Медико-биологические требования и санитарные нормы качества пищевых продуктов. Лабораторный практикум

ниламина из капельницы. Интенсивность окрашивания исследуемой ткани сравнить с цветной шкалой (табл. 1.2) и определить относительное содержание нитрат-ионов в баллах. Результаты наблюдений внести в табл. 1.3.

2. Прогретый овощ (фрукт). В химический стакан вместимостью 150 см3 поместить 10 г измельченного образца и залить его 100 мл теплой воды (+70 ºС). Прогревать образец в течение 15 мин с 3-кратной сменой теплой воды каждые 5 мин. Прогретый образец (кожица или сердцевина) массой 5–10 г поместить в фарфоровую ступку, размять его с помощью пестика до кашеобразной консистенции. Стеклянной палочкой перенести содержимое ступки на предметное стекло, прилить 4–5 капель дифениламина из капельницы. Интенсивность окрашивания исследуемой ткани сравнить с цветной шкалой (см. табл. 1.2) и определить относительное содержание нит- рат-ионов в баллах. Результаты наблюдений внести в табл. 1.3.

3. Вареный овощ (фрукт). В химический стакан вместимостью 200 см3 поместить 10 г измельченного образца, залить 150 мл теплой воды (+70 ºС) и варить до готовности (20–30 мин) на электрической плитке. Вареный образец (кожица или сердцевина) массой 5–10 г поместить в фарфоровую ступку, размять его с помощью пестика до кашеобразной консистенции. Стеклянной палочкой перенести содержимое ступки на предметное стекло, прилить 4–5 капель дифениламина из капельницы. Интенсивность окрашивания исследуемой ткани сравнить с цветной шкалой (см. табл. 1.2) и определить относительное содержание нитрат-ионов в баллах. Результаты наблюдений внести в табл. 1.3.

4. Квашеные (соленые, маринованные) овощи (фрукты). Ис-

следуемый образец массой 5–10 г поместить в фарфоровую ступку, размять его с помощью пестика до кашеобразной консистенции. Стеклянной палочкой перенести содержимое ступки на предметное стекло, прилить 4–5 капель дифениламина из капельницы. Интенсивность окрашивания исследуемой ткани сравнить с цветной шкалой (см. табл. 1.2) и определить относительное содержание нитрат-ионов в баллах. Результаты наблюдений внести в табл. 1.3.

11

5. Яблочное пюре. Исследуемый образец яблочного пюре (2–3 капли) поместить на предметное стекло, прилить 4–5 капель дифениламина из капельницы. Интенсивность окрашивания исследуемой ткани сравнить с цветной шкалой (см. табл. 1.2) и определить относительное содержание нитрат-ионов в баллах. Результаты наблюдений внести в табл. 1.3.

Таблица 1.2

Относительное содержание нитратов (в баллах)

Получаемые результаты

Данные, полученные в ходе проведенных исследований, внести в табл. 1.3.

Картофель сердцевина

кожица

Лук сердцевина

кожица

Морковь сердцевина

кожица

12

Содержание отчета

Студентам необходимо ознакомиться с представленным теоретическим материалом и экспериментальной частью. Произвести все требуемые исследования и заполнить табл. 1.3. Оформить отчет с указанием цели работы, основных теоретических положений, а также описанием последовательности выполнения работы и полученных результатов. Сделать выводы об относительном содержании нитратов в исследованных образцах овощей и фруктов, а также о влиянии технологических приемов на уровень относительного содержания нитратов.

Контрольные вопросы

1.Особенности накопления нитратов у разных растений.

2.Укажите, на какие группы делят растения по способности накопления нитратов? Приведите концентрации нитратов и виды растений, их накапливающие.

3.Каковы ПДК по нитратам для разных возрастных групп населения?

4.Как нитраты влияют на здоровье человека?

5.Каковы основные признаки нитратных отравлений у человека?

6.Какова качественная проба на присутствие нитратов в растениях?

7.Перечислите основные рекомендации по уменьшению количества нитратов в продуктах.

13

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЦИНКА В СЫРЬЕ

И ПРОДУКТАХ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Одним из негативных результатов бурной индустриализации является загрязнение среды обитания тяжелыми металлами, к которым относятся химические элементы, имеющие плотность больше 5 г/см3 и атомную массу более 40 Да. Среди химических элементов тяжелые металлы наиболее токсичны, так как оказывают отрицательное действие на растения и другие живые организмы при концентрации 10–5 М и выше, хотя в более низких концентрациях многие из них являются микроэлементами, без которых нормальный рост и развитие растения невозможны. Одним из тяжелых металлов является Zn [4].

