Г жирузважити з точністю до 0,0001 г на годинникове скло

 

опустити скло з жиром у хімічний стакан додати 20…30 см3 96% -го етанолу

підігріти на водяній бані за температури 45…50 °С, закривши склянку годинниковим склом та перемішуючи вміст коловими рухами

(для кращого розчинення та зникнення жирових кульок)

 

охолодити до кімнатної температури додати 20 см3 спиртового розчину йоду з бюретки додати 200 см3 дистильованої води циліндром,

безперервно перемішуючи скляною паличкою

 

закрити стакан, залишити у спокої на 5 хв

 

титрувати надлишок незв’язаного з ненасиченими кислотами йоду

0,1 моль/дм3 розчином Na2S2O3 до появи слабо-жовтого забарвлення

 

додати 0,5 см3 1%-го розчину крохмалю титрувати до зникнення синього забарвлення

 

Паралельно проводять контрольний дослід (без жиру) з дотриманням всіх умов основного досліду.

Йодне число жиру, Х, % І2, розраховують за формулою:

 

де - кількість 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату, що витрачається на титрування контрольного досліду, см3;

– кількість 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату, що витрачається на

титрування основного досліду, см3;

0,01269 – кількість йоду, що відповідає 1см3 0,1 моль/дм3

тіосульфату, г;

К – поправковий коефіцієнт до 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату;

– маса наважки жиру, г.

Дані спостережень та розрахунків записують у процесі виконання роботи в табл.4.4.

Маса порожньої колби,, г   Маса жиру з колбою,, г   Маса наважки жиру, m, г   Кількість 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату Na2S2O3, що витрачається під час проведення контрольного досліду (без жиру), V,см3   Кількість 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату Na2S2O3, що прореагувала з жиром, см3   Кількість 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату Na2S2O3, що витрачається на титрування надлишку йоду після приєднання його до жиру, V1,см3   Поправковий коефіцієнт до 0,1 моль/дм3 розчину тіосульфату Na2S2O3, К   Йодне число, Х, % І2

Таблиця 4.4 – Результати спостережень та розрахунків для визначення йодного числа жиру

 

 

 

Зробити висновок про якість жиру за йодним числом.

 

 

Рефрактометричний метод визначення йодного числа. Цей метод дає змогу визначити йодне число за показником заломлення олії. Необхідними умовами для отримання відтворюваності результатів та їх кореляції з даними, отриманими хімічними методами, є суворе дотримання температури під час заміру показника заломлення. Визначення показника заломлення здійснюють на рефрактометрі ИРФ – 454Б2М. Величину йодного числа (в г на 100 г жиру) обчислюють за формулою, в яку підставляють середню величину показника заломлення, отриману для двох паралельних проб:

 

 

Контрольні питання

1. Мета визначення фізико-хімічних констант жиру.

2. Які використовують числа жиру?

3. Кислотне число. Що воно характеризує?

4.Чим зумовлено накопичення вільних жирних кислот? До чого це призводить?

5. Суть методу визначення кислотного числа.

6. Що розуміють під йодним числом? Що характеризує цей показник? Від чого він залежить?

7. Чим обумовлено процеси згіркнення та висихання жирів?

8. На чому ґрунтуються методи визначення йодного числа?

9. Які існують методи визначення йодного числа?

10. Переваги та недоліки стандартних методів.

11. Суть методу Маргошеса.

12. Порядок визначення йодного числа рефрактометричним методом.

 

 

Лабораторна робота № 5

Тема: Методи визначення масової частки жиру в харчових продуктах

 

 

Мета: теоретично розглянути хлороформовий екстракційний метод для визначення масової частки жиру в харчових продуктах; визначити масову частку жиру в печиві та здобних виробах прискореним рефрактометричним методом; порівняти результати досліджень з даними таблиць хімічного складу харчових продуктів; зробити висновок про якість досліджуваних продуктів

 

 

Жири (гліцериди) представляють собою основну групу органічних сполук, виділених в клас ліпідів. Ліпіди – це суміш органічних сполук, що є похідними жирних кислот, спиртів, альдегідів, побудованих за допомогою ефірних, фосфоефірних, глікозидних зв’язків. Крім жирів, до ліпідів відносяться жироподібні речовини – воски, гліколіпіди, фосфоліпіди та ін. Гліцериди – це складні ефіри трьохатомного спирту гліцерину та вищих жирних карбонових кислот. Воски – це складні ефіри вищих одноосновних карбонових кислот та одноатомних високомолекулярних спиртів. Гліколіпіди – утворюються в результаті з’єднання ліпідів з вуглеводами (галактоза, глюкоза). Фосфоліпіди – складні ліпіди, які містять залишки спиртів, жирних кислот, фосфорної кислоти, а також азотисті сполуки (холін, етаноламін).

