1. Показатели высушивания на приборе вч

Объект исследования Продолжитель- Температура,^с С

ность, мин

Корпус молочно-помадных 6 170 ±2

конфет

Корпус фруктово-желейных 5 170 ±5

конфет

Помада-полуфабрикат 4 170 ±5

Печенье и пряники 3 160-165

Какао-бобы 5 155-165

Какао-порошок 5 160-170

Определение массовой доли сухих веществ рефрактометром. Для

определения используют рефрактометр марки РПЛ-3 или УРЛ. Эти при­боры используются главным образом для определения содержания су-

39

хих веществ в водных растворах Сахаров в широком диапазоне кон­центраций (от 0 до 95%). Кроме шкалы для определения содержания сухих веществ, эти приборы имеют специальную шкалу для определения показателя преломления.

Шкала содержания сухих веществ отградуирована по водным раст­ворам чистой сахарозы при температуре 20°С. Если исследуют растворы, содержащие, кроме сахарозы, другие сахара, например инвертный сахар или сухие вещества патоки, то показания шкалы рефрактометра долж­ны быть откорректированы. Техника введения таких поправок изложена ниже.

Для определения лампочку прибора устанавливают так, чтобы свет от нее был направлен через окошечко на призму. Для неокрашенных или слегка окрашенных жидкостей свет направляют в верхнее окно, а для окрашенных жидкостей в нижнее. Соответственно другое окно закры­вают ширмой. Прибор имеет регулировку окуляра по глазам наблюда­теля. Для правильной установки его головку поворачивают так, чтобы изображение шкалы и визирной линии было более четким. Обычно перед определением проверяют правильность показания рефрактометра по ди­стиллированной воде. Для этого призмы темперируют при 19,5— 20,5°С. После этого, откинув верхнюю призму, наносят на нижнюю призму 2—3 капли дистиллированной воды. Верхнюю призму прижимают к нижней. Передвигают окуляр вверх, доводя визирную линию до границы темного и светлого полей. Если на границе имеется радужная полоса, то ее устра­няют, вращая рычажок специального компенсатора. Граница светотени и визирная линия должны быть на значении 0% шкалы сухих веществ. Если имеется отклонение, то нулевую точку прибора устанавливают спе­циальным торцевым ключом, прилагаемым к рефрактометру.

После проверки призмы вытирают ваткой или хлопчатобумажной тканью досуха. На сухую нижнюю призму наносят 2-3 капли исследуе­мой жидкости, верхнюю призму прижимают к нижней, и, наблюдая в окуляр, совмещают границу темного и светлого полей с визирной линией и снимают показания. Результат фиксируют, и определение повторяют еще два раза. Рассчитывают среднее арифметическое из таких трех опре­делений. Отмечают температуру, которая должна быть в интервале 10— 30°С. По таблице, приложенной к прибору, приводят показания рефрак­тометра к температуре 20°С. Затем вводят поправку на содержащиеся в объекте исследования сопутствующие сахарозе вещества. В первую очередь такие поправки вносят за счет почти всегда содержащихся в кондитерских объектах инвертного сахара и сухих веществ патоки. Нес­мотря на то что показатель преломления инвертного сахара и входящих в состав патоки декстринов, глюкозы и мальтозы отличается от показа­теля преломления сахарозы сравнительно незначительно, а содержание этих веществ в объектах кондитерского производства велико, введение поправки необходимо. Сухие вещества патоки (декстрины, глюкоза и мальтоза) искажают результат по-разному, но в сумме всегда дают за-

i

вышенный результат. По этой причине при анализе объектов кондитер­ского производства, в которые входит патока, результат рефрактомет-рирования должен быть уменьшен. Корректив на сухие вещества патоки

Y (в %), который надо вычесть из показания рефрактометра, вычисляют

по формуле

Г = -0,033 а, (8)

где а - содержание сухих веществ патоки в сухом веществе объекта исследования,

%.

Вводимый в кондитерские изделия инвертный сироп занижает по­казания рефрактометра. Корректив У (в %), который надо прибавить к показаниям рефрактометра, чтобы компенсировать это искажение, вычисляют по формуле

Г-=0,026 б, (9)

где 6 - содержание инвертного сахара в сухом веществе объекта исследования, %.

Если известно, что исследуемый объект содержит патоку и инверт­ный сахар, поправку вычисляют отдельно, а затем суммируют с учетом знака, т.е. алгебраически.

В табл. 2 и 3 даны значения таких поправок, которые вычислены для различных объектов: в табл. 2 — для карамельной массы, сахаро-паточ-ных сиропов, сахарной помады и других подобных объектов, содержа­щих только патоку; в табл. 3 - значения поправок для карамельной мас­сы, приготовленной с неполным введением патоки и добавлением инверт­ного сиропа. Эти поправки используют с учетом имеющегося при них знака. Если знак "+", то прибавляют, а если знак "—" вычитают.

