Современные методы исследования свойств сырья и продуктов животного происхождения. Лабораторный практикум. Учебное пособие

Необходимо следить, чтобы жидкость в колбе непрерывно кипела и на стенках колбы не оставалось черных несгоревших частиц, смывая их легкими круговыми движениями.

При наличии черных частиц на горловине колбы, если они не захватываются конденсатом паров кислоты в период кипения или кислотой при перемешивании содержимого колбы, следует хорошо охладить колбу, смыть эти частицы в колбу небольшим количеством воды, затем продолжить сжигание.

После того как жидкость в колбе обесцветится (допускается слегка зеленоватый оттенок), нагрев продолжают еще в течение 30 мин. Дают колбе остыть до температуры (20 ± 5) °С. К содержимому приливают, обмывая стенки колбы, от 20 до 30 см3 дистиллированной воды и приступают к отгонке аммиака.

Если при минерализации смесь долго остается темной или затвердевает при охлаждении, вероятно, происходит неполное сжигание. В таких случаях проводят дополнительное сжигание.

После подготовки прибора открывают краны 3 и 6 и закрывают зажим 4. Под холодильник подставляют вместо пустой колбы колбу с 25 см3 борной кислоты и четырьмя каплями смешанного индикатора так, чтобы кончик холодильника был погружен в раствор. Вместо пустой колбы Кьельдаля присоединяют колбу с минерализованной пробой.

Закрывают кран 6, наливают в воронку 20 см3 раствора гидроокиси натрия и, открывая понемногу кран 6 при осторожном покачивании колбы Кьельдаля, вливают гидроокись натрия. Открывая зажим 4, закрывают краны 3 и 6. В холодильнике пары раствора аммиака конденсируются и попадают в колбу с раствором борной кислоты. Перегонку продолжают 10 мин, считая с того момента, когда борная кислота в приемной колбе приобретет зеленое окрашивание. После окончания отгонки конец трубки холодильника вынимают из раствора борной кислоты, ополаскивают дистиллированной водой и продолжают процесс перегонки еще 2 мин. Затем открывают краны 3 и 6, закрывают зажим 4.

Содержимое приемной колбы титруют водным раствором соляной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм3 до пере-

11

хода окраски индикатора от зеленого до слабого серофиолетового окрашивания.

Пробу анализируют два раза в условиях повторяемости в соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 5725-2002 (подраздел

3.14) и ГОСТ Р ИСО 5725-2002.

Для внесения соответствующей поправки на реактивы в результате измерения проводят определение массовой доли азота в контрольной пробе, используя вместо анализируемого продукта 1 см3 дистиллированной воды и (0,100 ± 0,001) г сахарозы. Определение массовой доли азота в контрольной пробе проводят по трем параллельным анализам. За окончательный результат определения поправки на реактивы принимают среднеарифметическое значение результатов трех параллельных результатов.

Для подтверждения полноты освобождения всего азота при сжигании и перегонке проводят минерализацию смеси, состоящей из 1 см3 воды, 0,0800 г L-триптофана или 0,0600 г лизина моногидрохлорида.

Для подтверждения полноты перегонки проводят перегонку смеси, состоящей из 10 см3 раствора сернокислого аммония молярной концентрации 0,05 моль/дм3 и 20 см3 дистиллированной воды. При подтверждении точности метода проводят три параллельных определения.

Массовую долю белка X, %. в анализируемой пробе вычисляют по формуле

X = (V -V1 ) × n ×14,0067 × K ×100 , m ×1000

где V – объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование испытуемого раствора, см3;

V1 – объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование в контрольном опыте по 9,5 см3;

n – фактическая молярная концентрация соляной кислоты, моль/дм3, в соответствии с требованиями ГОСТ 25794.1-83;

12

14,0067 – масса азота, эквивалентная 1 дм3 раствора соляной кислоты с молярной концентрацией 1 моль/дм3, г;

К – коэффициент пересчета массовой доли общего азота на массовую долю общего белка;

100 – коэффициент пересчета результатов, %; m – масса анализируемой пробы г;

1000 – коэффициент пересчета см3 в дм3.

Коэффициент пересчета массовой доли азота на массовую долю белка (К) для молочных продуктов составляет 6,38; для молокосодержащих продуктов – 6,25; для молочной сыворотки –

6,28.

Коэффициент пересчета массовой доли азота на массовую долю белка в продукте с наполнителями (компонентами) вычисляют по формуле

где К1, К2, К3,... – коэффициенты пересчета массовой доли азота на массовую долю общего белка для данного наполнителя (компонента);

Б1, Б2, Б3,... – массовая доля белка в данном наполнителе (компоненте), %;

M1, M2, M3,... – массовая доля данного наполнителя (компонента) в конкретном продукте в соответствии с документом, по которому изготовлен продукт, %. Значения коэффициентов пересчета и массовой доли белка для различных наполнителей (компонентов) приведены в табл. 1.

