Производственный контроль предприятий отрасли. Лабораторный практикум. Учебное пособие

Каплю полученной взвеси наносят на предметное стекло и накрывают покровным стеклом. При увеличении 280х препарат крахмала рассматривают в микроскоп, выбирают наиболее характерное поле зрения и зарисовывают.

31

Сравнивают полученную зарисовку с рисунками крахмальных зерен различных видов.

Таблица 6

ГОСТ Р 53876-2010 «Крахмал картофельный. Технические условия»

Определяют вид исследуемого крахмала и наличие зерен крахмала других видов и отмечают в лабораторных журналах. По результатам анализа делают выводы о виде крахмала и о наличии или отсутствии примесей.

32

Крахмал разных видов имеет свои характерные признаки– форму, структуру, размеры зерен. Этим объясняются различия в свойствах разных видов крахмала. Поэтому в крахмале анализируемого вида не допускается примесь других видов.

Для исследования прозрачных препаратов в проходящем свете в светлом поле при учебных и лабораторных работах предназначаются биологические микроскопы серии «Биолам».

При работе с объективом40x0,75 конденсор должен быть поднят до упора, и откидная линза конденсора выведена из хода лучей. Нельзя допускать соприкосновения объектива с препаратом, так как это может повлечь за собой их поломку.

Количество крапин. На чистый лист белой бумаги или на стекло высыпают 50 г крахмала. Разравнивают его поверхность, на нее кладут покровное стекло, слегка придавливают и подсчитывают количество крапин в площади покровного стекла. Подсчет проводят не менее пяти раз, перемещая стекло на новую поверхность.

Количество крапин, приходящихся на 1 дм2,

К = n/5S,

где n - число крапин, полученное в результате 5 подсчетов, шт.; S - площадь поверхности покровного стекла, дм2.

По количеству крапин на 1 дм2 делают вывод о сорте крахмала. Крапины – это темные включения любого цвета, видимые невооруженным глазом на выровненной поверхности крахмала. Количество крапин принято выражать в единицах на1 дм2 площади.

Кислотность крахмала. 20 г крахмала с точностью до 0,01 г, переносят в коническую колбу на 150-200 см3. Приливают 100 см3 дистиллированной воды, прибавляют 5-8 капель спиртового раствора фенолфталеина и титруют0,1 моль/дм3 раствором NaOH до ярко-розового окрашивания, не исчезающего в течение

1 мин. Перед концом титрования добавляют еще5–6 капель фенолфталеина, что обусловлено высокой адсорбционной способностью крахмала. Параллельно титруют 100 см3 дистиллированной воды.

33

Кислотность крахмала определяют по формуле

К=5×(а- в) × к × 100/(100 – W),

где а - объем 0,1 моль/дм3 раствора NaOH, пошедшего на титрование суспензии крахмала, см3; в - объем 0,1 моль/дм3 раствора NaOH, пошедшего на титрование 100 см3 дистиллированной воды, см3; к - поправочный коэффициент на 0,1 моль/дм3 раствора NaOH; W - массовая доля влаги в крахмале, %.

Кислотность крахмала определяется: кислыми фосфатами, адсорбируемыми зернами крахмала; кислотой, применяемой в процессе производства; возрастанием кислотности при хранении крахмала в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Ки-

Контрольные вопросы

1.Как характеризуются виды и сорта крахмала?

2.Каково строение и свойства крахмала?

3.Каковы органолептические показатели картофельного, кукурузного крахмала?

4.Каковы физико-химические показатели картофельного, кукурузного крахмала?

Лабораторная работа № 6.

Определение амилолитической активности ферментного препарата Амилосубтилин Г3Х

Цель работы: освоить метод определения амилолитической активности ферментного препарата.

Реактивы и материалы: 0,1000-1,0000 г исследуемого препарата, 1,00 г крахмала, 10 см3 ацетатного буферного раствора с pH 6,0, растворы фосфорнокислого натрия и фосфорнокислого калия молярной концентрацией1/15 моль/дм3 в соотношении

34

0,5:9,5 (для рН 5,6) и 1:9 (для рН 6,0), 0,50 г йода и 5,00 г йоди-

стого калия, раствор соляной кислоты молярной концентрацией 0,5 моль/дм3.

Теоретические сведения

Метод основан на гидролизе крахмала ферментами амилолитического комплекса до декстринов различной молекулярной массы. Амилолитическая активность характеризует способность амилолитических ферментов катализировать гидролиз1 микромоля крахмала до декстринов различной молекулярной массы за единицу времени при оптимальных условиях.