Как показали исследования, для некоторых видов мармелада с до­статочной для практического контроля производства могут быть при­няты следующие поправки: мармелад яблочный формовой +0,7; мар­мелад яблочный пластовый +0,9; мармелад желейный — 0,3.

При определении содержания сухих веществ рефрактометрическим методом поступают двояко в зависимости от консистенции объекта. Для пробы жидкой консистенции помещают 1—2 капли на призму рефрак­тометра. Плотно прижимают верхнюю призму к нижней и, передвинув окуляр так, чтобы визир был совмещен с границей темного и светлого полей, отмечают соответствующие этому положению значения по шкале сухих веществ. Операцию повторяют три раза и вычисляют среднее ариф­метическое значение. По термометру, укрепленному на рефрактометре, отмечают температуру, которая должна быть в пределах 10—30°С. Если температура отличается от 20°С, то по таблице, приложенной к прибору, находят поправку к показаниям рефрактометра. Прибавляя или вычи­тая поправку, приводят полученное значение к температуре 20°С. Если объект содержит патоку или другие искажающие показания рефракто­метра вещества, результат отсчета по рефрактометру корректируют, как указано выше.

Если объект исследования представляет собой твердое тело (кара­мельная масса) или гетерогенную систему, состоящую из двух фаз (помадная масса), то навеску предварительно растворяют в дистиллиро­ванной воде. Для этого навеску берут во взвешенную бюксу с крышкой. В бюксу перед взвешиванием помещают оплавленную с обоих концов стеклянную палочку. Палочка должна быть такого размера, чтобы не мешала закрывать бюксу. Масса навески около 10 г, взвешивание произ­водят с точностью до 0,01 г.

В бюксу с навеской мерным цилиндром отмеривают около 1 б см³ дистиллированной воды и навеску растворяют. Чтобы ускорить раство­рение, можно воду подогреть на водяной бане или осторожно на плитке до температуры 40-70°С. После полного растворения навески и охлаж-42

дения содержимое тщательно перемешивают, бюксу закрывают и взве­шивают с точностью до 0,01 г.

Сразу после взвешивания одну-две капли раствора наносят на приз­му рефрактометра и производят рефрактометрирование.

Массовую долю сухих веществ С (в %) находят по формуле

С=Ат₁1т₀,

где А — отсчет по шкале сухих веществ рефрактометра, %• т₍ и т_а — соответ­ственно масса раствора навески и самой навески, г.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ РЕДУЦИРУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ, ОБЩЕГО САХАРА И САХАРОЗЫ

Количество сахара как основного компонента кондитерских изде­лий является одним из важнейших показателей их качества.

В объектах кондитерского производства наряду с сахарозой содер­жатся многие другие сахара: глюкоза, фруктоза, мальтоза, лактоза и др.

Определение содержания каждого из такого разнообразия видов са-харов представляет значительные трудности и обычно на практике не применяется. Для практических целей достаточно ограничиться опреде­лением двух условных собирательных показателей ("массовая доля ре­дуцирующих веществ" и "массовая доля общего сахара").

Редуцирующими веществами (сахарами), или сахаром до инверсии, называется сумма всех Сахаров (глюкоза, фруктоза, мальтоза, лакто­за) , восстанавливающих щелочной раствор меди или других поливалент­ных металлов. Реакция восстановления обусловливается наличием в этих сахарах альдегидных или кетонных (карбонильных) групп. Саха­роза не содержит свободных карбонильных групп и поэтому не является

редуцирующим сахаром.

Общим сахаром, или сахаром после инверсии, называется сумма всех Сахаров, восстанавливающих щелочной раствор меди или других поливалентных металлов, получающихся после обработки в определен­ных условиях кислотой раствора, содержащего редуцирующие сахара и сахарозу. Количество общего сахара выражают двумя различными условными способами: в пересчете на инверт«ый сахар или в пересчете на сахарозу.

Пересчет одного из этих условных количеств содержания общего са­хара в другой производят умножением или делением на коэффициент 0,95. Этот коэффициент отражает соотношение массы инвертного сахара и сахарозы в реакции ее гидролиза (0,95 =342/360). СцНдаОи+ИЬО = 2С₆Н,,Н₆

3 42 360

■ч Сахароза Смесь равных количеств глюкозы и фруктозы

43

М ассовую долю общего сахара, выраженную в сахарозе, не следует смешивать с массовой долей собственно сахарозы в объекте исследова­ния. Это разные понятия.

