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

Раствор № 2. В мерную колбу вместимостью 1 дм3 помещают (200,000 ± 0,001) г виннокислого калия-натрия и (150,000 ± 0,001) г гидроокиси натрия и растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки.

Приготовление спиртового растворас массовой долей фе-

нолфталеина 1 %.В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают (1,000 ± 0,001) г фенолфталеина и растворяют в 70 см3 этилового спирта. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки. Срок хранения раствора при температуре (20 ± 5) °С - не более 3 мес.

Приготовление раствора йодистого калия массовой кон-

центрации 300 г/дм3. В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают (30,000 ± 0,001) г йодистого калия и растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки. Срок хранения раствора в склянке из темного стекла в темном месте при температуре (20 ± 5) °С - не более месяца.

Приготовление раствора с массовой долей крахмала 1 % в насыщенном растворе хлористого натрия. (1,000 ± 0,001) г

крахмала растворяют в 10 см3 насыщенного раствора хлористого натрия. Полученную смесь приливают тонкой струйкой при непрерывном помешивании в 90 см3 кипящего насыщенного раствора хлористого натрия. Горячий готовый раствор крахмала отфильтровывают в бутылку и закрывают ее пробкой.

Крахмал допускается разливать в маленькие бутылки, закрыть ватными пробками и пастеризовать. Срок хранения раствора при температуре (6 ± 2) °С - не более 6 месяцев.

Приготовление раствора гидроокиси натрия массовой концентрации 100 г/дм3.В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают (10,000 ± 0,001) г гидроокиси натрия и растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки. Срок хранения раствора при температуре (20 ± 5) °С - не более 3 месяцев.

Приготовление раствора сернокислого цинка массовой концентрации 300 г/дм3. В мерную колбу вместимостью 100

41

см3помещают (30,000 ± 0,001) г сернокислого цинка и растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки. Срок хранения раствора при температуре (20 ± 5) °С - не более 3 месяцев.

Приготовление раствора железистосинеродистого калия массовой концентрации 150 г/дм3.В мерную колбу вместимостью 100 см3 помещают (15,000 ± 0,001) г железистосинеродистого калия и растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки. Срок хранения раствора в темном месте в склянке из темного стекла при температуре (20 ± 5) °С - не более месяца.

Приготовление раствора серноватистокислого натрия (тиосульфата натрия) (Na2S2O3·5H2O) молярной концентрации

0,1 моль/дм3.В мерную колбу вместимостью 1000 см3 помещают (24,800 ± 0,001) г тиосульфата натрия, растворяют в небольшом количестве бидистиллированной воды, прибавляют (0,200 ±

± 0,001) г безводного углекислого натрия и перемешивают. Объем раствора доводят бидистиллированной водой до метки. Для приготовления раствора тиосульфата натрия можно использовать свежепрокипяченную дистиллированную воду. Охлаждают воду в колбе с закрытой пробкой, через которую проходит хлоркальциевая трубка, наполненная кусочками прокаленного или гранулированного хлористого кальция. Срок хранения раствора в темном месте в склянке из темного стекла при температуре (20 ± 5) °С - не более месяца.

Приготовление раствора с массовой долей соляной кислоты

10 %. Мерным цилиндром отмеривают 240 см3 концентрированной соляной кислоты, переносят в мерную колбу вместимостью1000 см3 и разбавляют дистиллированной водой до метки.

Приготовление растворас массовой долей серной кислоты

25 % .Мерным цилиндром отмеривают 100 см3 концентрированной серной кислоты и осторожно, небольшими порциями, приливают к 530 см3 дистиллированной воды. После охлаждения раствор тщательно перемешивают.

42

Массовую долю сахаров в продукте определяют в соответствии с требованиями ГОСТ Р 54667-2011, ГОСТ 29248-91, ГОСТ

30305.2-95, ГОСТ 30648.7-99.

