Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы исследования свойств зернопродуктов и вторичного сырья зерноперерабатывающих предприятий. Лабораторный практикум. Учебное пособие
.pdf
Лабораторная работа № 17.
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВИТАМИНОВ А и Е
Цель работы: освоить метод определения витаминов А и Е
в пищевых концентратах.
Материалы, реактивы и оборудование: Раствор хлорида
железа
0,2 %, безводный; в абсолютном этаноле; водный раствор с
массовой долей гидроксида калия 40 %; натрий сульфат безводный; оксид алюминия для хроматографии 2 степени активности;
0,5 %-го раствора в абсолютном этаноле ортофенантролина (0,5 %
мас.); пирагаллол химически чистый; растворы для элюации: 12 %
мас. этилового эфира в петролейном эфире, 30 % мас. этилового
эфира в петролейном эфире, этанол с массовой долей 96 % и абсолютный; хлороформ; эфир петролейный (фракция 60
– 70 °С);
эфир этиловый (серный), химически чистый; баллон стальной с
приспособлением для очистки инертного газа (азота, углекислого
газа); насос водоструйный; баня водяная с терморегуляцией; воронки делительные на 200 и 500 см
фильтрования); колбы Бунзена на 100 и 200 см
мейера со шлифом на 100 и 200 см
3
; воронки стеклянные (для
3
; пипетки стеклянные; спек-
3
; колбы Эрлен-
трофотометр; обратный холодильник; хроматографические колонки.
Краткие теоретические сведения
Метод определения витаминов А и Е в пищевых концентратах основан на омылении образца спиртовым раствором щелочи, экстракции неомыляемой фракции этиловым эфиром и выделении их колоночной хроматографией. Количественное определение витамина А проводят спектрофотометрически, а витамина Е
- по цветной реакции с хлоридом железа. При анализе
81
метод позволяет выделять на одной колонке кроме витамина А, Е
и
β- каротин.
Методика выполнения работы
Образец продукта массой 10 г помещают в колбу для
омыления. К навеске премикса приливают 50 см
3
этанола и 10 см
гидроксида калия. Для предотвращения окисления витаминов
добавляют 0,2 г пирогаллола. Колбу ставят на водяную баню и
нагревают при температуре 80 °С с обратным холодильником в
течение 25 мин в токе инертного газа. По истечение этого времени
колбу быстро охлаждают ледяной водой, переносят омыленную
массу в делительную воронку, добавляют 50 см
3
воды и 100 см
этилового эфира, встряхивают, отстаивают до разделения слоев,
нижний слой сливают. Экстракцию эфиром повторяют трижды,
после чего эфирный экстракт промывают несколько раз водой до
нейтральной реакции промывных вод по фенолфталеину. Затем
экстракт сушат путем фильтрования через бумажный фильтр, на
который помещают сульфат натрия и последний промывают три
раза небольшими порциями этилового эфира. Отгоняют эфир досуха на водяной бане при температуре 50 °С в токе инертного газа,
остаток немедленно растворяют в 4 см
3
петролейного эфира.
На фильтр (дно) колонки помещают кусочек ваты и переносят на нее 15 г активированного оксида алюминия порциями,
утрамбовывая каждую из них. Высота слоя 7 см. Сверху помещают слой безводного сульфата натрия толщиной 1 см. Колонку
вставляют в колбу Бунзена. Затем через колонку при вакууме,
создаваемом с помощью водоструйного насоса, пропускают петролейный эфир в количестве, которое смочило бы весь слой окиси
алюминия.
Промывание колонки элюирующими смесями растворителей ведут порциями по 5 см
3
со скоростью 1 капля в секунду.
3
3
82
В работе не следует допускать высыхания верха колонки и про-
1830
100
n
сасывания воздуха.
Пропускают через хроматографическую колонку с окисью
алюминия 4 см
3
полученного петролейно-эфирного раствора образца. Колбу, в которой находился испытуемый раствор, промывают 2 раза по 3 см
3
петролейным эфиром, последний пропускают
через колонку.
