Лабораторна робота № 3 Тема: «Визначення інтенсивності дихання плодів і ягід ( по виділенню со2 ) і розрахунок тепловиділення»

Мета лабораторної роботи: оволодіти технікою визначення кількості вуглекислого газу, що виділяється плодами та овочами при диханні, а також розрахунком тепловиділення при їх зберіганні.

Теоретична частина

Процес дихання потрібний для забезпечення плодів енергією, яка необхід­на їм для підтримання процесів життєдіяльності. Дихання складається з цілого ряду взаємопов'язаних процесів окислення та відновлення різноманітних сполук плоду. Складні орга­нічні речовини повільно розкладаються на більш прості з виділенням тепла. Кожний з цих процесів відбувається під впливом певної фер­ментної системи. Причому порушення у послідовності проходження окремих етапів процесу дихання призводить до функціональних розла­дів, які послаблюють лежкість плодів. Зовнішньою ознакою процесу дихання є поглинання з навколишнього повітря кисню та виділення вуглекислого газу.

Дихання відбувається переважно за рахунок цукрів та органічних кислот,

Інтенсивність тепловиділення в основному визначає можливу ви­соту штабелю продукції (висоту загрузки), при якій не відбувається самозігрівання продукції. По кількості тепловиділення розраховують необхідну холодопродуктивність холодильних установок, інтенсивність вентилювання у сховищах без охолодження.

Інтенсивність дихання (виділення СО₂) є одним із основних показників рівня процесів обміну речовин тих, чи інших культур при зберіганні. Порушення в обміні призводять до функціональних розладів - фізіо­логічних захворювань.

Якщо процес дихання іде аеробне, тобто, з достатньою кількістю кисню, і якщо на дихання використовуються в основному цукри (вуглеводи), то процес можна приб­лизно описати наступним рівнянням :

С₆ Н₁₂ О₆ + 6 О₂ → 6 СО₂ +6 Н₂О + 2817 кДж

Рівняння анаеробного дихання (спиртове бродіння) описується рівнянням Гей-Люсака

С₆ Н₁₂ О₆ → 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН + 114,8 кДж

Кінцевими продуктами цього процесу є спирт і ацетальдегід. Анаеробне дихання посилюється на останніх етапах достигання плодів, і особливо при зберіганні, у зв'язку з послаб­ленням здатності плодів засвоювати кисень повітря. Продукти анаероб­ного дихання, що нагромаджуються при цьому, послаблюють стійкість тканин і прискорюють загибель плодів.

Інтенсивність дихання характеризується виділенням СО₂ не в повній мірі. У фізіологічних дослідах враховують також кількість СО₂, що поглинається, витрати енергетичного матеріалу, накопичування проміжних недоокислених продуктів (спирту, оцтового альдегіду) та інші показники. В навчальній роботі для прикладних цілей (розрахун­ки тепловиділення) можна обмежитися обліком виділення СО₂.

Метод визначення кількості СО₂, що виділяється, заснований на класичному методі поглинання СО₂ розчином їдкого барію відомої кон­центрації з наступним визначенням бариту, що не прореагував, титруванням соляною кислотою.

Хід виконання роботи

Робота виконується на установці, що зображена на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Установка для визначення інтенсивності виділення СО₂ плодами та овочами

1. Зважити приблизно 1 кг плодів.

2. На дно ексикатора налити 50 –100 мл 0,1н розчину бариту для поглинання СО₂, що виділяється продукцією, додати 3-8 краплі індикатора – фенолфталеїну (до появи стійкого яскраво-рожевого забарвлення).

3. Пробу покласти на решітку у верхній половині ексикатора. Закрити ексикатор кришкою. Експеримент триває 1,5 години.

4. Після закінчення зазначеного часу провести титрування бариту 0,1н розчином НСI із бюретки на 50 мл, пропущеної крізь пробку у кришці ексикатору, до зникнення забарвлення). Кришку ексикатора при цьому не знімають.

5. Провести "холостий" дослід, для цього в склянку налити 25 мл бариту, додати 2-3- краплі індикатора – фенолфталеїну залишити поряд з ексикатором на 1,5 години. Після експозиції також протитрувати 0,1н розчином НС1.

6. Обчислити кількість бариту, що прореагував з вуглекислим газом, який виділили овочі, за формулою:

де V - кількість 0,1н розчину бариту, що прореагувало з СО₂, мл;

V₁ - загальна кількість бариту, що внесена до ексикатору перед дослідом, мл.

- поправка до титру 0,1 н розчину бариту;

V₂ - кількість розчину НСI, що було витрачено на титрування бариту, який не прореагував в ексикаторі, мл;

- поправка до титру 0,1 н розчину НСІ;

V₃ - кількість розчину НСI, що було витрачено на титрування бариту у холостому досліді, мл.

7. Дані занести до таблиці :

Маса Наважки, кг	V1 мл	С1 моль/дм3	V2, мл	С2 моль/дм3	V3, мл	V, мл

Таблиця 3.1

8. За рівнянням реакції взаємодії гідроксиду барію та вуглекислого газу обчислити кількість СО₂ (г), що виділяється плодами під час досліду, враховуючи, що 1 мл 0,1 н бариту, зв’язує 2,2 мг СО₂:

Ва(ОН)₂ + СО₂  ВаСО₃ + Н₂О (7.3)

9. Розрахувати кількість СО₂, що виділяє 1т продукції за добу.

10. Розрахувати тепловиділення 1т продукції за добу.

Висновки:

Зробіть висновок відносно інтенсивності дихання плодів під час зберігання.

Контрольні питання:

1. Перебіг яких біологічних процесів характеризує інтенсивність дихання?

2. Якими рівняннями реакції можна охарактеризувати процес ди­хання плодів та овочів?

3. З чим пов'язане тепловиділення плодів та овочів?

4. Для яких цілей розраховують тепловиділення?

5. Яким методом в лабораторії проводилося визначення вуглекис­лого газу, що виділяється плодами?

6. Наведіть рівняння хімічної реакції між вуглекислим газом та гідроксидом кальцію.

7. Як по рівнянню реакції обчислити кількість вуглекислого газу, який виділяє 1т продукції за добу?

8. Як обчислити тепловиділення 1 т продукції за добу?

9. Які фактори впливають на біохімічні процеси під час зберігання?

10. Проаналізуйте процес карбоксилування.

11. Поясніть переваги способу РГС.

12. Які типи газових сумішей Ви знаєте?

13. Які методи створення зміненого складу газової середи Ви знаєте?

14. На які фактори впливає зниження вмісту кисню під час зберігання плодів?