4. Література

1. Методи контролю харчових виробництв: Лаборатор. прак­тикум / Н. І. Штангеєва, Л.І. Чернявська, Л.П. Рева та ін. — К.: УДУХТ, 2000. — 240 с.

Лабораторна робота №11 визначення масової частки мінеральних речовин

Мета: вивчити методи визначення масової частки мінеральних речовин.

Прилади і матеріали: продовольча сировина; технічні ваги,

лабораторний посуд, реактиви, кондуктометр КЛЗ-1,технічні ваги, подрібнювач тка­нин РТС-ЗМ.

1.Основні положення

До складу мінеральних речовин сировини й продуктів харчових виробництв входять солі кальцію, калію, натрію, магнію, заліза, алю­мінію, сірчаної, соляної, фосфорної і деяких органічних кислот, а та­кож сліди рідкісних та важких металів (Rb, Cs, V).

Мінеральні речовини мають великий вплив на живий організм. Натрій і калій є регуляторами осмотичного тиску, фосфати забезпе­чують буферні властивості цитоплазми клітини, фосфор є основним енергетичним компонентом біосинтезу мікроорганізмів. Ряд макро- і мікроелементів (Са, Fe,Сu, Со) входять до складу ферментів і вітамінів або є активаторами їх дії (Мg, Мn, Zn, К, Nа та ін.). Деякі з них беруть активну участь в окисно-відновних процесах під час вит­римування і дозрівання пива, вина й лікерів. Крім того, показник золь­ності характеризує споживчі властивості таких продуктів, як хлібо­пекарські та кормові дріжджі, входить до переліку основних показ­ників стандартів на ряд харчових продуктів. Тому контроль вмісту мінеральних речовин в сировині, напівпро­дуктах і готовій продукції харчових виробництв дуже потрібний. Показником загального вмісту мінеральних речовин у хар­чових продуктах є зола. Золою називають залишок, який одержують після повного спалювання органічних речовин досліджуваних продуктів.

При спалюванні органічних речовин одержують так звану "сиру" золу, яка складається з різних солей мінеральних кислот і окислів ряду металів — в основному карбонатів, що утворюються внаслідок спалювання солей органічних кислот. Тому "сиру" золу називають "карбонатною". До її складу, крім карбонатів, входять і випадкові нерозчинні домішки у вигляді піску та глини. Зола, з якої видалено нерозчинні випадкові домішки і вуглекислий газ, називається "чис­тою". Вона становить близько 61-відсоткової карбонатної.

Існують хімічні і електрометричні методи визначення золи.

До хімічних належать карбонатний і сульфатний методи спа­лювання і метод добавок.

Карбонатний метод полягає в повному сухому озоленні 1-2 г продукту без додавання будь-яких речовин і кількісному визначенні вмісту золи. Сухе озолення — тривалий і складний процес (5год). Органічна частина речовини спалюється при температурі, що викли­кає плавлення карбонатів і хлоридів лугів. Плавлена маса обволікає поверхню продукту, перешкоджає доступу кисню і спалювання про­ходить складно й неповно. Тому краще використовувати методи спа­лювання за наявності реактивів, що діють як окисники і переводять всі неорганічні елементи у відповідні солі або змінюють фізичні влас­тивості продукту так, що процес озолення прискорюється.

Сульфатний метод визначення золи, запропонований К. Шейблером і видозмінений Г. Райхе, полягає в тому, що речовину спалю­ють разом із сірчаною кислотою при і=550 і 650 'С. Сірчана кислота спочатку обвуглює продукт, а потім окислює вуглець, що утворився, до СО, перетворюючись при цьому на сірчисту кислоту:

С+Н₂S0₄ -> СО+S0₂+Н₂0.

Всі карбонати і хлориди перетворюються в сульфати, що не плав­ляться

(температура плавлення СаSO₄ — 1450°С). Тому спалювання проходить швидко, легко.

Молекулярна маса сульфатів більша, ніж карбонатів і хлоридів. Експериментально установлено, що карбонатна зола становить 90-відсоткової сульфатної. Тому для перерахунку сульфатної золи в карбонатну кількість сульфатної золи слід помножити на коефіцієнт 0,9.

Метод добавок полягає в озоленні досліджуваних продуктів з до­даванням інертних неплавких домішок. Дія домішок механічна — їх час­тинки змішуються із золою, перешкоджають обволіканню обвугленої маси, завдяки чому значно прискорюється процес спалювання (40-45 хв). Як добавки рекомендують застосовувати МgO, BaС0_3, СаС0₃. Для обчис­лення масової частки карбонатної золи віднімають масу добавок. Кондуктометричний метод визначення золи ґрунтується на вимірюванні питомої електричної провідності цукрових розчинів і є офіційно прийнятим. Чиста вода та розчин цукру майже не проводять електрич­ного струму. Найменші домішки солей, кислот і лугів, що дисо­ціюють у воді на іони, посилюють електропровідність води. Тому електропровідність водних розчинів пропорційна концентрації на­явних у ній іонів, яка залежить від концентрації електролітів, ступеня дисоціації і рухливості іонів. Для вимірювання кондуктометричної золи використовують кондуктометри, шкали яких проградуйовані в сименсах, або за вмістом золи типу КЛЗ-1, або КД-30, КЕЛ-1М, КЕЛ-1М2 (рис. 9.1).