Ліпіди широко поширені у природі. Вони беруть участь в побудові клітинних структур тваринних та рослинних тканин, в біохімічних процесах, що відбуваються на клітинному рівні. Ліпіди легко утворюють численні комплекси з білками, вуглеводами та іншими органічними сполуками, які виконують важливі фізіологічні функції – забезпечують окисно-відновні

процеси на клітинному рівні, приймають участь в біосинтезі білків, забезпечують односторонню проникливість та перенесення речовин через клітинні мембрани, приймають участь у вищій нервовій діяльності.

До складу природних тригліцеридів в різних поєднаннях входять десятки органічних кислот, що відрізняються числом вуглецевих атомів в молекулі, наявністю чи відсутністю подвійних зв’язків, вмістом оксигруп у вуглецевому радикалі та ін., що й визначає різноманітність природних жирів.

У великих кількостях до складу жиру входять олеїнова та пальмітинова кислоти, за що їх називають основними жирними кислотами.

Жири тваринного та рослинного походження істотно відрізняються.

Тваринні жири багатші за набором вищих жирних кислот, до їх складу входять кислоти з числом вуглецевих атомів від 20 до 24, переважають насичені жирні кислоти.

У складі рослинних жирів переважають ненасичені жирні кислоти – олеїнова, лінолева, ліноленова, а з насичених в значних кількостях міститься лише пальмітинова кислота.

Характер вищих жирних кислот, що входять до складу жиру, й визначає його фізичні властивості. Якщо в складі тригліцерида переважають насичені жирні кислоти з високою температурою плавлення, то й тригліцерид – твердий (баранячий жир, яловичий жир), якщо ж в його складі в основному ненасичені жирні кислоти – за звичайних умов цей жир рідкий (рослинні олії).

Жири, окислюючись в організмі, забезпечують його енергією: під час розкладу 1 г жиру до діоксида вуглецю та води виділяється

38,9 ٠ 103…40,0 ٠ 103 Дж, тоді як під час розкладу 1 г вуглеводів або білків лише

17,1٠103 Дж.

За рахунок енергетичної цінності жирів, що входять до складу харчового раціону, організм людини покриває до 30 % енергії, яка витрачається.

Харчова цінність жирів визначається їх складом, засвоюваністю та наявністю в них так званої нежирової фракції – жиророзчинних вітамінів, фосфатидів, стеринів.

 

 

Загальною властивістю ліпідів є їх нерозчинність у воді, але розчинність в органічних розчинниках – бензолі, бензині, петролейному ефірі, сірчаному ефірі, ацетоні, хлороформі, метиловому та етиловому спирті тощо. На цій властивості базуються майже всі методи кількісного визначення жиру. В якості розчинника частіше використовують етиловий (сірчаний) або петролейний ефіри. Під час екстрагування ефіром, крім жирів, одночасно з наважки продукту вилучається все, що розчиняється в ефірі. З жироподібних речовин вилучаються воски, стерини, вільні жирні кислоти та ін. Якщо ж ефір недостатньо чистий та містить домішки спирту, ацетону, вологи, то в нього можуть переходити речовини, що не відносяться до класу ліпідів – смоли, спирти, цукри, альдегіди, кетони. Якщо в наважці продукту містились ефірні масла, вони теж перейдуть у витяжку.

Речовини, що вилучаються за допомогою розчинника з наважки продукту, умовно називають сирий жир. Оскільки склад сирого жиру в значній

мірі залежить від чистоти розчинника, перед використанням розчинник очищують від води та спирту, а дослідний зразок обробляють холодною водою для вилучення цукрів та висушують.

Рецептури виробів містять різну кількість жирових продуктів. Тому визначення вмісту жиру входить до стандартів з оцінки якості продуктів. Масову частку жиру визначають згідно з ГОСТ 5668-68 «Хлеб и хлебобулочные изделия. Методы определения массовой доли жира».

У промисловості використовують методи, що ґрунтуються на екстракції жиру хлороформом з наступним визначенням кількості сухого залишку, одержаного після відгонки розчинника та висушування наважки екстракту, а також прискорені (рефрактометричні), основані на екстракції жиру бромнафталіном - альфа та визначенні коефіцієнтів заломлення розчинника і розчину жиру в цьому розчиннику.

