Общие принципы обработки пищевого сырья. Лабораторный практикум. Учебное пособие

Контрольные вопросы и задания

1.Каковы свойства сахарозы?

2.Расскажите об органолептической оценке качества сахара.

3.Каковы принцип и сущность поляриметрического метода исследования?

4.Какие вещества обладают оптической активностью? Что такое удельный угол вращения оптически активных веществ?

5.Расскажите о правилах установки сахариметра на нуль и работы на нем.

6.Какова методика определения массовой доли сахарозы в сахаре?

7.Каков порядок работы на фотоэлектроколориметре?

8.Как определить цветность сахара?

9.На фабрику поступила партия сахара в количестве 125 мешков. В каком количестве и как следует отбирать среднюю пробу?

10.На кондитерскую фабрику поступила партия сахара в новых джутовых мешках. При анализе его качества установлено наличие примеси ворса. Можно ли считать стандартным качество такого сахара? Как его использовать?

11.При транспортировке сахара в дождливую погоду он стал влажным на ощупь, сминающимся в комки. Каковы причины изменения качества? Можно хранить такой сахар? Как его использовать?

12.При анализе сахара установлено: массовая доля сахарозы в пересчете на сухое вещество99,33 %; массовая доля редуцирующих веществ в пересчете на сухое вещество 0,082 %; массовая доля влаги 0,16 %. Какое можно сделать заключение о качестве сахара? Сделайте анализ причин указанного качества сахара, их взаимосвязь.

13.При приемке сахара лабораторным анализом установлена массовая доля редуцирующих веществ в пересчете на сухое вещество 0,078 %. Как это может отразиться на качестве сахара при хранении и промышленной переработке? Следует ли его принимать от поставщика?

21

Лабораторная работа № 3.

АНАЛИЗ КРАХМАЛА

Цель работы: по органолептическим и физикохимическим показателям установить сорт крахмала; по результатам микроскопирования сделать вывод о виде крахмала и наличии в нем примесей крахмала других видов.

Оборудование и реактивы

1.Микроскоп.

2.Покровные стекла.

3.Бюретка вместимостью 50 см3.

4.Раствор гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3.

5.Спиртовой раствор фенолфталеина.

Теоретические сведения

В настоящее время основное количество крахмала вырабатывается из зерна кукурузы, пшеницы, риса, сорго и клубневого сырья - картофель, батат. Технологии получения крахмала из различных видов сырья имеют существенные особенности.

По химическому составу крахмал является полимером дегидрированных остатков глюкозы, имеет формулу (С6Н10О5)n, где n колеблется в пределах 300-6000. Основная химическая реакция

- гидролиз крахмала - приводит к количественному переходу крахмала в глюкозу.

При фракционировании крахмала выделены два полисахарида - амилоза и амилопектин, различающиеся строением и характером связей между глюкозными остатками. Амилоза представляет линейную молекулу, в которой 100-1000 остатков глюкозы соединены между собойa-1-4-гликозидной связью; амилопектин - разветвленную за счет появления дополнительно связи a-1-6.

В последние годы амилозу добывают из крахмала для получения пленок, которые используются в качестве оболочек для

22

колбас и других продуктов. Эти пленки прочны, прозрачны, нерастворимы в воде, но легко расщепляются под действием ферментов желудочного сока с образованием усвояемых продуктов.

Амилопектин сильно набухает в воде, образуя вязкие и стойкие коллоидные растворы. При приготовлении клейстера из крахмала амилопектин препятствует ретроградации амилозы, играя роль защитного коллоида. При ферментативном гидролизе амилопектин расщепляется до декстринов.

Физические свойства крахмалаопределяются размером и структурой зерен (рис. 5). Размер крахмальных зерен колеблется от 2 (рис) до 150 мкм (картофель). Зерна рисового и кукурузного крахмалов мало отличаются по размерам; ржаной и пшеничный крахмалы содержат крупные и мелкие зерна.

Плотность абсолютно сухого картофельного крахмала- 1633-1648, кукурузного - 1591-1932 кг/м3.

б - кукурузный; в - пшеничный; г – рисовый

Крахмал не растворяется в спирте, в воде при повышенной температуре набухает с образованием вязкого коллоидного раствора - клейстера. При набухании вода проникает в макромолекулы, разрушает водородные связи и увеличивает объем зерен крахмала. При повышении температуры крахмальные зерна увеличиваются в объеме в несколько раз, повышая вязкость раствора. Постепенно зерна разрываются или принимают вид бесформенных мешочков. Температура клейстеризации зависит от природы крахмала, рН среды, степени измельчения и составляет для ржаного крахмала 46-55 °С, картофельного - 55-65 °С, пшеничного - 60-65 °С, кукурузного - 70-80 °С.