За окончательный результат определения массовой доли белка в продукте принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений, округленное до второго десятичного знака.

Приписанные характеристики погрешности и ее составляющие метода определения массовой доли белка при Р =0,95 приведены в табл. 2.

13

Таблица 1

Коэффициенты пересчета и массовая доля белка для различных наполнителей молочных продуктов

14

Проверку приемлемости результатов измерений массовой доли белка, полученных в условиях повторяемости (два параллельных определения, п = 2). проводят с учетом требований ГОСТ Р ИСО 5725.6-2002 (пункт 5.2.2).

Результаты измерений считаются приемлемыми при усло-

вии

Х1 − Х 2 ≤ r,

гдеХ1, Х2 – значения двух параллельных определений массовой доли белка, полученные в условиях повторяемости;

r – предел повторяемости (сходимости), значение которого приведено (см. табл. 2).

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Белки молока, их биологические функции.

2.Каковы принципы классификации белков молока и их содержание в молоке?

3.Казеин, его физические и химические свойства.

4.Какие основные фракции казеина вам известны?

5.Сывороточные белки молока. Их состав и свойства.

6.Определение массовой доли белков в молоке и молочных продуктов методом Кьельдаля. Теоретическое обоснование метода.

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА МОЛОЧНОГО ЖИРА

МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ

(ГОСТ Р 51483-99)

Цель работы: ознакомиться с методикой определения качественного и количественного состава смеси жирных кислот в виде метиловых эфиров методом газовой хроматографии для идентификации натуральности сливочного масла.

15

Приборы, материалы и реактивы:газовый хроматограф с капиллярной колонкой и пламенно-ионизационным детектором; центрифуга; стаканчики; пипетки Мора градуированные на 1 см3; метиловые (этиловые) эфиры жирных кислот; гексан.

Теоретические сведения

Анализ результатов мониторинга молочной продукции позволил установить, что к наиболее фальсифицированным категориям (второе место, 43 %) относится сливочное масло.

Фальсификация продукции чаще всего происходит за счет замены молочного жира дешевыми растительными ингредиентами, в основном пальмовым, соевым, рапсовым маслами, а также переработанными жирами морских млекопитающих. В России в настоящее время производится ежегодно 100-150 тыс. т гидрированных жиров, характеризующихся повышенным содержанием трансизомеров, которые также добавляют в сливочное масло. Это так называемая качественная фальсификация.

Но существует и другой вид фальсификации – количественная, когда продукт по содержанию жира не соответствует требованиям, заявленным на этикетке. Наиболее это распространено для весового сливочного масла. Например, вместо продукта с массовой долей жира 82,5 %, может быть м.д.ж. 72,5% или еще ниже.

Сливочное масло - масло из коровьего молока, массовая доля жира в котором составляет от 50 до 85 %.

Масло из коровьего молока - молочный продукт или молочный составной продукт на эмульсионной жировой основе, преобладающей составной частью которой является молочный жир. Масло производится из коровьего молока, молочных продуктов и (или) побочных продуктов переработки молока путем отделения от них жировой фазы и равномерного распределения в ней молочной плазмы с добавлением не в целях замены составных частей молока немолочных компонентов или без их добавления.

Согласно ГОСТ Р 52969-2008 «Масло сливочное. Технические условия», масло изготавливают в следующем ассортименте:

16

-сладко-сливочное и кисло-сливочное, несоленое и соленое

–традиционное;

-сладко-сливочное и кисло-сливочное, несоленое и соленое

–«Любительское»;

-сладко-сливочное и кисло-сливочное, несоленое и соленое

–«Крестьянское»;

-сладко-сливочное и кисло-сливочное несоленое – «Бутербродное»;

-сладко-сливочное и кисло-сливочное, несоленое – «Чай-

ное».

Основной компонент сливочного масла – молочный жир. Ценность молочного жира с точки зрения физиологии пи-

тания обусловлена содержанием в нём жирных кислот со средней длиной цепи, а также незаменимых жирных кислот. Кроме того, в нём содержатся жирорастворимые витамины А, D, Е.

С помощью тонкослойной и газожидкостной хроматографии из молока выделены и идентифицированы следующие липидные компоненты:

1.Ацилглицерины (три-, ди-, и моноацилглицерины). Основная масса молочного жира 98-99%. Выполняют энергетическую функцию.

2.Фосфолипиды (фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, сфингоми-елин и др.). Выполняют структурную и защитную функции (обусловливают эмульгирование жира и его стойкость к гидролизу).

3.Гликолипиды (цереброзиды).

