Методики выполнения лабораторных работ по курсу «Пищевая химия» для студентов специальностей «Сертификация и стандартизация (стр. 1 )

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный технологический университет»

(ГОУ ВПО ВСГТУ)

Кафедра «Биоорганическая и пищевая химия»

МЕТОДИКИ

выполнения лабораторных работ по курсу «Пищевая химия»

для студентов специальностей «Сертификация и стандартизация»

Улан - Удэ

2009

Цель лабораторного практикума – ознакомить студентов с методами оценки качества продуктов на базе экспериментальных исследований.

Лабораторный практикум позволит сформировать у студента понимание логической завершенности теоретического и практического циклов по модулям в отдельности и в целом по всему курсу «Пищевая химия».

Тематика лабораторных работ:

1. Определение влаги и золы в пищевых продуктах.

2. Определение биологической ценности белка.

3. Определение степени осахаривания крахмала.

4. Физико-химические превращения жиров.

5. Определение характеристик красителя.

6. Определение состава подсластителя.

7. Определение состава и свойств лецитина.

8. Определение биологически активных веществ.

Правила оформления лабораторной работы:

1. Название работы.

2. Цель лабораторной работы.

3. Принцип определения исследуемого показателя.

4. Название этапов работы (ход работы).

5. Полученные результаты.

6. Вывод.

Определение влаги и золы в пищевых продуктах

Цель: определение массовой доли влаги и золы в пищевых продуктах в сравнительном аспекте.

Определение влаги. Показатель массовой доли влаги является важнейшим для оценки качества сырья и готовых продуктов. С содержанием воды тесно связаны стойкость продукта при хранении и транспортировке, а также его пригодность к дальнейшей переработке, так как избыток влаги способствует протеканию ферментативных и химических реакций, активизирует деятельность микроорганизмов, в том числе таких, которые вызывают порчу продукта, в частности плесневение. В связи с этим содержание влаги в объекте предопределя-ет условия и сроки его хранения.

Влага может быть свободной или связанной с полимерами про-дукта различными видами связей: химической, физико-химической (ад-сорбционной, осмотической) и механической. Наиболее прочная – химическая связь, при ней в состав вещества влага входит в строго определенных соотношениях и удалить ее можно только при разру-шении продукта путем прокаливания или химического воздействия. При физико-химической связи влага может легко перемещаться и участвовать в химических реакциях. Удалить ее можно при высуши-вании объекта, причем легче удаляется осмотическая влага, чем ад-сорбционная. Механическая влага, называемая свободной, содержится в капиллярах и легко удаляется при высушивании.

Влагу в пищевых продуктах определяют арбитражным и ускоренным методами.

Техника выполнения. В две заранее высушенные и взвешенные бюксы берут навески исследуемого образца массой по 5 г. Взвешивают с погрешностью + 0,01 г. Бюксы с навесками помещают в сушильный шкаф, нагретый до температуры 140- 145о С, крышки у бюксов должны быть открыты и подложены под дно. Температура при этом быстро падает (ниже 130о С). В течение 10- 15 минут ее доводят до 130о С и при этой температуре продолжают высушивать в течение 40 минут (отклонение температуры не должно превышать 2о С). Затем бюксы тигельными щипцами вынимают, закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе в течение 20-30 минут и взвешивают.

Массовую долю влаги W (в %) расчитывают по формуле:

W = (М – М 1) * 100 / М,

где М - масса образца до высушивания, г ;

М 1 - масса образца после высушивания, г.

Определение золы. Минеральные вещества являются естествен-ной составной частью структурных элементов всех клеток и тканей. Кроме макроэлементов – кальция, магния, фосфора, хлора, серы, в них содержаться микроэлементы – медь, железо, йод, кобальт, цинк, никель, ванадий и др. Их содержание в пищевых продуктах растительного и животного происхождения зависит от ряда факторов: вида, сорта, агротехники, климатических условий, а также технологии переработки.

Общие представления о содержании минеральных веществ дает массовая доля золы. Зольность многих пищевых продуктов является нормируемым показателем.

Техника выполнения. Навеску анализируемого продукта массой 5-25 г. помещают в прокаленный до постоянной массы тигель (прока-ливание проводят при 5000С), выпаривают на водяной бане до сухого остатка, подсушивают в сушильном шкафу при температуре 100-1500С, осторожно обугливают на электрической плитке или инфра-красной лампе и прокаливают в муфельной печи при температуре 500-5500С. При работе с образцом нельзя допускать его воспламенения или разбрызгивания. Для ускорения озоления можно в тигель после охлаж-дения добавить несколько капель Н2О2 (50 г/дм3), которую затем необходимо удалить в сушильном шкафу при температуре 90-1000С, а сухой остаток снова прокалить в муфельной печи до полного озоления пробы.

Полученная зола должна быть рыхлой, белого или светло серого цвета, без обугленных частиц.

