close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

2678. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО БИОХИМИИ МОЛОКА И МЯСА

код для вставкиСкачать
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Н.И. МОРОЗОВА, А.С. ЕМЕЛЬЯНОВА
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
ПО БИОХИМИИ МОЛОКА И МЯСА
Рекомендовано учебно-методическим объединением вузов
Российской Федерации по агрономическому образованию
в качестве учебного пособия для студентов по специальности 110305 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции»
Рязань
2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Н.И. МОРОЗОВА, А.С. ЕМЕЛЬЯНОВА
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО БИОХИМИИИ МОЛОКА И
МЯСА
Рязань: ГАТУ, 2010 – 157 с.
Работа посвящена организации учебного процесса по биохимии молока
и мяса. Рассмотрены методы исследования белков, углеводов, жиров животного происхождения, изучение их состава и свойств, приведен качественный
и количественный анализ на содержание нитритов, поваренной соли, определение влаги, кислотности и других показателей животного сырья и готового
продукта, а так же приведены методики определения свежести мясного и молочного сырья.
Практикум составлен в соответствии с программой дисциплины «Биохимия молока и мяса» для студентов специальности 110305 «Технология
производства и переработки сельскохозяйственной продукции».
Методика проведения лабораторных занятий построена по единой
схеме: тема; цель занятий; основные теоретические положения; методика
проведения занятий; форма отчетности; контрольные вопросы. Организация
лабораторных работ по такой схеме оригинальна, так как способствует развитию самостоятельных навыков в изучении методов исследований и принятии решений в роли лаборанта, мастера, бригадира или технолога в процессе
переработки молока и выработке молочных продуктов.
Рекомендовано, как учебное пособие в Центральном округе РФ для
студентов и аспирантов высших учебных заведений, научных работников,
специалистов и руководителей сельскохозяйственных и перерабатывающих
предприятий АПК разной организационно-правовой формы.
Рецензенты:
Доктор технических наук, профессор С.Д. Полищук,
доктор биологических наук, профессор А.А. Коровушкин
Агротехнологический университет, 2010
2
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Общие правила безопасности при работе студентов в учебной лаборатории
Раздел I. Биохимия молока
Тема: Определение массовой доли белков в молоке методом колориметрии
Тема: Дестабилизация мицелл казеина
Тема: Определение альбумина в молоке
Тема: Влияние кислотности на устойчивость белков молока
( кислотно-кипятильная проба)
Тема: Определение буферной емкости молока ( по П.Ф. Дьяченко)
Тема: Физико-химические свойства молочного жира
Тема: Изучение состава и свойств животных жиров
Тема: Определение йодного числа молочного жира
Тема: Определение кислотного числа и кислотности молочного жира
Тема: Определение перекисного числа молочного жира
Тема: Определение массовой доли углеводов в молоке йодометрическим методом
Тема: Определение редуктазы в молоке
Тема: Определение пероксидазы в молоке
Тема: Определение фосфотазы в молоке
Тема: Определение каталазы в молоке
Тема: Определение процентного содержания жира, белка, сухого
обезжиренного остатка (СОМО) и плотности в пробах молока с помощью анализатора качества молока «Лактан»
Раздел I. Биохимия мяса
Тема: Качественное определение витамина В1 в мышечной ткани
Тема: Качественное определение каротина ( провитамина А) в говяжьем жире хроматографическим методом
Тема: Качественное определение железа в золе мышечной ткани
Тема: Качественное определение креатина в водной вытяжке мышечной ткани
Тема: Качественное определение фермента дегидразы в мышечной
ткани
Тема: Выделение белков из мышечной ткани и изучение их свойств
Тема: Количественное определение молочной кислоты в мясе
Тема: Лабораторные методы исследования свежести мяса
Тема: Лабораторные исследования качества колбасных изделий
Тема: Изучение физико-химических свойств колбас при использовании различных добавок
Тема: Расчет биологической ценности белков мяса разными методами
3
Стр.