В коническую колбу вместимостью 250 см3 помещают (20,000 ± 0,001) г подготовленной пробы продукта, взвешенного до третьего знака после запятой, добавляют небольшими порциями 80 см3 раствора с массовой долей соляной кислоты 10 %, одновременно размешивая пробу стеклянной палочкой.

Колбу подсоединяют к обратному холодильнику и кипятят

втечение 15 мин, периодически перемешивая. Затем колбу охлаждают под струей холодной воды до температуры (20 ± 2) °С.

Содержимое колбы количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3, используя дистиллированную воду. Объем раствора доводят дистиллированной водой до метки, при этом уровень отделившегося жира должен располагаться над меткой мерной колбы. Раствор тщательно перемешивают.

Содержимое колбы фильтруют через бумажный фильтр. 25 см3 фильтрата вносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 50 см3, добавляют 1 каплю раствора фенолфталеина и нейтрализуют фильтрат раствором гидроокиси натрия до появления от одной капли щелочи красноватой окраски. Добавляют в колбу по каплям раствор с массовой долей соляной кислоты 10 % до исчезновения красноватой окраски и еще 2-3 капли для обеспечения слабокислой реакции раствора.

Для осветления гидролизата и осаждения белков к раствору

вколбе добавляют 1,5 см3 раствора железистосинеродистого калия и 1,5 см3 раствора сернокислого цинка. Колбу с содержимым охлаждают до комнатной температуры, объем раствора доводят дистиллированной водой до метки (в случае образования пены добавляют 1-3 капли серного эфира), перемешивают и фильтруют

через бумажный фильтр.

10 см3 фильтрата (при контрольном определении 10 см3

дистиллированной воды) вносят пипеткой в мерную колбу вместимостью 100 см3, добавляют 20 см3 жидкости Фелинга, перемешивают и кипятят в течение 3 мин.

43

После кипячения колбу с содержимым тотчас же охлаждают холодной водой, объем раствора доводят дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают и дают осесть выпавшей закиси меди.

В коническую колбу вместимостью 150 см3 вносят 20 см3 отстоявшейся жидкости, последовательно добавляют цилиндром 10 см3 раствора йодистого калия и 10 см3 раствора с массовой долей серной кислоты 25 %. Желтовато-коричневый от выделившегося йода раствор сразу титруют раствором тиосульфата натрия до слабо-желтой окраски. Затем добавляют 1 см3 раствора крахмала и продолжают титрование медленно (с промежутками между каплями 5-6 с до полного исчезновения синей окраски раствора). Также проводят титрование контрольного раствора.

Для вычисления массовой доли крахмала предварительно вычисляют объем 0,1 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия V, см3, по формуле

V = K × (V0 -V1 ) ×100 , 20

где К - поправка к титру раствора тиосульфата натрия молярной концентрации 0,1 моль/дм3, вычисленная до четвертого десятичного знака по ГОСТ 25794.2-83;

V0 - объем раствора тиосульфата натрия молярной концентрации 0,1 моль/дм3, израсходованный на титрование контрольного раствора, см3;

V1 - объем раствора тиосульфата натрия молярной концентрации 0,1 моль/дм3, израсходованный на титрование анализируемого раствора, см3;

100 - разбавление гидролизата после кипячения, см3;

20- объем титруемого раствора, см3.

Затем определяют соответствующую этому объему массу

крахмала m, мг, по табл. 2 и выражают ее в граммах.

44

Массовую долю крахмала в продукте Х1, %, вычисляют по

где 250 - объем гидролизата, см3; 50 - разбавление гидролизата после нейтрализации и осажде-

ния белков, см3;

m - масса крахмала, определенная (см. табл. 2) и выраженная в граммах;

20 - масса пробы продукта, г; 25 - объем гидролизата для нейтрализации и осаждения бел-

ков, см3;

45

10 - объем гидролизата для кипячения, см3.

За окончательный результат принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений, округленное до первого десятичного знака.