Для выделения витамина Е колонку обрабатывают раствором этилового эфира с массовой долей 12 % в петролейном
эфире, в объеме 20 см
3
, из которых первые 10 см3отбрасывают,
остальное собирают в колбу Бунзена № 2. При окончании элюации
токоферолов колбу отсоединяют от колонки и элюат переносят
количественно в коническую колбу для выпаривания.
Витамин А элюируют из колонки раствором этилового
эфира с масовой долей 30 % в петролейном эфире, отбрасывая
первые 10 см
3
элюата. Следующую фракцию в объеме 15-20 см3,
содержащую витамин А, собирают в колбу Бунзена № 3. Элюирующий раствор добавляют до тех пор, пока не пройдет весь витамин А, который движется на колонке широкой полосой,
имеющей желто
но
-кварцевой лампой. Окончание элюации витамина А контро-
-зеленую флуоресценцию при облучении ртут-
лируют в ультрафиолете.
При спектрофотометрическом определении витамина А
элюат из колбы Бунзена № 3 переносят в мерную пробирку и измеряют объем. Затем в одну кювету наливают 30 % масс
этилового эфира в петролейном эфире, а в другую
. раствор
– опытный
раствор (элюат). Диаметр кювет 1 см. Оптическую плотность измеряют на спектрофотометре при длине волны 326 нм.
Расчет проводят по формуле
D V
Витамин
А
,
83
где D - оптическая плотность; V - объем элюата, см3; n - масса
навески, г.
При определении витамина Е строят градуировочную
кривую: берут в колбу для омыления 50 мг
α – токоферилацетата,
который омыляют и экстрагируют как указано выше. После выпаривания эфирного экстракта в колбу приливают 10 см
3
абсолютного этанола и переносят этот раствор количественно в мерную колбу на 50 см
шивают. Из этого раствора стандарта, содержащего 1 мг/см
тамина Е, берут в мерную колбу на 50 см
этанолом до метки (1 см
мина Е). Затем в мерные пробирки на 5 см
3
, доводят этанолом до метки и хорошо сме-
3
3
этого раствора содержит 0,02 мг вита-
1 см3раствора и доводят
3
берут 0,5; 1; 2; 3; 4 см
3
ви-
раствора витамина Е, добавляют в них соответственно 5; 4; 3; 2; 1
3
и 0 см
этанола, 0,5 см3раствора о-фенантролина и 0,5 см3 хлорида
железа. Ставят опытную пробу в темное место на 5 мин для развития краски. По истечении этого времени измеряют оптическую
плотность на фотоэлектроколориметре при длине волны 520 нм
против этанола. Кроме того, проводят пробу на реактивы (4 см
этанола, ±0,5 см3раствора о-фенантролина, ±0,5 см3хлорида железа), величину экстинции которой вычитают из опытной. С помощью полученных экстинций, соответствующим известным
концентрациям витамина Е (0,01; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08 мг), строят
градуировочный график.
Собранный с колонки и перенесенный в колбу Эрленмейера 12 % мас. раствор этилового эфира в петролейном эфире,
содержащий витамин Е, выпаривают досуха на водяной бане в
токе инертного газа, остаток растворяют в 10 см
3
этанола. Берут из этого раствора 0,3 см
экстракта непосредст-
1
абсолютного
венно в кювету колориметра (диаметром 10 мм) или в мерную
пробирку на 5 см
3
добавляют 3,5 см3абсолютного этанола, 0,5 см
раствора о-фенантролина и 0,5 см3раствора хлорида железа. Далее
поступают как описано выше при построении градуировочного
графика.
3
3
3
84
Расчет содержания витамина Е определяют по формуле
100
C V
E
Витамин
n V
,
i
где С - масса витамина; Е, найденная по градуировочному графику, мг;
элюата, см
V - объем спиртового раствора после выпаривания
3
; Vi- объем раствора, взятый на цветную реакцию, см3;
n - масса навески, г.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислить методы выделения из объектов основных
классов веществ
2. Какие существуют методы группового разделения ос-
?