5
6
11
11
21
24
25
27
34
36
37
43
46
51
55
59
59
61
64
68
79
80
82
85
86
87
89
94
100
110
126
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тема: Изучение состава и свойств животных жиров
Тема: Определение температуры плавления животного жира
Тема: Определение температуры отвердевания животного жира
Тема: Химические способы распознавания порчи животного жира
Тема: Ферментативный гидролиз жира
Глоссарий
4
130
134
137
139
152
155
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время молочный и мясной комплексы России занимает
важнейшее место в отечественной индустрии производства продуктов питания. Современное промышленное производство и переработка молока и мяса
представляет собой сложные технологические процессы. Производство молочных и мясных продуктов состоит из последовательно выполняемых взаимосвязанных биохимических, микробиологических, теплофизических и других трудоемких, специфических процессов. Эти процессы направлены на
производство молочных и мясных продуктов, а так же выработку молочных
и мясных продуктов, содержащих либо все компоненты молока и мяса, либо
их часть.
Лабораторный практикум по курсу «Биохимия молока и мяса» составлен в соответствии с рабочей программой данного курса для студентов, обучающихся по специальности 110305.65 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции»
Цель лабораторного практикума – ознакомление студентов с химическим составом основных групп соединений, входящих в состав молока и мяса, а так же овладение лабораторными методами анализа, применяемыми в
биохимических исследованиях.
Методика проведения занятий
Проведение лабораторных занятий базируется на основе лаборатории
«Биохимия молока и мяса» на кафедре технологии производства и переработки продукции животноводства. Занятия проводятся с подгруппой студентов в количестве 10-15 человек.
Прежде чем приступить к практической части работы, студенты изучают
общие теоретические положения и методику проведения работы.
Контроль подготовленности студента к выполнению практической работы осуществляется преподавателем при помощи опроса и собеседования по
изучаемой теме. Знания теоретического лекционного материала контролируются при помощи собеседования и ответов на контрольные вопросы, приведенных в конце каждой лабораторной работы. После теоретической части занятия студенты разбиваются на группы по три человека. Каждая группа получает от преподавателя образец материала и проводят его анализ в соответствии с указанной в работе методикой. На основании исследования выполняются необходимые расчеты, данные заносятся в таблицы, делаются выводы. В конце занятия проводится защита работы. На основании зачтенных работ студенты получают допуск к зачету по дисциплине.
Требования к оформлению работ
Лабораторная работа оформляется в рабочей тетради. Работа должна
содержать: название темы, цель занятия, конспект теоретических положений,
ход анализа, необходимые расчеты и заполненные таблицы. Если исследова5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ние проводилось всей подгруппой, то в работе каждого студента должна присутствовать сводная таблица, включающая собственные данные и данные
других групп. После обсуждения результатов делаются выводы, которые записываются в рабочей тетради.
В конце каждого занятия студент предъявляет преподавателю рабочую
тетрадь с выполненной и оформленной работой, отвечает на контрольные
вопросы и получает отметку о выполненной работе.
ОБЩИЕ ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ СТУДЕНТОВ В
УЧЕБНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
Все студенты допускаются к работе в лаборатории только после ознакомления с правилами техники безопасности и пожарной безопасности, знание которых проверяет преподаватель, что фиксируется в специальном журнале.
При выполнении работ нужно соблюдать осторожность, быть внимательным, все операции следует тщательно продумывать и проводить аккуратно, без спешки. Если что-либо осталось неясным, следует проконсультироваться у преподавателя или лаборанта.
Нельзя загромождать рабочее место предметами, не относящимися к
выполняемой работе. В лаборатории запрещается работать без халата, пить
из химической посуды, пробовать реактивы на вкус, брать их руками.
Студент должен знать основные свойства реактивов, степень их вредности и способность к образованию взрывоопасных и огнеопасных смесей с
другими веществами. При работе с концентрированными кислотами и щелочами следует помнить, что попадая на кожу человека, они вызывают тяжелые
ожоги. Поэтому работать с этими веществами необходимо только в защитных очках, резиновых кислотоупорных перчатках и фартуке. Все работы с
ядовитыми и газообразными веществами необходимо проводить под тягой.
Запрещается без присмотра оставлять зажженные газовые горелки и включенные в сеть электроприборы.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
1. Не включать электроприборы без разрешения преподавателя.
2.Неоткравать на рабочем месте растворы с вредными летучими веществами.