Содержание фермента в препарате условно выражается в стандартных единицах активности фермента на 1 см3 ферментного раствора или 1 г препарата.

Приготовление растворов

Приготовление раствора крахмала с массовой долей1 % (субстрата). 1,00 г крахмала, взятого с учетом влажности, помещают в мерную колбу вместимостью100 см3, добавляют 25 см3 воды и перемешивают. Затем добавляют в колбу еще 25 см3 воды, помещают колбу в кипящую водяную баню не менее чем на 10-15 мин, непрерывно перемешивая содержимое до полного растворения крахмала. После этого содержимое колбы охлаж-

дой и содержимое колбы перемешивают. Раствор должен быть прозрачным. Раствор крахмала готовят в день проведения анализа.

Приготовление фосфатного буферного раствора с рН5,6 и рН 6,0. Смешивают растворы фосфорнокислого натрия и фосфорнокислого калия молярной концентрацией1/15 моль/дм3 в соотношении 0,5:9,5 (для рН 5,6) и 1:9 (для рН 6,0). Величину рН проверяют на приборе. В случае отклонения рН буфера от требуемого, соответствующими растворами доводят его до нормы.

35

Приготовление основного раствора йода. 0,50 г йода и 5,00 г йодистого калия растворяют в бюксе с притертой крышкой в небольшом количестве воды. Содержимое перемешивают на магнитной мешалке при плотно закрытой крышке бюксы. Раствор после полного растворения йода переносят в мерную колбу с притертой крышкой вместимостью200 см3 и объем доводят дистиллированной водой до метки.

Приготовление рабочего раствора йода. 2 см3 основного раствора йода разводят раствором соляной кислоты молярной концентрацией 0,5 моль/дм3 с предполагаемой активностью больше 50 ед./см3 в мерной колбе вместимостью100 см3. Перед употреблением рабочего раствора проверяют его оптическую плотность в диапазоне длин волн 434-450 нм в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм.

Оптическая плотность рабочего раствора йода должна быть равна (0,220±0,010). В случае отклонения ее от этого значения добавляют в раствор несколько капель соляной кислоты или -ос новного раствора йода.

Приготовление основного раствора очищенных ферментных препаратов. 0,1000-1,0000 г исследуемого препарата (в зависимости от предполагаемой активности) растворяют в небольшом количестве воды, при необходимости тщательно растирая стеклянной палочкой, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают. Препараты с нерастворимыми наполнителями фильтруют. Раствор хранят в течение суток при температуре от 2 до 6 °С.

Приготовление рабочего раствора очищенных ферментных препаратов. Рабочий раствор готовят в соответствии с табл. 7 из основного раствора (для навески 0,1000 г), разбавляя его дистиллированной водой так, чтобы в 5 см3 рабочего раствора содержалась масса фермента, обеспечивающая в принятых условиях гидролиз крахмала от 20 до 60 %.

36

Таблица 7

Приготовление рабочих растворов очищенных ферментных препаратов

Для анализа берут две параллельные навески препарата и из каждой делают одно разведение, которое анализируют не менее трех раз. Рабочий раствор ферментного препарата готовят непосредственно перед определением.

Ход работы

Берут две пробирки, наливают в каждую по 10 см3 раствора крахмала (субстрата) и ставят в термостат или водяную баню с температурой(30,0±0,2) °С на 5-10 мин. Затем,

0,5 см3 раствора и переносят в колбы с предварительно налитыми 50 см3 рабочего раствора йода. Содержимое колб перемешивают.

Полученные растворы приобретают следующую окраску: контрольный раствор - синий цвет, опытный - фиолетовый различной интенсивности в зависимости от количества непрогидролизованного крахмала.

Через 5-10 мин после смешивания определяют оптическую плотность растворов фотоэлектрическим колориметром в диапа-

37

зоне длин волн 630-670 нм в кюветах с толщиной поглощающего свет слоя 10 мм. Контрольным раствором при колориметрировании является дистиллированная вода.

Массу прогидролизованного крахмала m, г, вычисляют по формуле

m = (D1-D2)/D1·0,1,

где D1 - оптическая плотность контрольного раствора; D2 - оптическая плотность опытного раствора; 0,1 - масса крахмала, взятая для анализа, г.