Массовую долю собственно сахарозы S вычисляют арифметически, зная два результата анализа, по формуле

S=0,95 (Y -X), (10)

где Y — массовая доля общего сахара, выраженная в инвертном сахаре, %; X — массовая доля редуцирующих веществ, выраженная в инвертном сахаре, %.

Если имеется значение содержания общего сахара, выраженное в инвертном сахаре, и нужно получить его содержание, выраженное в са­харозе, это значение выражения в инвертном сахаре умножают на коэф­фициент 0,95.

Однако следует иметь в виду, что как содержание редуцирующих веществ, так и содержание общего сахара, выраженное в том или дру­гом виде, является условным понятием и в большинстве случаев не соответствует действительному содержанию суммарной массы всех Сахаров, содержащихся в объекте исследования.

В противоположность этому содержание собственно сахарозы, рассчитанное по формуле (10) при тщательно выполненном без ошибок анализе, точно соответствует содержанию массы сахарозы в объекте исследования. Несмотря на условность понятий "содержание редуцирую­щих веществ" и "содержание общего сахара" оба этих способа харак­теристики объектов по содержанию Сахаров полностью обеспечивают контроль качества кондитерских изделий в соответствии с требованиями стандартов на изделия и предусмотрены ГОСТами "Кондитерские изде­лия. Методы определения Сахаров".

В методах, применяемых для контроля содержания Сахаров, исполь­зуется ряд различных химических реакций. При этом следует учи­тывать, что ход этих реакций полностью не подчиняется стехиометри-ческим соотношениям. Ход реакции в значительной степени зависит от концентрации реактивов, продолжительности.и температуры нагревания, от соотношения различных Сахаров в объекте исследования. В связи с этим при выполнении анализа большое значение имеет точное соблюде­ние условий проведения реакций, указанных в методике. Результат анализа обынно» определяют с помощью эмпирически составленных та­блиц, калибровочного графика или другим способом, основанным на предварительно проведенном эксперименте.

Содержание редуцирующих веществ, общего сахара и сахарозы определяют различными методами. Они характеризуются точностью получаемых результатов, продолжительностью анализа, применяемым оборудованием и приборами, используемыми реактивами и тд.

Подготовка объекта исследования к анализу. Выполнение анализа начинают с перевода Сахаров, содержащихся в объекте исследования, в раствор. С этой целью из навески готовят водную вытяжку. Правиль- j 44 j

ность результата анализа зависит от полноты перехода в раствор Саха­ров, содержащихся в объекте исследования. Перед взятием навески объ­екты твердой консистенции (печенье, шоколад, конфеты и т.п.) тщатель­но измельчают в ступке. Это значительно ускоряет процесс перехода Сахаров в раствор и способствует тому, чтобы вся масса сахара раствори­лась.

Массу навески для всех методов определения редуцирующих ве­ществ и общего сахара рассчитывают по единой формуле

M=aV/n, (11)

где М — масса навески объекта исследования, г; а — оптимальная для данного ме­тода концентрация Сахаров (редуцирующих веществ или общего сахара) в водной вытяжке на 100 см³, г; V - объем мерной колбы, используемой для приготовле­ния водной вытяжки, см³; Я - предполагаемое (ориентировочно) содержание редуцирующих веществ или общего сахара в исследуемом объекте, %.

Оптимальная концентрация а для каждого способа определения со­держания редуцирующих веществ или общего сахара указана в мето­дике.

При определении общего сахара в методах, которые предусматри­вают гидролиз^ахарозы в мерной колбе, разбавляют исходную вытяжку в два раза. В связи с этим а для определения общего сахара этими мето­дами превышает в два раза соответствующие значения а при определении редуцирующих веществ.

Если рассчитанная по формуле (11) масса навески оказалась менее 5 г, то взвешивание производят с точностью до ±0,001 г. Если же масса навески более 5 г, то можно ограничиться точностью взвешивания ±0,01 г.

Навеску измельченного объекта исследования берут в стаканчике и сразу растворяют в теплой дистиллированной воде. Если объект исследо­вания растворяется без остатка (сахарные и сахаропаточные сиропы, сахарная помада, карамельная масса и т.п.), то раствор из стаканчика количественно переносят в мерную колбу. Объем раствора доводят при 20° С дистиллированной водой до метки и хорошо перемешивают.

В случае, если в исследуемый объект входят нерастворимые в воде вещества (мучные кондитерские изделия, молочная помада, шоколад и т.п.), навеску из стаканчика переводят в мерную колбу, смывая нераст­воримые частицы в колбу дистиллированной водой. Объем жидкости должен быть примерно равен половине объема мерной колбы. Колбу с содержимым помещают на водяную баню, нагретую до 60°С (для объектов, содержащих муку, до 50°С). При этой температуре, време­нами взбалтывая, выдерживают колбу на водяной бане в течение 15 мин. За это время при такой обработке практически все сахаристые вещества переходят в раствор.

