капиллярной влаги: стыковое, когда влага разобщена в виде ман­жеток (защемленная вода), и канатное состояние, когда клинья жидкости соединены между собой, образуя непрерывную жидкую пленку, обволакивающую дисперсные частицы тела.

Связанная влага по своим свойствам значительно отличается от свободной: она не замерзает при низких температурах (вплоть до минус 40 °С); не растворяет электролиты, имеет плотность, вдвое превышающую плотность свободной воды, не всегда удаляется из продукта при высушивании (химически связанная) и т. д. Связан­ная влага в отличие от свободной недоступна микроорганизмам.

51

пипид]\ л.1я ни.uni.lciiiiM развития микрофлоры и пищевых про лукга.х свободную воду полностью \даляют пли переводят в свя занную, добавляя влагосвя зывающие компоненты (соли, функци­ональные добавки, полисахариды и г. д.).

Лля характеристики состояния влаги в продукте все шире при­меняют показатель активности воды а являющийся интеграль­ной характерисiикой. Активность воды влияет на жизнедеятель­ность микроор!анизмов, на биохимические, физико-химические реакции и процессы, протекающие в продукте. От величины ак­тивности воды зависят сроки хранения мяса и мясопродуктов, ста­бильность мясных консервов, формирование цвета и запаха, а так­же потери в процессе термообработки и хранения. Из общего количества воды, содержащейся в пищевом продукте, бактерии, плесени, дрожжи могут использовать для своей жизнедеятель­ности лишь определенную «активную» часть. Термин «активность воды», введенный Скоттом в 1953 г. в отношении пищевых про­дуктов, позволил установить взаимосвязь между состоянием сла­босвязанной влаги продукта и возможностью развития в нем мик­роорганизмов.

Активность воды определяется как отношение парциального давления водяного пара над поверхностью продукта к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре:

«„ = /^0 = РОВ/100, (1.4)

где р — парциальное давление; р₀ — давление насыщенного водяного пара: РОВ — равновесная относительная влажность.

Активность воды — это характеристика самого продукта, обус­ловленная химическим составом и его гигроскопическими свой­ствами, РОВ — характеристика окружающей среды, находящейся в гигротермическом равновесии с продуктом. Активность воды служит качественной характеристикой связи влаги в продукте. Так, энергия связи влаги с материалом равна

E=-RT\n{p/p_Q) = -RT\na^ (1.5)

где Л—газовая постоянная; Г—температура. К.

Чем прочнее связана влага с материалом, тем меньше величина р, и наоборот, для свободной воды р достигает значения р₀ и ста­новится равным 1, а энергия связи £ равна 0.

Зависимость активности воды от влагосодержания продук­та а_ы~f{W) при постоянной температуре носит название изо­термы (рис. 1.14). При удалении влаги из продукта (десорбции) и получении влаги продуктом (адсорбции) изотермы совпада­ют только в начальных точках, т. е. имеет место сорбционный гистерезис.

52

При изменении содержания воды происходят глубокие изме­нения в специфических свой­ствах ппшевой системы, что от­ражается на ряде показателей.

Для каждого вида микроорга­низмов существуют максималь­ное, минимальное и оптимальное значения активности воды. Уда­ление а₁₀ от оптимального зна­чения приводит к торможению жизненных процессов, присущих микроорганизмам. При достиже­нии определенной максимальной или минимальной величины ак­тивности воды прекращается жиз­недеятельность микроорганизмов, что не говорит о гибели клетки. Минимальные значения актив­ности воды для различных мик­роорганизмов приведены ниже.

Рис. 1.14. Пример зависимости равно­весной влажности продукта от относи­тельной влажности воздуха:

/ — десорбция: 2 — адсорбция

Микроорганизмы

Грамотрицательныс палочки Большинство кокков и лактобанилл Большинство дрожжей Большинство плесеней Большинство галофильных бактерий Ксерофильные плесени Осмофильные дрожжи

Активность воды а,,

0)

1.00-0,95 0.95-0,91 0.91-0.88 0.88-0,80 0.80-0.75 0.75-0,65 0,65-0,60

За 1,0 принимается активность дистиллированной воды. Ак­тивность воды для свежего мяса равна 0,99. Активность воды име­ет большое практическое значение. В табл. 1.9 приведены ее чис­ловые значения для некоторых мясопродуктов.