Массовую долю золы Хз (в%) вычисляют по формуле:

,

где: m1 – масса тигля с золой, г.;

m – масса тигля, г.;

m2 – масса навески продукта, г.

Расхождение между результатами нескольких опытов не должно превышать 5%.

Контрольные вопросы

1. Показатель активность воды

2. Продукты с промежуточной влажностью

3. Роль воды в пищевом сырье и продуктах.

4. Химические процессы, происходящие в продуктах с низкой влажностью.

5. Свободная влага в продукте.

6. Процессы, протекающие в продуктах с высокой и промежуточной влажностью.

7. Технологические приемы, снижающие аw воды продукта.

8. Связанная влага в продукте.

9. Функции минеральных веществ в организме.

10.  Формы связи влаги в пищевом сырье.

11.  Дефицитные элементы в рационе питания.

12.  Методы определения свободной влаги.

13.  Ускоренный метод определения влаги в продуктах.

14.  Отличие процессов озоления и высушивания.

15.  Избыточные элементы рациона питания.

Определение биологической ценности белка

Цель: ознакомление с методикой определения и расчета биологической ценности белка в заданных продуктах.

Биологическая ценность белка определяется присутствием в оптимальных соотношениях всех аминокислот, в особенности незаменимых. Если белок не содержит в достаточном количестве хотя бы одной незаменимой аминокислоты, то такой белок считается неполноценным в питательном отношении, так как он не может обеспечить нормальный белковый обмен организма человека.

Аминокислотный состав белков меняется в широких пределах. Особенно значительны эти различия у белков растительного и животного происхождения. Белки растительного происхождения бедны лизином, серосодержащими аминокислотами, треонином, триптофаном.

Аминокислотный состав животных белков близок к аминокислотному составу белков человека. Они содержат достаточное количество незаменимых аминокислот и, поэтому являются полноценными белками.

Определение степени переваривания белков ускоренным методом. Степень переваривания белков характеризует скорость атакуемости белков ферментами желудочно-кишечного тракта – пепсином и трипсином. В эксперименте моделируются условия пищеварительного тракта. Классической является методика определения перевариваемости по Покровскому и Ертанову. Существует и ускоренный метод определения СПБ.

Степень переваривания белка выражают как отношение белка переваренного к общему содержанию белка в продукте:

СПБ, % = (Б перев./Б общ ) х100 (1)

Известно, что содержание белка определяется через содержание в нем азота, тогда формула (1) примет вид:

СПБ,% = (N перев. / N общ. )х100 (2)

Содержание азота переваренной части белка определяем как разницу между N общ. и азотом в остаточной, непереваренной части белка, т. е.

СПБ, % = ((N перев. – Nост) / N общ. ) х 100

Определение общего азота и азота непереваренного белка проводим ускоренным методом по Джаромилло. Сущность этого метода состоит в том, что навеску сырого вещества минерализуют в специальной металлической гильзе при нагревании со смесью уксуснокислого и едкого натра. Выделяющийся при этом аммиак количественно (в закрытой системе) поглощается 0,1 н раствором серной кислоты.

Определение общего азота. Техника выполнения. Навеску 0,1 г. тщательно гомогенизированной пробы помещают в гильзу из алюминиевой фольги. При взятии навески необходимо соединить жидкую и плотную части и тщательно перемешать. На навеску в гильзу насыпают 45 мг пепсина, 15 мг трипсина, 3г уксуснокислого натрия и 1,5 г порошкообразного едкого натра. Фольговую гильзу закрывают и опускают в специальную сухую латунную гильзу, завинчивают герметично крышкой. Гильза имеет отводную трубку, которую помещают в химический стакан, предварительно наливают 15 мл 0,1н раствора серной кислоты и добавляют 4-5 капель смешанного индикатора. Раствор приобретает фиолетовую окраску. После латунную гильзу помещают на электроплитку.

Процесс минерализации продолжается 1,5 часа. Раствор с серной кислотой мутнеет, так как в него выделяются газы в результате минерализации белка. Сжигание считается законченным тогда, когда пузырьки газа перестанут выделяться из трубки. Содержимое титруют 0,1 н раствором едкого натра до момента перехода фиолетового цвета раствора в зеленый.

Расчет по формуле:

N = (А – а) х 1,4 х100,

Н х 1000

где: N - количество азота в граммах на 100 г продукта;

А - объем 0,1н раствора Н2SО4 взятого для поглощения аммиака, мл;

а - количество 0,1 н NаОН, израсходованного на титрование оставшейся 0,1 н Н2SО4, мл;

1,4 – коэффициент пересчета на азот;

Н - навеска, взятая для анализа.

Расчет коэффициента эффективности белка (КЭБ). Под биологической ценностью белка понимают зависящую от аминокислотного состава и других структурных особенностей белка степень задержки азота пищи в теле растущего организма или эффективность его утилизации для поддержки азотистого равновесия у взрослых особей.

Для определения биологической ценности белков разработаны химические и биологические методы.