23

Клейстеризованный крахмал более податлив действию ферментов или кислоты при гидролизе, поэтому технологической операции осахаривания крахмала предшествует его клейстеризация. При охлаждении такого коллоидного раствора происходит образование прочного геля. Прочность геля зависит от степени переплетения крахмальных молекул, ее можно изменить кипячением или механической обработкой. При длительном стоянии крахмальные клейстеры подвергаются ретроградации - постепенному разрушению с выделением осадка. При действии на крахмальный клейстер раствора йода наблюдается интенсивное синее окрашивание. Эта реакция очень чувствительна и наблюдается даже при разведении крахмала 1:500 000.

При смешивании с растворами органических и неорганических кислот крахмал адсорбирует сравнительно небольшое их количество. При кислотном гидролизе крахмала образуется глюкоза. Скорость гидролиза зависит от концентрации кислоты и температуры. В отличие от кислоты ферменты действуют на молекулу крахмала специфично: a-амилаза расщепляет крахмал преимущественно до низкомолекулярных декстринов; b-амилаза

- до мальтозы и высокомолекулярных декстринов.

Качество крахмала определяется требованиям ГОСТ Р 53876-2010 Крахмал картофельный. Технические условия (табл. 4, 5) и ГОСТ 32159-2013 Крахмал кукурузный. Общие технические условия (табл. 6).

Таблица 4

Органолептические показатели качества картофельного крахмала

24

Таблица 5

Физико-химические показатели качества картофельного крахмала

Наименование показателя Характеристика показателей сорта Экстра Высший Первый Второй

25

Кукурузный крахмал вырабатывают высшего, первого сортов и амилопектиновый; картофельный - "Экстра", высшего, первого и второго сортов. Крахмал в пищевых технологиях испольуют как в нативном виде, так и после переработки в другие крахмалопродукты.

Внастоящее время широкое применение находят модифицированные крахмалы, свойства которых изменены по сравнению

снативным в результате физического или химическоговоздействия.

Взависимости от обработки различают следующие виды модифицированного крахмала: гидролизованный - продукт частичного гидролиза крахмала; набухающий - полученный гидротермической или механической обработкой; окисленный - про-

дукт воздействия на крахмал окислителей(Н2О2, КМnО4); фосфатный - получаемый взаимодействием крахмала с фосфорной кислотой и ее солями; желирующий - отличается повышенной студнеобразующей способностью.

Порядок выполнения работы

Правила отбора проб

Проводится отбор проб от отдельной партии крахмала. При этом под партией понимается крахмал, изготовленный предприятием в одну смену, одного наименования, одного сорта, в одинаковой упаковке.

Пробы отбирают мешочным щупом или пробоотборником от 5 % количества мешков, но не менее чем от трех мешков и от 2 % ящиков (для фасованного), но не менее чем от двух ящиков. От каждого мешка равными количествами берут разовую пробу, а из фасованногоодин пакет (коробку) из каждого вскрытого ящика. Из разовых проб составляют общую пробу ручным способом. Полученную пробу помещают в чистую тару, герметически

закрывают. Масса общей пробы должна быть при массе партии до 16 т 1 кг; при массе партии 16-50 т - 2 кг; при массе партии свыше 50 т - по 500 г от каждых 16 т. Из общей пробы ручным методом выделяют среднюю пробу массой около 500 г.

26

Методики определения органолептических показателей

Внешний вид и цвет: среднюю пробу крахмала рассыпают равномерным слоем на доске или бумаге. Поверхность разравнивают. Цвет определяют при дневном свете или сравнивая с цветом эталонного образца соответствующего вида и сорта крахмала.

Запах. Небольшое количество крахмала помещают на -ла донь и согревают дыханием или крахмал насыпают в чистый стакан и обливают теплой водой(температурой 50-60 °С). Через 30 с воду сливают и определяют запах.

Определение вкуса и хруста по кулинарной пробе. Для оп-

ределения готовят из крахмала клейстер: 12 г крахмала заливают 40 см3 питьевой воды. Полученную крахмальную суспензию вливают в стакан с кипящей водой в объеме 160 см3. С появлением первых пузырьков нагревание прекращают, клейстер охлаждают до комнатной температуры и проводят дегустирование, отмечая наличие хруста.

Методики определения физико-химических показателей

Установление вида крахмала микроскопированием: из об-

разца крахмала отбирают 0,1-0,2 г и разводят небольшим количеством воды в пробирке или стакане. 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. Сравнивают полученную зарисовку с рисунками крахмальных зерен различных видов. Определяют вид исследуемого крахмала и наличие зерен крахмала других видов и отмечают в лабораторных журналах.

По результатам анализа делают выводы о виде крахмала и

оналичии или отсутствии примесей.