Таблица 1.9 Значения активности воды для некоторых мясопродуктов

Продукт

Массовая лоля влаги, %

Активность воды

Мясо Колбасы: вареные полукопченые варено-копченые сырокопченые

70-74

62-72 40-55 40-43 24-30

0,96-0.99

0.96-0.98 0.94-0,97 0,90-0,93 0,78-0,85

53

активность (золы можно изменять, подбирая сырье и рецепту­ры с учетом используемого количества поваренной соли и жира. Создание оптимальных условий обезвоживания колбас в процессе созревания является еще одной возможностью регулирования ак­тивности воды. В созревших колбасах рост нежелательных микро­организмов сдерживается сочетанием низкой активности воды, анаэробной среды, низкого значения рН, наличием хлорида и нитрата натрия и молочнокислой микрофлоры.

При использовании пищевых добавок степень их воздей­ствия на активность воды уменьшается в следующем порядке: по­варенная соль, полифосфат, цитрат, аскорбиновая кислота, глю- козо-5-лактон, ацетат, тартрат, глицерин, лактоза, молочный бе­лок, жир. При этом микромолекулы с большей степенью диссо­циации приводят к большему снижению активности воды, чем макромолекулярные вещества.

Для определения активности воды в мясопродуктах применя­ют различные методы. В гравиметрических методах выходной ве­личиной является изменение массы пробы или вспомогательного гигроскопического материала за счет сорбции им влаги. В гиг- рометрических методах определяют изменение физических или электрофизических параметров гигроскопического материала (гео­метрические размеры, электропроводность, диэлектрическую про­ницаемость). Все эти методы являются косвенными. К прямым относится манометрический метод непосредственного измерения давления водяного пара с помощью манометров (жидкостных, ем­костных и др.). Этот метод является основным при проведении ис­следовательских работ и принят за эталонный.

У нас в стране и за рубежом разработан ряд приборов, предназ­наченных для определения активности воды. В МГУПБ разрабо­тана вакуумная установка, с помощью которой определяют актив­ность воды (рис. 1.15, а). Методика работы на установке следую­щая: в колбу помещают измельченный исследуемый продукт мас­сой (40—50)10^-3 кг. В другую колбу наливают (30—50)10^-6 м³ дистиллированной воды. После закрепления колб на установке при открытых кранах для удаления воздуха и растворенных газов из влажного продукта и дистиллированной воды производят ваку- умирование (120—180 с). Затем краны закрывают и установку тер- мостатируют. После термостатирования перемещение жидкости в камере прекращается и устанавливается равновесие давлений па­ров над дистиллированной водой и продуктом, разница между ко­торыми (Ар) определяется U-образным манометром. Активность воды рассчитывают по формуле

«со ⁼ Ри/Ро ⁼(Ро~ &Р)/Ро> (¹ -⁶)

где р_а — равновесное давление паров над продуктом; р₀— равновесное давление паров над дистиллированной водой.

54

Рис. 1.15. Устройства для определения активности воды в пищевых продуктах:

а — конструкции И. А. Рогов;! и У. Ч. Чоманова: /— U-образный манометр: 2 — колба с дис­тиллированной водой; 3 —термопары; 4 — вакуумные краны; 5 —ловушка; 6 — колба с иссле­дуемым продуктом: 7 — воздушный термостат; 8— вакуум-насос; о — конструкции И. А. Рого­ва, В, Д. Косого. В. П. Кулагина: У — О-образный манометр; 2 — трубка с рабочей жидкостью: 3— емкость с исследуемым продуктом; 4 — термопара; 5 — потенциометр для замера и фикса­ции температуры; 6 — соленоидные клапаны: 7— вакуум-насос; 8 — потенциометр; 9— мосто­вая схема; 10— емкостный датчик; // — эбонитовая втулка

С помощью установки в течение 7—9 мин определяют величи­ну активности воды в мясных продуктах. Для измерения равновес­ного давления паров воды над продуктом применяют жидкостный манометр с кремнийорганической жидкостью ПФМС-2/5л. Не­достатками данной установки являются недостаточная надеж­ность и точность замера, продолжительное время достижения рав­новесного давления, невозможность использовать ее при повы­шенных температурах и непосредственно в цехах.

В настоящее время эти недостатки устранены благодаря тому, что все показания измерения активности воды снимаются при помощи емкостного датчика, вмонтированного в одно из колен U-образного манометра (рис. 1.15, б).