4.Стероиды (стерины и их эфиры) и другие неомыляемые липиды.

Фосфолипиды, гликолипиды, стерины входят в состав липопротеидных оболочек шариков жира и частично связаны с белками молочной плазмы, их содержание составляет менее 2%.

Втриглицеридах молочного жира обнаружено 140 жир-

ных кислот с числом атомов углерода от С4 до С26: -насыщенные с чётным и нечётным числом атомов С; -моно- и полиненасыщенные (цис- и трансизомеры);

17

-изо, антеизо- и многократно разветвленные насыщенные кислоты;

-гидрокси- и кетокислоты.

В количестве 1-5 % в молочном жире встречаются лишь 10-

12 кислот с чётным числом атомов С (С4:0-С18:0 и др.), их называют главными.

Остальные кислоты, найденные в количестве менее 1% и в виде следов, относят к минорным (пеларгоновая (С9), ундециновая (С11), тридециловая (С13), пентадециловая (С15), маргариновая

(С17), капролеиновая (С10:1), лауролеиновая (С12:1), арахидоновая

(С20:4) и др.).

В составе триглицеридов жира преобладают следующие насыщенные жирные кислоты(58-77%, среднее содержание

65%):

1.Пальмитиновая – С16:0, содержание 20-36 %, температура плавления 62,0°С.

2.Миристиновая – С14:0, содержание 7,6-13,2%, температура плавления 53,9°С.

3.Стеариновая – С18:0, содержание 5,5-13,7 %, температура плавления 69,6°С.

4.Масляная (С4:0- 2,5-5%), каприновая (С10:0-0,8-3,6%), лау-

риновая (С12:0-08-3,0%), каприловая, капроновая, арахиновая и др. К ненасыщенным жирным кислотам, которые составляют в

среднем 35%, относятся следующие:

1.Олеиновая (С18:1), содержание 16,7-37,6%, температура плавления 13,4 °С.

2.Пальмитолеиновая (С16:1-1,5-5,6%), миристолеиеновая

(С14:1-1,5-3,5%), линолевая (С18:2-1-5,2%), линоленовая (С18:3-0,1- 2,1%).

По сравнению с жирами животного и растительного происхождения молочный жир характеризуется высоким содержанием миристиновой кислоты и низкомолекулярных летучих насыщенных жирных кислот - масляной, капроновой, каприловой и каприновой, в сумме составляющих 7,4-9,5% от общего количества жирных кислот.

18

Количество биологически важных полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой и арахидоновой) в молочном жире по сравнению с растительными маслами относительно невысокое и составляет 3-5%.

Состав жирных кислот молочного жира непостоянен и может меняться.

Физико-химические свойства молочного жира определяются количественным соотношением входящих в его состав жирных кислот и полиморфных форм кристаллов жира.

К основным физико-химическим характеристикам молочного жира относятся:

1.Плотность (при 20°С – 930-933 кг/м3).

2.Число рефракции (при 40°С – 40-46).

3.Температура плавления (28-40°С).

Триглицериды, состоящие из ненасыщенных низкомолекулярных жирных кислот, характеризуются более низкой температурой плавления, чем триглицериды с насыщенными высокомолекулярными кислотами. По мере увеличения количества ненасыщенных жирных кислот в триглицеридах температура их плавления снижается.

Широкий диапазон колебаний температуры плавления молочного жира свидетельствует о неравномерном распределении жирных кислот в триглицеридах.

Температура плавления молочного жира зависит как от его состава, так и от способа охлаждения и величины кристаллов.

Традиционные физико-химические показатели, определяемые простыми способами недостаточны для оценки качества и идентификации натуральности молочного жира, аутентичности сорта масла и т.д. Решение этих проблем возможно только при внедрении в промышленную практику современных прецизионных инструментальных методов, в частности газовой хроматографии, которые позволяют получить наиболее полную информацию о продукте.

Содержание жирных кислот в сливочном масле должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 52253-2004(табл. 1).

19

Таблица 1

Содержание жирных кислот в сливочном масле

Порядок выполнения работы

Газовая хроматография – разновидность хроматографии, метод разделения летучих компонентов, при котором подвижной фазой служит инертный газ (газ-носитель), протекающий через неподвижную фазу с большой поверхностью. В качестве подвижной фазы используют водород, гелий, азот, аргон, углекислый газ. Газ-носитель не реагирует с неподвижной фазой и разделяемыми веществами.

Различают газотвёрдофазную и газожидкостную хроматографию. В первом случае неподвижной фазой является твёрдый носитель (силикагель, уголь, оксид алюминия), во втором – жидкость, нанесённая на поверхность инертного носителя.

Газожидкостная хроматография – разделение газовой смеси вследствие различной растворимости компонентов пробы в жид-

20