Для осветления полученного раствора осаждают мешающие несаха-Щ при помощи 1 н. растворов сульфата цинка (16) и гидроксида натрия

45

и ли калия (21). Так как такие растворы готовят обычно в лаборатории концентрацией, приблизительно равной (1 н.), предварительно экспе­риментально находят их эквивалентное соотношение.

Для этого пипеткой отмеривают 10 см³ раствора сульфата цинка, вводят 40—50 см³ дистиллированной воды, 1—2 капли 1%-ного спирто­вого раствора фенолфталеина (19) и титруют приготовленным раство­ром гидроксида натрия или калия. При титровании раствор взбалтывают так, чтобы хлопья выпадающего, осадка гидроксида. цинка равномерно распределялись в жидкости. Титрование прекращают после появления незначительного, не исчезающего в течение 1 мин розового окрашивания. Отмечают, какой объем раствора гидроксида натрия или калия был затрачен на титрование. Полученное значение фиксируют на этикетке. Необходимый для осветления объем раствора сульфата цинка за­висит от массы навески. Если масса навески была меньше 5 г, то дос­таточно 10 см³, если же навеска была более 5 г, то вводят 15 см³.

После введения раствора сульфата цинка содержимое мерной колбы тщательно перемешивают и только после этого вводят раствор гидрок­сида натрия или калия. Количество (объем) гидроксида натрия или ка­лия вводят в соответствии с установленным предварительно соотноше­нием (см. выше). Содержимое мерной колбы снова перемешивают и объем доводят дистиллированной водой до метки. Опять тщательно пе­ремешивают и фильтруют через бумажный складчатый фильтр в сухую коническую колбу. При отсутствии сухой колбы можно сполоснуть колбу, в которую собирают фильтрат, 2—3 раза первыми порциями филь­трата (эту жидкость выбрасывают). Полученный фильтрат, так же как и раствор объекта исследования, если осаждение мешающих несахаров не производилось, должен быть прозрачным. Его используют для даль­нейшего исследования. Особенно важна полная прозрачность раствора для фотоэлектроколориметрического метода.

Проведение гидролиза сахарозы. Сахароза не обладает редуцирую­ щей способностью, поэтому не может быть непосредственно определена с помощью обычно используемых для этой цели реактивов (растворы феррицианида и тл.). В связи с этим при определении содержания об­ щего сахара необходимо проводить гидролиз сахарозы, который осуще­ ствляют нагреванием раствора в кислой среде. При этом очень важно точно соблюдать условия гидролиза сахарозы (температуру, продолжи­ тельность нагревания, количество и концентрацию вводимой соляной кислоты). Эти условия должны обеспечить полный количественный гидролиз содержащейся в объекте исследования сахарозы. При этом не должны подвергнуться разложению, даже в минимальных количествах, образующиеся в результате гидролиза глюкоза и фруктоза.¹ Особенно чувствительна к нагреванию в кислой среде фруктоза. Поэтому превы­ шение температуры, продолжительность нагревания, дозы и концентра-. ция вводимой кислоты могут исказить результат анализа. Условия гиг ' дролиза сахарозы выбраны так, что при точном их соблюдении при пол-, I 46 1

1

ном гидролизе сахарозы практически совсем не гидролизуются входя­щие в объект исследования другие дисахариды (мальтоза и лактоза). Практически не гидролизуются в таких условиях и содержащиеся во многих объектах кондитерского производства декстрины.

Для проведения гидролиза сахарозы поступают следующим обра­зом. В мерную колбу на 100 см³ пипеткой"отмеривают 50 см³ фильт­рата раствора навески, получившегося после осаждения мешающих не­сахаров, или раствора навески, если осаждение не производилось. Затем прибавляют 4 см³ концентрированной соляной кислоты, вставляют в мерную колбу термометр и помещают ее на водяную баню, нагретую до 80 С; доводят температуру внутри колбы в течение 2—3 мин до 67— 70°С и при этой температуре выдерживают 5 мин. Затем, быстро ох­ладив содержимое колбы, удаляют термометр, ополоснув его внутрь ко­лбы дистиллированной водой. Содержимое колбы нейтрализуют концен­трированным раствором гидроксида натрия или калия (2.4), предва­рительно добавив одну каплю раствора метилового оранжевого (13), при этом розовая окраска раствора должна превратиться в желтоюран-жевую. После этого доводят объем раствора в мерной колбе до мет­ки дистиллированной водой и тщательно перемешивают.