Массовую долю крахмала в продукте с сахаром, Х2, %, вычисляют по формуле

где L - массовая доля сахара, определенная в соответствии с требованиями ГОСТ Р 54667, ГОСТ 29248, ГОСТ 30305.2, ГОСТ

30648.7, %; 250 - объем гидролизата, см3;

50 - разбавление гидролизата после нейтрализации и осаждения белков, см3;

m - масса крахмала, определенная (см. табл. 2) и выраженная в граммах;

20 - масса пробы продукта, г; 25 - объем гидролизата для нейтрализации и осаждения бел-

ков, см3; 10 - объем гидролизата для кипячения, см3.

За окончательный результат принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений, округленное до первого десятичного знака.

Приписанные характеристики погрешности и ее составляющие метода определения массовой доли крахмала йодометрическим методом при P = 0,95 приведены в табл. 3.

46

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Охарактеризуйте состав и свойства крахмала.

2.Какие функции выполняет крахмал в пищевых системах?

3.Как определить массовую долю крахмала в молочных продуктах поляриметрическим методом?

4.Расскажите об определении массовой доли крахмала в молочных продуктах йодометрическим методом.

Лабораторная работа № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН В ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТАХ

(ГОСТ Р 54014-2010)

Цель работы:определить массовую долю пищевых волокон в продуктах питания методом ферментативного гидролиза крахмальных и некрахмальных соединений с помощью а- амилазы, протеазы и амилоглюкозидазы.

Приборы, материалы и реактивы:гомогенизатор; су-

шильный шкаф; стеклянные стаканы объемом 500 см3; мерный цилиндр; фосфатный буфер (рН = 6,0); термостабильная α- амилаза; раствор гидроокиси натрия молярной концентрации 0,275 моль/дм3; этиловый спирт с массовой долей 95 %.

Теоретические сведения

Пищевые волокна (ПВ) – компоненты пищи, не перевариваемые пищеварительными ферментами организма человека, но утилизируемые полезной микрофлорой кишечника.

Растворимые пищевые волокна адсорбируют влагу и формируют гели. К ним относятся: пектины, камеди, декстраны, слизи, некоторые фракции гемицеллюлозы.

Нерастворимые пищевые волокна проходят через желудоч- но-кишечный тракт практически в неизмененном виде, адсорби-

47

руют большое количество воды. К таким волокнам относятся: целлюлоза, лигнин и часть гемицеллюлозы.

Из нерастворимых пищевых волокон в продуктах чаще всего присутствует клетчатка (целлюлоза), которая является наиболее распространенным представителем полисахаридов. Целлюлоза – моноглюкан, состоящий из линейных цепей β-1,4-гликопира- нозных единиц. Используется как наполнитель и реологический компонент в низкокалорийных пищевых продуктах.

Гемицеллюлоза – полимер, состоящий в основном из β-D- (1,4)-ксилопиранозильных единиц, содержащий β-L-арабино- фуранозильные боковые цепи. Она относится к неперевариваемым соединениям, обеспечивающим нормальное функционирование перистальтики кишечника.

Лигнин состоит из полимеров ароматических спиртов, придает структурную жесткость растительной клетке, обволакивает целлюлозу и гемицеллюлозу, способен ингибировать переваривание оболочки кишечными микроорганизмами.

В пищевой промышленности для производства функциональных продуктов питания применяется широкий спектр природных пищевых волокон, который постоянно расширяется вследствие изучения новых свойств натуральных полисахаридов. Способность пищевых волокон адсорбировать белок из молочной сыворотки посредством создания плотной трехмерной коагуляционной сетки сгустка делает возможным их применение в различных технологиях молочных и молокосодержащих продуктов, в т.ч. в производстве бессывороточного творога.

Пищевые волокна относятся к необходимым компонентам пищи, физиологическая потребность которых составляет 20-25 г/сут.