Имеются и другие конструкции приборов и их модификации. Перспективны в определении активности воды хроматографичес­кие и ЯМР-методы.

Лабораторная работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНЫХ БЕЛКОВ В ТКАНЯХ ЖИВОТНЫХ УСКОРЕННЫМ ФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПРОБ

Цель работы. Освоить ускоренный фотометрический метод оп­ределения общего белка в мясе и мясопродуктах на основе прове­дения предварительной минерализации проб.

55

Задами. Пронесен предварительную минерализацию проб и рассчитать массовую долю общею белка в анализируемых образ­цах. Определи еь массовую .толю суммарных белков в образцах ор­ганов и тканей убойных животных.

Объекты исследования. Образцы мышечной, соединительно!! 1кани, внутренних органов или кровь убойных животных.

Материалы, реактивы и оборудование. Серная кислота плот­ностью 1840 кг/м '; раствор соляной кислоты молярной концен­трацией 1 моль/дм³; пероксид водорода; сульфат аммония; хло­рат кальция; гидроксид натрия; фенол; нитропруссид натрия; тиосульфат натрия; гипохлорит или дихлоризоцианурат натрия; и од ид калия; карбонат натрия; установка Кьельдаля; фотоэлек- т роколориметр.

Приготовление реактивов. Реактив 1. 10 г фенола и 0,05 г нитропруссида натрия растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см³ и объем раствора доводят дистиллированной водой до метки.

Реактив 2. 5 г гидроксида натрия растворяют в дистиллиро­ванной воде в мерной колбе вместимостью 1000 см³. После охлаж­дения добавляют исходный раствор гипохлорита натрия из расче­та достижения его массовой концентрации 0,42 г/дм³ или 0,2 г дихлоризоцианурата натрия. Объем раствора доводят дистиллиро­ванной водой до метки.

Приготовленные растворы хранят в темной посуде в холодиль­нике не более 2 мес.

Исходный раствор гипохлорита натрия. В стакане вместимостью 500 см³ перемешивают 150 г хлорной из­вести с 250 см³ дистиллированной воды. В другом стакане раство­ряют 105 г карбоната натрия в 250 см³ дистиллированной воды. Оба раствора сливают в одну емкость при постоянном перемеши­вании. Полученную суспензию оставляют на 1— 2 сут для отстаи­вания, затем надосадочную жидкость сливают и отфильтровыва­ют. Массовая доля активного хлора в полученном реактиве нахо­дится в пределах 6—10 %. Его можно хранить в склянке из темного стекла до 1 года. Для точного определения массовой доли актив­ного хлора 1 см³ прозрачного фильтрата разбавляют в конической колбе вместимостью 100 см³ до объема 40—50 см³, прибавляют 2 г иодида калия и 10 см³ раствора соляной кислоты молярной кон­центрацией 1 моль/дм³. Образовавшийся иод оттитровывают раст­вором тиосульфата натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³, приготовленным из фиксанала, до исчезновения вишневой окрас­ки (1 см³ раствора тиосульфата натрия молярной концентрацией 0,1 моль/дм³ соответствует 0,00355 г хлора).

Определение гипохлорита натрия в ис­ходном растворе. Перед приготовлением реактива 2 не­обходимо определить массу гипохлорита натрия в исходном раст­воре, учитывая неустойчивость его при хранении. По объему из­

56

расходованного на титрование тиосульфата натрия определяют объем раствора гипохлорита натрия, необходимый для приготов­ления реактива 2.

Пример расчета. Объем раствора тиосульфата натрия молярной концентра­цией 0,1 моль/дм^?. израсходованный на титрование 1 см³ исходного раствора гипохлорита натрия, составляет 12,09 см³. Эквивалентная масса гипохлорита натрия равна половине относительной молекулярной массы гипохлорита натрия 74,4:2 = 37.2 г. Масса гипохлорита натрия в исходном растворе составляет 1,209 ■ 37,2 = 44.97 г.

Необходимый объем (см³) исходного раствора гипохлорита натрия

Х={ 1000 -0,42)/44,97 = 9.4.

Методические указания. Контроль и оценка качества мяса и мясных изделий по массовой доле белка как при проведении на­учно-исследовательских работ, так и в условиях производствен­ных лабораторий требуют наличия ускоренных, нетрудоемких и достаточно точных методов анализа.