Сп р а в к а. Крахмал разных видов имеет свои характерные признаки - форму, структуру, размеры зерен. Этим объясняются различия в свойствах различных видов крахмала. Поэтому в крахмале анализируемого вида не допускается примесь других видов.

27

Для исследования прозрачных препаратов в проходящем свете в светлом поле предназначаются биологические микроскопы серии «Биолам» (рис. 6).

Качество изображения в микроскопе в значительной степени зависит от освещения, поэтому настройка освещения является важной подготовительной операцией. Препарат может быть освещен как искусственным, так и естественным светом.

Рис. 6. Общий вид микроскопа «Биолам Р1 У4.2»

Для настройки освещения необходимо установить на центральную часть столика микроскопа препарат и прижать его клеммами или лапками препаратодержателя; включить в ход лучей объектив 3,5х0,10 или 8х0,20; установить в тубус микроскопа окуляр 7х; открыть диафрагмы и сфокусировать вращением рукояток микроскоп на препарат; закрыть диафрагмы и медленно опустить, наблюдая в микроскоп, конденсор до появления в поле зрения изображения полевой диафрагмы осветителя; качанием зеркала в оправе или вращением винтов привести изображение полевой диафрагмы в центр поля зрения и полностью открыть. ееПри этом обеспечивается равномерное освещение всего поля зрения микроскопа. После этого можно приступать к изучению препарата.

Настройку микроскопа следует производить следующим образом: наблюдая сбоку штатива микроскопа за просветом между объективом и препаратом, вращением рукоятки механизма грубой фокусировки микроскопа очень осторожно опустить -ту бус почти до соприкосновения объектива с препаратом; добиться

28

резкого изображения препарата вращением рукояток механизма микрометрической фокусировки; исправить при наблюдении в окуляр микроскопа центричность и резкость изображения, как было указано при работе с объективом 8х0,20.

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.;

5 - число подсчетов; S - площадь поверхности покровного стекла, дм2.

По количеству крапин на 1 дм2 делают вывод о сорте крах-

мала.

С п р а в к а. Крапины - это темные включения любого цвета, видимые невооруженным глазом на выровненной поверхности крахмала. Количество крапин принято выражать в единицах на 1 дм2 площади.

Кислотность крахмала: отвешивают 20 г крахмала с точностью до 0,01 г, переносят в коническую колбу на150-200 см3. Приливают 100 см3 дистиллированной воды, прибавляют 5-8 капель спиртового раствора фенолфталеина и титруют 0,1 моль/дм3 раствором NаОН до ярко-розового окрашивания, не исчезающего

в течение 1 мин. Перед концом титрования добавляют еще 5-6 капель фенолфталеина, что обусловлено высокой адсорбционной способностью крахмала. Параллельно титруют 100 см3 дистиллированной воды.

Кислотность крахмала Х = 5(а - в) ∙ К ∙100/(100 - W),

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

С п р а в к а. Кислотность крахмала определяется: кислыми фосфатами, адсорбируемыми зернами крахмала; кислотой, применяемой в процессе производства; возрастанием кислотности при хранении крахмала в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

29

3

Кислотность крахмала выражается объемом см 0,1 моль/дм3 раствора NаОН, пошедшего на титрование кислых соединений в 100 г сухого вещества крахмала.

Контрольные вопросы и задания

1.Какие показатели характеризуют вид и сорт крахмала?

2.Каковы строение и состав крахмала?

3.Расскажите о физических свойствах крахмала.

4.Как определить природу исследуемого крахмала микроскопированием?

5.Как определить количество крапин в крахмале?

6.Какие факторы обусловливают кислотность крахмала?

7.Какова методика определения кислотности крахмала?

8.Партия картофельного крахмала составляет46 мешков. Как отобрать среднюю пробу крахмала?

9.Микроскопированием кукурузного крахмала установлена примесь картофельного. Какое заключение следует сделать о качестве крахмала?

10.При микроскопическом исследовании пшеничной хлебопекарной муки обнаружено механическое повреждение крахмальных зерен. Какое влияние это окажет на технологические

свойства муки?

11. Влажность кукурузного крахмала - 11,3 %, кислотность - 24 см3 раствора щелочи массовой долей 0,1 моль/дм3; количество крапин на 1 дм2 426 шт. Сделать вывод о сорте крахмала.

12. По органолептическим показателям картофельный крахмал соответствует высшему сорту. Физико-химические показатели качества: кислотность 18 см3 раствора щелочи - 0,1 моль/дм3, массовая доля влаги - 19 %, количество крапин - 140 шт на 1 дм2. К какому сорту следует отнести исследуемый крахмал?

Лабораторная работа № 4.

АНАЛИЗ КРАХМАЛЬНОЙ ПАТОКИ

Цель работы: по органолептическим и физико-химическим показателям качества установить вид и сорт крахмальной патоки.

Оборудование и реактивы

1. Рефрактометр.

30