Пищевые волокна очень важны в питании. Они создают чувство насыщения и снижают потребление энергии; стимулируют двигательную функцию кишечника, желчеотделение; формируют и увеличивают каловые массы, разжижают кишечное содержимое; изменяют скорость всасывания глюкозы из кишечника, что нормализует уровень глюкозы в крови и, соответственно, снижает потребность в инсулине; уменьшают уровень холе-

48

стерина в крови; положительно влияют на кишечную микрофлору. Пищевые волокна не перевариваются в желудке и кишечнике, однако пектины и гемицеллюлоза подвергаются расщеплению кишечной микрофлорой с образованием летучих жирных кислот, необходимых для регуляции функций толстой кишки.

Недостаток в питании пищевых волокон способствует возникновению дивертикулов, полипоза, является одним из факторов риска в развитии атеросклероза, сахарного диабета, желчнокаменной болезни. Избыточное потребление пищевых волокон приводит к брожению в толстой кишке, усиленному газообразованию с явлениями метеоризма (вздутие живота), ухудшению усвоения белков, жира, кальция, железа и других минеральных веществ.

Несбалансированная по содержанию пищевых волокон пища оказывается нередко одним из факторов риска развития сахарного диабета и атеросклероза.

Помимо функциональных характеристик пищевые волокна обладают важными технологическими свойствами – водопоглощением и набуханием. Это создает предпосылки для применения их в производстве кисломолочных продуктов. Они способствуют упрочнению каркаса белковой матрицы, предотвращают синерезис. Положительный эффект достигается за счет формирования плотной трехмерной коагуляционной структуры молочного сгустка и более полного использования составных частей сырья.

Порядок выполнения работы

Пищевые волокна осаждают этиловым спиртом, высушивают и определяют гравиметрическим методом. Общую массовую долю пищевых волокон выражают в процентах (г/100 г).

Условия проведения испытания. При подготовке и прове-

дении испытания должны быть соблюдены следующие условия:

-температура окружающей среды от 10 до 25 °С включи-

тельно;

-относительная влажность воздуха от 40 % до 70 % включительно.

49

Отбор и подготовка проб по ГОСТ 26313-84, 26671-85 и 26809-86.

При необходимости пробу измельчают в гомогенизаторе или лабораторной мельнице. Если массовая доля жира в пробе превышает 5 %, его экстрагируют петролейным эфиром из расчета 25 см3 на 1 г пробы. Обезжиренный образец высушивают в сушильном шкафу в течение одного часа при температуре 70 °С и помещают в эксикатор.

При проведении испытания избегают загрязнений, связанных с поглощением пробой дополнительной влаги.

Берут две навески пробы массой 1 г (с точностью до 0,0001г) в стеклянные стаканы вместимостью 400 см3 и добавляют в каждый по 50 см3 фосфатного буфера рН 6,0.

С помощью пипеточного дозатора в каждый стакан вносят по 0,05 см3 раствора термостабильной α-амилазы.

Содержимое перемешивают, слегка вращая стаканы, после чего стаканы закрывают алюминиевой фольгой и помещают в кипящую водяную баню. Время выдержки 30 мин отсчитывают с момента, когда содержимое нагреется до температуры 90 ºС. Затем смесь охлаждают до температуры 20 °С и доводят значение рН до 7,4-7,6 раствором гидроокиси натрия молярной концентрации 0,275 моль/дм3.

В каждый стакан вносят 0,05 см3 раствора протеазы с помощью пипеточного дозатора. Содержимое стаканов перемешивают и закрывают алюминиевой фольгой, выдерживают на водяной бане при температуре 60 °С в течение 30 мин при постоянном перемешивании, охлаждают до 20 °С и доводят значение рН до 4,3-4,7 с помощью раствора соляной кислоты 0,325 моль/дм3.

Затем в каждый стакан с помощью пипеточного дозатора вносят 0,150 см3 раствора амилоглюкозидазы, выдерживают на водяной бане при температуре 60 °С в течение 30 мин, отсчитывая время с момента, когда температура содержимого стаканов достигнет 60 °С.

Мерным цилиндром отмеряют 280 см3 этилового спирта 78 % об., подогревают его до температуры 60 ºС, добавляют к со-

50