Классическим методом определения массовой доли белков в мясе и мясопродуктах является метод Кьельдаля, предложенный для определения общего азота в различных материалах в 1883 г. Почти за целое столетие его применения появилось много моди­фикаций, во многих из которых сохранились все основные ста­дии оригинального метода Кьельдаля — минерализация, отделе­ние аммиака дистилляцией и титрование.

Минерализацию проводят нагреванием навески с концентри­рованной серной кислотой в присутствии катализатора (ртутно- кадмиевая соль, сульфатная смесь или пероксид водорода). Выде­лившийся аммиак вступает в реакцию с избытком концентриро­ванной серной кислоты с образованием сульфата аммония:

2NH₃ + H₂S0₄ -> (NH₄)₂S0₄.

Для выделения аммиака сульфат аммония разлагают концен­трированным гидроксидом натрия:

(NH₄)₂S0₄ + 2NaOH 2NH₃ + 2Н₂0 + Na₂S0₄.

Выделившийся аммиак поглощается титрованными растворами серной кислоты:

2NH₃ + H₂S0₄ -> (NH₄)₂S0₄.

Метод проводят на специальной установке, представленной на схеме (рис. 1.16).

Избыток серной кислоты оттитровывают гидроксидом натрия и по количеству связанной кислоты вычисляют количество погло­щенного аммиака или соответствующее ему количество азота.

57

Используемые на практике методы количественного опре­деления белков основаны на анализе составных частей мак­ромолекул или исследовании некоторых физических свойств их растворов, которые нахо­дятся в прямой зависимости от концентрации.

В связи с этим определен­ный интерес представляют фо­тометрические методы, которые отличаются высокой чувстви­тельностью и точностью, требу­ют значительно меньших затрат времени, чем классический ме­тод Кьельдаля. Для фотометри­ческого анализа применяют раз­личные типы фотоэлектроколо- риметров и спектрофотометров, которые удобны в работе и вы­пускаются отечественной промышленностью.

В группе методов определения суммарных белков в животных тканях на основе минерализации проб основное время занимает минерализация пробы, продолжительность которой благодаря подбору эффективных катализаторов составляет 2—2,5 ч. После­дующее проведение цветной реакции и фотометрирование не пре­вышают 30—40 мин, при этом одновременно можно анализиро­вать серию проб.

Часто массовую долю белка в тканях и продуктах определяют по массовой доле азота, которая является характерным показате­лем элементарного состава белков. Массовая доля азота для мно­гих белков близка к 16 %, поэтому массовое содержание белковых веществ вычисляют, умножая полученную массу азота на коэффи­циент 6,25, который получают путем деления: 100: 16 = 6,25. Для определения массового содержания белков соединительной ткани пользуются коэффициентом 5,62, принимая во внимание, что массовая доля азота в коллагене 17,8 %. При использовании мето­да небелковый азот продуктов не учитывается.

Подгототовка проб к анализу. Исследуемые образцы тщательно измельчают (ножом или на мясорубке). В колбу Кьельдаля вмес­тимостью 50 см³ вносят 0,2 см³ сыворотки крови или взвешивают на аналитических весах 0,15—0,20 г ткани (мышц, сухожилий, по­чек, печени и др.). При помощи кусочка стекла навеску опускают на дно колбы. Добавляют 1—2 см³ концентрированной серной кислоты, 1 г смеси сульфата меди и сульфата калия в качестве ка­тализатора. Содержимое колбы нагревают в вытяжном шкафу. Когда смесь приобретает коричневую окраску, колбу снимают с

58

Рис. 1.16. Установка для отгонки ам­миака:

/ — парообразователь; 2 — каплеуловитель; 3 — воронка; 4— отгонная колба; 5—холо­дильник; 6 —приемная колба

огня, охлаждают при комнатной температуре, добавляю! 2 — 3 ем' раствора пероксида водорода с массовой долей 30 % и продолжаю! нагревать до получения бесцветного минерализата. Последний ис­пользуют для количественного определения белка.

Порядок проведения анализа. Минерализат охлаждают, коли­чественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см \ объем доводят до метки дистиллированной водой, содержимое перемешивают.

В мерную колбу вместимостью 100 см³ вносят 5 см³ полученно­го раствора минерализата, повторно доводят объем до метки дис­тиллированной водой. Для проведения цветной реакции 1 см³ вто­рично разбавленного минерализата вносят в пробирку, добавляют последовательно 5 см³ реактива 1 и 5 см³ реактива 2, содержимое пробирки перемешивают. Одновременно готовят контрольный раствор, используя при этом контрольный минерализат (проба с использованием дистиллированной воды). Через 30 мин опреде­ляют оптическую плотность растворов на фотоэлектроколоримет- ре с красным светофильтром. Измерение проводят в сравнении с контрольным раствором.