Если масса прогидролизованного крахмала меньше0,02 г или больше 0,06 г, то анализ повторяют, подбирая другое разведение.

Амилолитическую активность АС, ед/г, вычисляют по формуле

AC=(5,885 m+0.001671)/m1·1000,

где 5,885; 0,001671 – коэффициенты расчетного уравнения, полученные при математической обработке экспериментальных данных зависимости массы прогидролизованного крахмала от массы фермента, взятого для анализа в пересчете на 1 ч действия фермента.

За окончательный результат анализа принимают среднеарифметическое значение результатов определения активностей, полученных при анализе двух параллельных навесок препарата, относительное допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 5 %. Результат округляют до первого десятичного знака.

Предел возможных значений относительной погрешности измерений при доверительной вероятности P=0,95 составляет 5 %.

Контрольные вопросы

1.Что такое амилолитическая активность ферментного препарата?

2.В чем заключается механизм действия амилолитических ферментов на крахмал?

3.Каковы правила приготовления основного и рабочих очищенных растворов ферментного препарата?

38

Лабораторная работа № 7.

Физико-химический анализ экстракта ячменного солода

Цель работы: освоить в лабораторных условиях основные методики определения показателей экстракта ячменного солода.

раствор тиосульфата натрия, тимолфталеин, 30 см3 гидроксида натрия концентрацией 1 моль/дм3, 30 см3 суспензии фосфорнокислой меди, 0,5 см3 раствора уксусной кислоты массовой долей 80 %, 1 г йодистого калия, тиосульфат натрия концентрацией 0,01 моль/дм3, 1-2 капли раствора крахмала.

Теоретические сведения

Ячменно-солодовый экстракт представляет собой продукт, полученный путем затирания с водой светлого ячменного пивоваренного солода с последующим осахариванием.

Солод яляется основным сырьем для получения экстракта. В котором содержатся не только экстрактивные вещества, но и ферменты, под действием которых нерастворимые вещества -са мого солода переводятся в раствор. Основным процессом получения экстракта является гидролиз крахмала, расщепляющегося амилолитическими ферментами до сбраживаемых сахаров(глюкозы, мальтозы) и декстринов различной молекулярной массы, в

результате чего экстракт хорошо сбраживается микр организмами.

При настойном способе получения экстракта дроблёный солод смешивают с тёплой водой и медленно подогревают по температурному графику до полного осахаривания.

Накопление тех или иных продуктов гидролиза белков зависит от температуры затора. Наиболее благоприятно для накопления аминокислот и низкомолекулярных пептидов температура

40-52 °С (белковая пауза). При температуре 61-63 °С (мальтозная

39

пауза) происходит гидролиз белков с образованием и высокомолекулярны происходит гидролиз белков с образованием и высокомолекулярных пептидов. При температуре, близкой к 70 °С, происходит полное осахаривание по йодной пробе.

Экстракт ячменного солода применяется в биотехнологии преимущественно для лабораторных стадий выращивания -раз личных микроорганизмов. Особенно хорошо подходит для выращивания дрожжей и грибов, способствуя процессу спорообра-

зования у Aspergillus spp. и Penicillum spp. Из-за высокого содер-

жания углеводов не следует перегревать во избежание потемнения среды. В культуральных средах используется как источник углерода, белков и других питательных веществ.

Ход работы

В стакан вместимостью1 дм3 набирают около половины всей воды, необходимой для приготовления экстракта, засыпают дробленый солод (100 г) и добавляют остальное количество воды (соотношение воды и помола солода3:1). Полученный раствор называют затором.

Процесс начинают при температуре40 ºС, затем процесс ведут при постоянном помешивании по следующему режиму:

-выдержка при 40 °С – 30 мин,

-подогрев до 52 °С – 12 мин,

-выдержка при 52 °С – 30 мин,

-подогрев до 63 °С – 11 мин,

-выдержка при 63 °С – 30 мин,

-подогрев до 70 °С – 7 мин,

-выдержка при 70 °С – 30 мин,

-подогрев до 72 °С – 2 мин,

-выдержка при 72 °С – до полного осахаривания (проверяется йодной пробой, т.е. при добавлении раствора йода должно быть окрашивание не темнее желтого).

Затем следует подогрев затора до температур 76 °С и передача его на фильтрование.

Фильтрование и промывку заторной массы можно проводить с использованием центрифуги. Промывные воды смешивают с фильтратом до содержания СВ 9-10 %.

40