Среднее содержание цинка в литосфере составляет 0,004–0,008 %. Цинк играет особую роль в биосфере. Присутствуя в живых организмах в ничтожно малых количествах, выполняет весьма важные функции, входя в состав биологически активных веществ. Цинк как кофактор входит в состав около 80 ферментов, участвуя тем самым в многочисленных реакциях обмена веществ. Он требуется для синтеза хлорофилла; входит в состав карбоангидразы. Кроме того, цинк активирует дыхательные ферменты. Цинк играет важную роль в образовании ИУК, ускоряя синтез ее предшественника ‒ триптофана [4].

Оптимальная его концентрация в организмах вырабатывалась на протяжении всего хода эволюции органического мира. Значительные отклонения от этих соотношений вызывают отрицательные, часто губительные, последствия для живых организмов.

Загрязнение среды происходит в результате сжигания топлива, деятельности горнодобывающей промышленности, сбрасывания сточных вод и внесения в почву удобрений.

В атмосферном воздухе цинк присутствует в форме органических и неорганических соединений в виде пыли и аэрозолей. При этом аэрозоли Zn состоят преимущественно из частиц диаметром 0,5–1,0 мкм.

14

Основными механизмами поступления цинка из атмосферы на поверхность почвы являются осаждение с атмосферными осадками и сухие выпадения. В атмосферных осадках, как правило, преобладают водорастворимые формы этого металла, что, вероятно, обусловлено наличием в атмосфере оксидов серы и азота, способствующих образованию растворимых солей цинка.

Перенос этого металла с поверхностными водами происходит

восновном во взвешенном состоянии, причем возрастание роли взвешенных форм в миграции наблюдается при переходе от равнинных рек к горным. Содержание растворимых форм цинка в незагрязненных пресных водоемах обычно колеблется от 0,5 до 15,0 мкг/л. Данный металл аккумулируется в придонных отложениях и биоте, тогда как в самой воде остается в сравнительно небольших концентрациях (морская вода – 9–21 мкг/л) [4].

При отсутствии или недостатке данного элемента формируются чахлые растения со слабо развитым апикальным доминированием. Для человека типичными симптомами недостаточности цинка являются замедление роста у детей, половой инфантилизм у подростков, нарушения вкуса (гипогезия) и обоняния (гипосмия) и др.

Суточная потребность в цинке взрослого человека составляет 15 мг, при беременности и лактации – 20–25 мг. Цинк, содержащийся

врастительных продуктах, менее доступен для организма, поскольку фитин растений и овощей связывает цинк (10 % усвояемости). Цинк из продуктов животного происхождения усваивается на 40 %. Содержание цинка в пищевых продуктах составляет, мг/кг: мясо – 20–40, рыбопродукты – 15–30, устрицы – 60–1000, яйца – 15–20, фрукты и овощи – 5, картофель, морковь – около 10, орехи, зерновые – 25–30, мука высшего сорта – 5–8, молоко – 2–6 мг/л. В суточном рационе

взрослого человека содержание цинка составляет 13–25 мг. Цинк и его соединения малотоксичны. Содержание цинка в воде в концентрации 40 мг/л безвредно для человека [18].

Вместе с тем возможны случаи интоксикации при нарушении использования пестицидов, небрежного терапевтического применения

15

препаратов цинка. Признаками интоксикации являются тошнота, рвота, боль в животе, диарея. Отмечено, что цинк в присутствии сопутствующих мышьяка, кадмия, марганца, свинца в воздухе на цинковых предприятиях вызывает у рабочих «металлургическую» лихорадку.

Известны случаи отравлений пищей или напитками, хранившимися в железной оцинкованной посуде. Такие продукты содержали 200–600 мг/кг и более цинка. В этой связи приготовление и хранение пищевых продуктов в оцинкованной посуде запрещено. ПДК цинка в питьевой воде – 5 мг/л, для водоемов рыбхозов – 0,01 мг/л [18, 4].

Метод определения содержания Zn в растительном сырье основан на сравнении оптической плотности комплексного соединения цинка с дитизоном, экстрагированного четыреххлористым углеродом из раствора золы и растворов сравнения с известной концентрацией цинка [18].

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Цель работы: освоение метода определения содержания цинка в растительном сырье (зерно, крупа, солод) с помощью дитизона.

Материалы, оборудование, реактивы:

зерно, крупа, солод; весы лабораторные; мельница лабораторная; фарфоровые тигли;

делительная воронка вместимостью 50–100 см3; бюретка вместимостью 10 см3; колбы мерные вместимостью 50, 100, 500 см3; муфельная печь; ФЭК;

концентриров. HCl, ч.д.а.; ацетатный буфер; 25 %-й раствор тиосульфата натрия;

дитизон (дифенилтиокарбазон), ч.д.а.;

16

углерод четыреххлористый, х.ч. или ч.д.а; цинк гранулированный, х.ч; метиловый красный; этиловый спирт 96 %.