Построение калибровочного графика. Для построения графика используют стандартный раствор сульфата аммония, для приго­товления которого берут 0,236 г сульфата аммония, предваритель­но высушенного до постоянной массы при температуре 60 °С, вносят в мерную колбу вместимостью 500 см³, растворяют в дис­тиллированной воде и доводят объем до метки. Этот раствор явля­ется стандартным и содержит 0,1 мг азота в 1 см³.

В мерные колбы вместимостью по 100 см³ вносят следующие объемы стандартного раствора (см³): 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0. После доведения объемов растворов в колбах дис­тиллированной водой до метки получают серию рабочих раст­воров концентрацией 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0 мкг азота в 1 см³.

Для проведения цветной реакции в пробирки помещают по 1 см³ рабочего раствора, добавляют 5 см³ реактива 1 и 5 см³ реак­тива 2, перемешивают и через 30 мин измеряют величину оптичес­кой плотности на спектрофотометре при длине волны 625 нм или на фотоэлектроколориметре с красным светофильтром с толщи­ной поглощающего свет слоя 1 см по отношению к контрольному опыту. Опыт повторяют три раза. Для каждого определения гото­вят новый стандартный раствор.

По полученным средним данным из трех стандартных растворов строят калибровочный график (рис. 1.17), откладывая на оси абсцисс концентрацию азота (с, мкг/см³), а на оси ординат — соответствую­щую ей оптическую плотность (D) при длине волны 750 нм. Калиб­ровочный график должен проходить через начало координат.

По полученной величине оптической плотности с помощью калибровочного графика определяют концентрацию азота.

59

D

0,6

0,4

Рис. 1.17. Вид калибровочного графика для определения белка фо то м е тр и ч е с к и м м етодо м

0,2

О

Массовая доля белка {%)

Х=\с-250- 100/(т ■ 5 • 1 ■ 10⁶)](100 ■ 6,25),

(1.7)

где с — концентрация азота, найденная по калибровочному графику, мкг/см³; 250 — объем минерализата после первого разведения, см³; 100 —объем минерали­зата после вторичного разведения, см³; т — масса навески, г; 5 — объем разбав­ленного минерализата для вторичного разведения, см³; 1 — объем раствора, взя­тый для проведения цветной реакции, см³; 10⁶ — множитель для перевода микро­граммов в граммы; 100 — коэффициент для перевода в проценты; 6.25 — коэффи­циент для пересчета на белок.

Полученные экспериментальные и расчетные данные оформля­ют в виде таблицы, форма которой приведена ниже.

Объект исследования	Оптическая плотность раствора	Концентрация азота по калиб­ровочному гра­фику, мкг/елг	Массовая доля в образце, %
			азота	белка

На основании анализа результатов делают выводы и заключе­ние по работе.

Цель работы. Освоить ускоренные фотометрические методы определения общего белка в мясе убойных животных, птицы, мяс­ном фарше, мясных изделиях, готовых к употреблению, без пред­варительной минерализации проб.

Задачи. Определить массовую долю суммарных белков в образ­цах органов и тканей убойных животных и рассчитать массовую долю общего белка в объектах исследования.

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ БЕЛКОВ В ТКАНЯХ ЖИВОТНЫХ ФОТОМЕТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ БЕЗ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ПРОБ

60

Объекты исследования. Образцы мышечной ткани разных видов убойных животных и птицы, мясных фаршей, мясных ime.mii. ю- товых к употреблению (колбаса, окорок, печеночный паштет и г. д.)