Порядок виконання роботи

РОБОТА 1. ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ЖИРУ

ХЛОРОФОРМОВИМ МЕТОДОМ

Хлороформовий екстракційний метод є арбітражним та використовується у разі появи суперечностей в оцінці якості. Він базується на

вилученні жиру з попередньо гідролізованої за допомогою соляною чи сірчаної

кислот наважки виробу розчинником (хлороформ) та визначенні кількості жиру зважуванням після видалення розчинника з певного об’єму отриманого розчину.

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту, аналітичні ваги,

плоскодонна колба місткістю 300 см3, 1,5 %-й розчин соляної кислоти або

5 %-й розчин сірчаної кислоти, піпетка місткістю 50 см3, зворотній холодильник, водяна баня, хлороформ, пробка, центрифуга, гумова груша, воронка, ватний тампон, піпетка місткістю 20 см3, мірна колба місткістю

100 см3, ексикатор, прилад Чижової.

Наважку продукту 10 г (у разі вмісту жиру у виробі більше 10 % наважка може бути зменшена до 5 г), зважену з похибкою до 0,01 г, вміщують в плоскодонну колбу місткістю приблизно 300 см3, доливають 100 см3

1,5 % -го розчину соляної кислоти (або 100 см3 5 % -го розчину сірчаної кислоти), кип’ятять в колбі зі зворотнім холодильником на слабкому вогні

30 хв. Потім колбу охолоджують водою до кімнатної температури, доливають 50 см3 хлороформу, щільно закривають пробкою, енергійно збовтують протягом 15 хв, далі її вміст виливають в центрифужні пробірки та центрифугують 2...3 хв. В пробірці утворюються три шари. Верхній (водний) шар видаляють піпеткою, оснащеною гумовою грушею, відбирають хлороформовий розчин жиру та фільтрують його у суху колбу через ватний тампон, вкладений у вузьку частину воронки, при цьому кінчик піпетки повинен торкатися вати. 20 см3 фільтрату переливають в попередньо доведену до постійної маси та зважену з похибкою до 0,0002 г колбу місткістю приблизно 100 см3. Для відмірювання можна використовувати бюретку, в яку заливають розчин. Користуючись бюреткою, її закривають ватною пробкою.

Відбір та фільтрування повинні проводитися протягом 2 хв. Хлороформ з колби відганяють на бані, використовуючи холодильник.

Залишок жиру висушують в колбі до постійної маси (звичайно

1…1,5 год.) за температури 100…105 °С, охолоджують в ексикаторі 20 хв та

зважують з тією ж похибкою.

Паралельно з визначенням жиру треба визначити масову частку вологи в продукті експресним методом на приладі ВНДІХП-ВЧ чи інших марок, щоб результати визначення обчислити в перерахунку на СР.

Масову частку жиру в продукті, Х, % до СР, розраховують за формулою

 

де – маса колби з висушеним жиром, г;

– маса порожньої колби, г;

– кількість розчинника, яку взяли для вилучення жиру, см3;

– маса продукту, г;

– кількість фільтрату, яку взяли для визначення жиру, см3;

– масова частка вологи в продукті, %.

Кінцевий результат представляє собою середнє арифметичне двох визначень. Розбіжність між результатами двох паралельних визначень в одній лабораторії не повинна перевищувати 0,5 %, а розбіжність між результатами визначень однієї і тієї ж проби в різних лабораторіях не повинна перевищувати 1 %.

Одержані результати аналізують, звертаючи увагу на величину допустимих відхилень між паралельними визначеннями та масову частку жиру за стандартом.

 

 

РОБОТА 2. ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ ЖИРУ РЕФРАКТОМЕТРИЧНИМ МЕТОДОМ

Метод ґрунтується на вилученні жиру з наважки виробу відповідними

розчинниками. Масову частку жиру у виробі визначають за різницею коефіцієнтів заломлення розчинника та розчину жиру в розчиннику.

Для визначення коефіцієнта заломлення можуть бути використані рефрактометри з граничним коефіцієнтом заломлення до 1,7 будь-якої системи, що придатні для визначення жиру. Точність методу залежить від коефіцієнту заломлення розчинника, що використовується: чим він більший, тим точніші результати визначення. ГОСТ передбачає використання в цьому методі наступних розчинників: бромнафталін - α з коефіцієнтом заломлення близько 1,66 та хлорнафталін – α з коефіцієнтом заломлення близько 1,63.