новных классов веществ?
3. В чем заключается общая система анализа основных
нутриентов пищевых продуктов
?
Лабораторная работа № 18.
ПЛАМЕННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОНОВ НАТРИЯ
Цель работы: определить массовую концентрацию ионов
натрия в воде пламенно
-фотометрическим методом.
Материалы, реактивы и оборудование: фотометр пла-
менный; светофильтр на натрий; пропан
колбы вместимостью 100 и 1000 см
5, 10, 20, 50, 100 см
3
.
3
; пипетки вместимостью 1, 2,
Краткие теоретические сведения
-бутан; хлорид натрия;
85
Метод основан на способности возбужденных ионов испускать характерное излучение, интенсивность которого пропорциональна содержанию ионов натрия.
Обычно исследуемый раствор распыляют и в виде тонкой
взвеси вводят в бесцветное пламя газовой горелки. Если раствор
содержит ионы легковозбуждаемых элементов, то в пламени
возникает характерное для того или иного элемента излучение
, и
само пламя окрашивается.
Интенсивность излучения, как правило, прямо пропорциональна концентрации определяемого элемента в растворе (в
определенном интервале концентраций). Выделение характерной
для данного элемента световой волны и измерение интенсивности
излучения проводят с помощью пламенного фотометра (рис. 11),
регистрирующего излучение света только одной длины волны.
Каждое определение позволяет установить содержание только
одного элемента в анализируемом веществе.
Методика выполнения работы
Для приготовления рабочего стандартного раствора хлорида натрия в мерную колбу вместимостью 1000 см
3
см
основного стандартного раствора хлорида натрия и объем
раствора доводят дистиллированной водой до метки.
3
вносят 100
1 см3 ос-
новного стандартного раствора должен содержать 1 мг ионов натрия.
Анализируемую воду фильтруют и разбавляют дистиллированной водой так, чтобы массовая концентрация ионов натрия в подготовленной пробе была от 1 до 100 мг/дм
3
.
Измерения проводят на пламенном фотометре в пламени
пропан
-бутан-воздух. Для ионов натрия характерны спектральная
линия с длиной волны 589 нм.
86
Для построения градуировочного графика готовят эталонные растворы с массовой концентрацией ионов натрия: 0,0; 1,0; 5,0;
10,0; 20,0; 30,0; 40,0; 50,0; 60,0; 70,0; 80,0; 90,0; 100,0 мг/дм3.
Рис. 11. Принципиальная схема пламенного фотометра: 1 - кювета с
испытуемым раствором; 2
5 – фотоэлемент
- распылитель; 3 - горелка; 4 - светофильтр;
Для этого в мерные колбы вместимостью 100 см3каждая
помещают соответственно 0,0; 1,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0; 40,0; 50,0;
3
60,0; 70,0; 80,0; 90,0 и 100,0 см
стандартного рабочего раствора
хлористого натрия и объем доводят дистиллированной водой до
метки. Измерения проводят на пламенном фотометре, вначале
анализируя дистиллированную воду, затем эталонные растворы в
порядке возрастания содержания в них ионов натрия, а далее
эталонные растворы
- в обратной последовательности.
После каждого замера распыляют дистиллированную воду. Вычисляют среднее арифметическое значение интенсивности
излучения для каждого эталонного раствора и строят градуировочный график, откладывая на оси ординат значения интенсивности излучения, а на оси абсцисс
нов натрия в мг/дм
3
.
- массовую концентрацию ио-
Массовую концентрацию ионов натрия X, мг/дм, вычисляют по формуле
87
1
C V
X
V
,
2
где С - содержание натрия, найденное по градуировочному гра-
3
фику, мг/дм
; V1- объем, до которого разбавлена проба, см3;
V2- объем воды, взятый для разбавления, см3.