Материалы, реактивы и оборудование. Бумажные фильтры; раст­вор тартрага калия-натрия молярной концентрацией 1 моль/дм \ ра­створ гидроксида натрия молярной концентрацией 1 моль/дм³: биу- ретовый реактив (0.9 г тартрата калия-натрия: 3.0 i сульфата меди и 5,0 г и од и да калия в 1000 см³ раствора гидроксида натрия мо­лярной концентрацией 0,2 моль/дм³): дистиллированная вода: сыво­роточный альбумин кристаллический; раствор красителя амидочер- ного 10В (0,6 г амидочерного 10В, 21 г лимонной кислоты и 2,5 см³ пропионовой кислоты в 1000 см³ дистиллированной воды); раствор мочевины молярной концентрацией 8 моль/дм³; раствор гидроксида натрия молярной концентрацией 2 моль/дм³; раствор карбамида, со­держащий гидроксид натрия (480,48 г карбамида и 80,0 г гидроксида натрия растворяют в 1000 см³ дистиллированной воды); раствор ли­монной кислоты молярной концентрацией 0,1 моль/дм³; раствор красителя оранжевого кислого 12; мерные колбы вместимостью 100 см³; пипетки вместимостью 0,1—5,0 см³; мерные цилиндры вмес­тимостью 100—250 см³; колбы Эрленмейера вместимостью 100 см³; центрифуги лабораторные; спектрофотометр.

Методические указания. Перед выполнением работы следует внимательно ознакомиться с основами фотометрических методов, изложенных в теоретической части настоящей главы. Рекомен­дуется освоить несколько фотометрических методов без предва­рительной минерализации проб, основанных на соответствующих цветных реакциях. При фотометрировании в УФ-области спектра следует учесть, что при длинах волн 240—300 нм светопоглоще- ние белков почти полностью определяется ароматическими ами­нокислотами (триптофаном, тирозином и фенилаланином), при 205 нм — пептидными связями. В табл. 1.10 показана доля погло­щения отдельных хромофоров «среднего» белка в общем спектре при различных длинах волн.

Таблица 1.10

Доля поглощения отдельных хромофоров «среднего» белка в общем спектре

Хромофоры	Доля поглощения,		%, при длине волны
	205 нм	220 нм	250 нм	280 нм
Пептидная группа	78,0	32,0	2,9	0.0
Аргинин	2,0	0.0	0,0	0.0
Цистин	0.6	1,0	11,8	2,3
Цистеин	0,1	0,1	0,0	0,0
Метионин	0,6	0,8	0,0	0,0
Гистидин	2,4	7,1	0,0	0,0
Фенилаланин	6,5	3,7	9,4	0,0
Тирозин	4,3	20,0	15,0	31.9
Триптофан	5,5	36,0	61,0	65,7

61

Е

2,0 '

1,5 -

1,0 -

0,5 -

О 1 1 1 ^

220 240 260 280 300 л, нм

Рис. 1.18. Спектр поглощения альбуми­на бычьей плазмы крови при рН 7,5

Для количественного анализа наиболее часто используют погло­щение при 280 нм, так как в этом случае белки имеют максимум по­глощения, обусловленный содержанием в них ароматических ами­нокислот—триптофана и тирозина. На рис. 1.18 показан спектр по­глощения типичного белка — альбумина бычьей плазмы крови. Для количественного определения белков спекгрофотометрическим ме­тодом предварительно строят калибровочный график с использова­нием раствора чистого белка концентрацией от 0,05 до 2,00 мг/см³.

УФ-спектры белков мяса показаны на рис. 1.19.

Подготовка проб к анализу. 1. При определении массовой доли белка в образцах мышечной ткани, мясных фаршах, мясных изде­лиях методом Лоури, биуретовым методом или методом, основан­ным на связывании красителей белками, образец предварительно тщательно измельчают сначала ножом на часовом стекле или на мясорубке, а затем на гомогенизаторе.

Для приготовления щелочного экстракта 15 г гомогенизиро­ванного образца взвешивают в колбе Эрленмейера вместимостью 100 см³, прибавляют 20 см³ дистиллированной воды и 10 см³ раствора гидроксида натрия молярной концентрацией 1 моль/дм³. С помо­щью воды суспензию переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, доводят до метки дистиллированной водой и хранят 12 ч в холодильнике. После этого 75 см³ экстракта (из верхней части кол­бы) фильтруют через смоченный дистиллированной водой бумаж­ный фильтр диаметром 15 см, удаляя первые 15 см³ фильтрата.

2. При определении массовой доли белка в образцах мышечной ткани убойных животных, соленых мясных фаршей методами

Рис. 1.19. УФ-спектры белков мяса:

/ — свиного (X_maN = 242 нм); 2 — крупного рогатого скота (л_|Ш1Х = 240 нм)

62

УФ-спектрофотометрии образцы предварительно тщательно из­мельчают сначала ножом на часовом стекле паи на мясорубке, а затем на гомогенизаторе.