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту, аналітичні ваги, фарфорова ступка з пестиком або чашка, бромнафталін – α або хлорнафталін – α, піпетка місткістю 2 см3 або мікробюретка, гумова груша, складчастий фільтр, плоскодонна колба місткістю 250…300 см3, рефрактометр ИРФ – 454Б2М, чистий сухий пісок, 80 %-й розчин оцтової кислоти, водяна баня, піпетка місткістю 1 см3, безводний карбонат натрію.

Підготовка до аналізу.

1. Визначають коефіцієнт заломлення бромнафталіну – α за температури

20 °С, наносячи 1…2 краплини розчинника на призму рефрактометра.

2. Визначають густину розчинника ρ, г/см3, за 20 °С пікнометром та розраховують за формулою

 

де - маса бромнафталіну – α, г;

- водне число пікнометра, г.

Зважують з похибкою не більше 0,0002 г. Відхилення між паралельними зважуваннями не повинно перевищувати 1мг.

3. Калібрують піпетки (місткістю 2…5 см3) за розчинником, відміряючи ними відповідний об’єм розчинника в склянку та зважуючи з похибкою не

більше 0,002 г. Відхилення між паралельними зважуваннями не повинно перевищувати 0,0005 г.

З трьох зважувань беруть середнє арифметичне та розраховують об’єм піпетки V, см3, за формулою

де - маса розчинника, яка відповідає об’єму взятої піпетки, г;

- густина розчинника за температури 20 °С, г/см3.

Схема визначення масової частки жиру рефрактометричним методом:

 

 

добре подрібнити хлібобулочний виріб

 

2 г продукту зважити з похибкою не більше 0,05 г у фарфорову ступку додати 4 см3 розчинника калібрувальною піпеткою або мікробюреткою енергійно розтерти протягом 3 хв

фільтрують крізь паперовий фільтр в склянку

(перші 2…3 краплі фільтрату відкидають)

 

наступні 2…3 краплі розміщують на призмі рефрактометра

 

визначити коефіцієнт заломлення

 

 

Визначення коефіцієнта заломлення проводять за температури 20 ± 0,2 °С або за будь-якої кімнатної температури, але тоді приводять показник заломлення розчину до температури 20 °С шляхом внесення поправки за табл. 5.1.

Відлік показника заломлення розчину жиру можна також проводити за будь-якої кімнатної температури без врахування поправки на температуру за умови одночасного визначення показника заломлення розчинника за тієї ж температури.

 

 

Бараночні та сухарні вироби, а також хлібобулочні вироби з борошна з «сильною» клейковиною аналізують наступним чином:

добре подрібнити хлібобулочний виріб

 

2 г продукту зважити з похибкою не більше 0,05 г у фарфорову ступку

 

додати 2 г чистого сухого піску

 

додати 2 см3 80 %-го розчину оцтової кислоти

 

енергійно розтерти протягом 2 хв вмістити на киплячу водяну баню на 3 хв охолодити до кімнатної температури додати 4…6 см3 розчинника

розтерти протягом 3 хв

 

додати 2 г безводного карбонату натрію

 

перемішати

 

фільтрують крізь паперовий фільтр в склянку

(перші 2…3 краплі фільтрату відкидають)

 

наступні 2…3 краплі розміщують на призмі рефрактометра

 

визначити коефіцієнт заломлення

 

 

Під час аналізу виробів з низькою вологістю (сухарі, сушки та ін.) перед додаванням піску подрібнену наважку змочують 1см3 дистильованої води.