Последовательность выполнения работы

На лабораторной мельнице измельчают пробы зерна, крупы или солода массой 10 г. Из каждой пробы отбирают навески массой 300– 500 мг, помещают их в фарфоровые тигли и доливают 3–5 см3 спирта. Раствор озоляют в муфеле при 450–500 ºС со всеми предосторожностями, необходимыми во избежание потерь материала (постепенно повышая температуру муфельной печи). Полученную золу растворяют в 4 см3 концентрированной HCl и количественно переносят небольшим объемом воды в мерную колбу вместимостью 50 см3. Солянокислый раствор золы разбавляют так, чтобы содержание Zn в ней было от 0,2 до 1 мкг/см3, а концентрация HCl – порядка 0,3 M. Для этого при приготовлении сильно разбавленных растворов используют не только воду, но и растворы HCl.

Затем 10 см3 разбавленного раствора помещают в делительную воронку вместимостью 100 см3, прибавляют 2 капли индикатора метилового красного и по каплям раствор аммиака до перехода окраски от розовой к желтой. В воронку приливают 5 см3 ацетатного буфера, 1 см3 25 %-го раствора тиосульфата натрия и хорошо перемешивают.

Из бюретки добавляют в воронку 20 см3 свежеприготовленного раствора дитизона в CCl4, закрывают воронку и энергично встряхивают в течение 1 мин. После расслаивания окрашенный слой CCl4 отбирают пипеткой, переносят в кюветы и определяют оптическую плотность на ФЭКе с зеленым светофильтром при длине волны 538 нм.

Для построения градуировочного графика необходимо подгото-

вить растворы сравнения, используя растворы А и Б, приготовленные заранее.

Приготовление растворов сравнения. В мерные колбы вместимостью 100 см3 из бюретки вместимостью 10 см3 наливают указанные

17

в табл. 2.1 объемы раствора Б (раствор цинка массовой концентрации 20 мкг/см3), доводят до меток соляной кислотой, разбавленной 1 : 40, и тщательно перемешивают.

Растворы сравнения готовят в день проведения испытания.

Определяют оптическую плотность растворов сравнения относительно первого раствора сравнения, не содержащего цинк, при длине волны 538 нм. Одновременно проводят контрольный опыт.

Таблица 2.1

Приготовление растворов сравнения

По данным, полученным для растворов сравнения, строят градуировочный график. По оси абсцисс откладывают массовые концентрации цинка в растворах сравнения в пересчете на массовые доли в растительном материале в млн-1, указанные в табл. 2.1, а по оси ординат − соответствующие им показания ФЭК. По градуировочному графику находят массовые концентрации цинка в анализируемых растворах в пересчете на массовые доли в растительном материале в млн-1.

Все работы с четыреххлористым углеродом следует проводить в вытяжном шкафу!

Получаемые результаты

Содержание цинка (Zn, %) в растительном материале вычисляют по формуле

18

где А – концентрация цинка в мг/мл найдена по графику и соответствует оптической плотности испытанного раствора;

1000 – для пересчета навески в мг;

w – влажность растительного материала, %; 100 – для пересчета в %;

m – масса навески в г, соответствующая взятому для опыта объему раствора.

Результаты измерений и расчетов записать в табл. 2.2.

Содержание отчета

Студентам необходимо ознакомиться с представленным теоретическим материалом и экспериментальной частью. Произвести все требуемые исследования и заполнить табл. 2.2. Оформить отчет с указанием цели работы, основных теоретических положений, а также описанием последовательности выполнения работы и полученных результатов. Ответить в письменном виде на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.Какие функции выполняет цинк в живых организмах?

2.Каковы основные пути загрязнения окружающей среды цинком?

3.Как происходит перенос этого металла в водной среде?

4.Чем опасен дефицит цинка для растений и человека?

5.Каковы симптомы отравления цинком?

19

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В СЫРЬЕ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТАХ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Виноматериалы содержат минеральные вещества, количество и состав которых зависят от почвенно-климатических условий произрастания, агротехники возделывания, сорта винограда и режима его переработки [1]. Общее содержание минеральных веществ определяет такой показатель, как массовая доля золы в сусле и вине. Основную часть минеральных веществ сусла и вина составляют металлы [25].

Содержание основных химических элементов сусла и вина представлено в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Содержание основных химических элементов в виноматериалах, мг/л

Известно, что в процессе брожения сусла большая часть металлов осаждается и их содержание снижается: железо на 28–31 %, медь ‒

76–97 %, цинк ‒ 6–22 %, марганец ‒ 13–18 %, кадмий ‒ 60–75 %.

Металлы, переходящие в сусло и вино из винограда, т. е. естественным путем, не оказывают отрицательного действия на стабильность вин, так как масса их, как правило, незначительна. Основные трудности в производстве связаны с избыточным содержанием металлов, которыми обогащают вина на различных этапах технологического процесса [5].

20