Допускаемые расхождения между параллельными определениями не должны превышать 14
%.
Вопросы для самоконтроля
1. На чем основан количественный и качественный анализ
в эмиссионной спектроскопии?
2. К какому методу по технике выполнения и аппаратуре
близка пламенная фотометрия
3. Для количественного определения каких химических
элементов используют фотометрию пламени? Почему?
?
Лабораторная работа № 19.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ СЫРОГО ЖИРА
И ВЛАГИ МЕТОДОМ ЯДЕРНО
-МАГНИТНОГО
РЕЗОНАНСА (ЯМР)
Цель работы: определить массовую долю сырого жира и
влаги методом ЯМР в зерне пшеницы и семенах подсолнечника.
Материалы, реактивы и оборудование: экспресс
-анализатор АМВ-1002, комбикорм, комбикормовое сырье.
Краткие теоретические сведения
88
Сущность метода состоит во взаимодействии энергии соб-
0
H
ственного магнитного поля ядра с энергией внешнего высокочастотного электромагнитного поля. Ядро, как заряженная частица, обладает собственным спином и, следовательно
, магнитным
моментом, находясь в постоянном магнитном поле напряженности
Н0, будет вращаться вокруг вектора напряженности, но с оп-
ределенной частотой
менное электромагнитное поле так
щая поля
Н1была перпендикулярна Н0, то при частоте перемен-
ного магнитного поля
V0. Если такую систему поместить в пере-
, чтобы магнитная составляю-
ω, совпадающей с v0, возникает явление
резонанса. Таким образом, возникновение ядерного магнитного
резонанса возможно при условии
,
где γ - гиромагнитное отношение, характеризующее связь между
механическим и магнитным моментом ядра;
ω- частота поля, Н.
Из формулы видно, что резонанс может быть получен либо
при изменении
вании
Н0и постоянной ω . Чаще пользуются вторым способом.
ω и постоянном значении Н
, либо при варьиро-
0
Для исследования с помощью ЯМР образец в специальном
контейнере (обычно стеклянная пробирка) помещают в измерительную головку спинового детектора, расположенную между
полюсами магнита, и включают генератор высокочастотного поля.
Затем включают систему управления постоянным полем, изменяющую его напряженность. При достижении магнитным полем
значения
Н0= ω Iγ возникает явление ядерного магнитного ре-
зонанса, сопровождающееся поглощением энергии радиочастотного поля. Поглощение энергии фиксируется по изменению высокочастотного напряжения на детекторе. После усиления сигнал
ЯМР подается в регистрирующее устройство. Сигнал имел бы
форму линии, если бы ядра были изолированными. В твердых
89
телах каждое ядро испытывает действие магнитного поля соседних ядер, величина которого зависит от их взаимного расположения, поэтому ядра находятся под влиянием не только внешнего
магнитного поля, но и внутреннего поля. Вследствие этого резонанс наблюдается в значительном интервале напряженности
магнитного поля, что дает широкую резонансную полосу. Интенсивность сигналов ЯМР определяется количеством ядер данного типа, участвующих в резонансном поглощении энергии. Если
исследуемый образец состоит из твердой и жидкой фаз, то его
резонансная кривая будет носить двухкомпонентный характер
(рис. 12).
Описанная выше методика и схема прибора положены в
основу работы стационарных ЯМР
-спектрометров низкого разрешения, которые используются для количественного анализа и
определения массовой доли сырого жира в семенах.
Рис. 12. Форма сигнала ЯМР для семян масличных культур
Недостатком приборов при использовании их для анализа
семян является то, что вода и масло, содержащиеся в семенах,
образуют одну узкую полосу ЯМР и не дают возможности определить их раздельно без особой подготовки пробы. Поэтому стационарные ЯМР
-спектрометры используют для определения
массовой доли сырого жира в сухих семенах при массовой доле
влаги не выше 4 %.
90
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]