Температура, °С Поправка Температура, °С Поправка Температура, °С Поправка Температура, °С Поправка Температура, °С Поправка Відняти від показника заломлення 15,0 0,0022 16,0 0,0018 17,0 0,0013 18,0 0,0009 19,0 0,0004   0,0022   0,0017   0,0013   0,0008   0,0004   0,0021   0,0017   0,0012   0,0008   0,0004   0,0021   0,0016   0,0012   0,0007   0,0003   0,0020   0,0016   0,0011   0,0007   0,0003   0,0020   0,0016   0,0011   0,0007   0,0002   0,0019   0,0015   0,0011   0,0006   0,0002   0,0019   0,0015   0,0010   0,0006   0,0001   0,0018   0,0014   0,0010   0,0005   0,0001   0,0018   0,0014   0,0009   0,0005   0,0000 Додати до показника заломлення 20,0 0,0000 22,0 0,0009 24,0 0,0018 26,0 0,0026 28,0 0,0035   0,0000   0,0009   0,0018   0,0027   0,0036   0,0001   0,0010   0,0018   0,0027   0,0036   0,0001   0,0010   0,0019   0,0028   0,0037   0,0002   0,0011   0,0019   0,0028   0,0037   0,0002   0,0011   0,0020   0,0029   0,0037   0,0003   0,0011   0,0020   0,0029   0,0038   0,0003   0,0012   0,0021   0,0029   0,0038   0,0004   0,0012   0,0021   0,0030   0,0039   0,0004   0,0013   0,0022   0,0030   0,0040 21,0 0,0004 23,0 0,0013 25,0 0,0022 27,0 0,0031 29,0 0,0040   0,0005   0,0014   0,0022   0,0031   0,0040   0,0005   0,0014   0,0023   0,0032   0,0040   0,0006   0,0015   0,0023   0,0032   0,0041   0,0006   0,0015   0,0024   0,0033   0,0041   0,0007   0,0015   0,0024   0,0033   0,0042   0,0007   0,0016   0,0025   0,0034   0,0042   0,0007   0,0016   0,0025   0,0034   0,0043   0,0008   0,0017   0,0026   0,0034   0,0043   0,0008   0,0017   0,0026   0,0035   0,0044

Таблиця 5.1- Внесення поправки до температури 20 °С

 

 

Масову частку жиру Х, % до СР, визначають за формулою

 

 

де - об’єм розчинника, взятий для вилучення жиру, см3; σ ж - відносна густина жиру за температури 20°С, г/см3; - коефіцієнт заломлення розчинника;

- коефіцієнт заломлення розчину жиру в розчиннику; - коефіцієнт заломлення жиру;

- наважка аналізованого продукту, г;

- масова частка вологи в продукті, %.

Обчислюють з точністю до 0,1 %. За кінцевий результат приймають середнє арифметичне трьох паралельних визначень, допустиме відхилення між якими не повинно перевищувати 0,5 % в одній лабораторії та 1 % в різних.

Під час обчислення вмісту жиру користуються показниками заломлення

та густини жирів, що вказані в табл.5.2.

Найменування жиру Коефіцієнт заломлення Густина, г/см3 Кунжутна олія 1,4730 0,919 Соняшникова олія 1,4736 0,924 Коров’яче масло 1,4605 0,920 Маргарин 1,4690 0,928 Арахісова олія 1,4696 0,914 Гірчична олія 1,4769 0,918

Таблиця 5.2 – Показники заломлення та густини деяких жирів

 

Примітки: 1. Якщо в досліджуваному виробі знаходиться невідомий жир або суміш жирів поступають таким чином: 5…10 г подрібненого виробу заливають трьохкратною кількістю розчинника (хлороформ, тетрахлорвуглевод та ін.), збовтують протягом 15 хв, витяжку фільтрують в колбу, розчинник повністю відганяють, решту підсушують та визначають коефіцієнт заломлення жиру. 2. Для суміші жирів або для невідомого жиру густину приймають рівною 0,925 г/см3. 3. Вся робота з органічними розчинниками повинна проводитися тільки у витяжній шафі.

Знайдена аналітичним шляхом масова частка жиру для більшості хлібобулочних виробів перевищує розрахункові дані, що обумовлено власним жиром борошна. Таке перевищення може бути різним для різних сортів та видів виробів, оскільки воно залежить від особливостей технологічного процесу, рецептури виробів та сорту борошна.

В баранках та сухарях відхилення між розрахунковими та аналітичними даними за жиром менше внаслідок більш значних втрат його під час випікання.

Роботи з монобромнафталіном необхідно вести у витяжній шафі. Використовуючи рефрактометр, особливу увагу слід звернути на температуру, за якої проводять аналіз. Коефіцієнт заломлення розчинника та показник заломлення розчину жиру в розчиннику треба визначати за однакової температури. Необхідно також стежити за чистотою призм рефрактометра.

Дані аналізу записують до табл. 5.3.

Показник Дані дослідів       Маса чашки, г: з наважкою m2 без наважки m1       Маса наважки m, г       Об’єм розчинника Vр, см3       Відносна густина жиру σж       Коефіцієнт заломлення: розчинника Пр розчину жиру в розчиннику Прж жиру Пж       Масова частка жиру Х, % до СР       Масова частка жиру, % до СР, за нормативною документацією, не менше

Таблиця 5.3 - Результати спостережень та розрахунків для визначення масової частки жиру рефрактометричним методом