3.В случае воспламенения горючих жидкостей быстро погасить горелки, выключить электроприборы и принять меры к тушению пожара.
ПРАВИЛА РАБОТЫ СО СТЕКЛЯННОЙ ПОСУДОЙ
1. Использование в лаборатории стеклянной посуды требует осторожного
обращения.
2. При работе со стеклом следует избегать сильного нажима.
3. При перемешивании стеклянной палочкой избегать ударов по стенкам посуды.
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
4. Химическая посуда не выдерживает резкого нагревания или охлаждения,
поэтому в нее нельзя наливать горячую жидкость без предварительного
споласкивания стенок и дна сосуда.
ПОДДЕРЖАНИЕ ОБЩЕГО ПОРЯДКА НА РАБОЧИХ МЕСТАХ
Под рабочим местом подразумевается часть помещения лаборатории с
установленным на нем рабочим столом, оборудованием и другими лабораторными принадлежностями предназначенными для проведения конкретно
одного или нескольких испытаний исследуемого образца. Поддержание порядка на рабочем месте сводится к следующему
-должна поддерживаться чистота рабочего стола. Он должен быть свободен
от посторонних предметов.
-необходимо контролировать свободу пространства вблизи рабочего стола
для обеспечения беспрепятственного перемещения на рабочем месте.
ПРАВИЛА РАБОТЫ С КИСЛОТАМИ И ЩЕЛОЧАМИ
При использовании в работе концентрированных кислот или щелочей
следует помнить, что попадая на кожу человека они вызывают химические
ожоги.
Емкость с серной кислотой и концентрированным раствором щелочи
следует держать закрытой и в защищенных футлярах.
При разбавлении кислот, имеющих больший удельный вес, чем вода,
надо приливать кислоту к воде по стеклянной палочке, при отмеривании использовать автоматы-дозаторы, резиновые груши.
Растворение твердых щелочей (Na OH, КОН) и разбавление водой кислот сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому эту
операцию следует проводить только в фарфоровой посуде.
Разлитые кислоты и щелочи необходимо немедленно нейтрализовать, а
затем тщательно смыть водой.
Для нейтрализации щелочи применяется раствор борной или уксусной
кислоты 8%-ной концентрации, для нейтрализации кислот используется 5%ный раствор питьевой соды.
Нельзя выливать в канализационную сеть отработанную серную кислоту, хромовую смесь и растворы, содержащие соли ртути.
ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ ПРИ ОЖОГАХ И ПОРЕЗАХ.
Для оказания первой медицинской помощи в помещении, где поводятся лабораторные занятия, должна находиться аптечка.
Очень опасны ожоги концентрированными кислотами и щелочью. Попавшую на кожу кислоту надо немедленно смыть большим количеством воды, а затем промыть слабым (2%-ным) раствором двууглекислой соды. При
попадании на руки щелочи ее необходимо смыть большим количеством воды, а затем промыть слабым раствором уксусной кислоты.
В случае отравления щелочью пострадавшему дают пить 3% раствор
молочной кислоты, молоко, воду, подкисленную уксусом, а при отравлении
кислотой- раствор питьевой соды, воду со льдом, воду с мукой.
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При порезе необходимо оказать первую помощь: удалить стекло, промыть рану, смазать края ее раствором йода и перевязать.
При попадании кислоты или щелочи в глаз его немедленно промывают
большим количеством воды в течение 15…30 мин, затем в случае попадания
кислоты- 2…3 %- ным раствором питьевой соды, а в случае попадания щелочи – 2…3 % - ным раствором борной кислоты.
При термических ожогах ( огнем, паром, горячими предметами) обожженное место вначале смачивают 3…5%- ным раствором перманганата калия, затем смазывают вазелином.
В случае воспламенения горючих жидкостей или других веществ быстро выключают электронагревательные приборы и газовые горелки, переносят
сосуды с огнеопасными жидкостями в безопасное место и принимают меры к
тушению пожара.
Горящие жидкости накрывают асбестовым одеялом, а затем, если необходимо, засыпают песком. В других случаях (за исключением воспламенения щелочных металлов) используют огнетушитель.
Если загорится одежда. Пламя гасят обертыванием одеялом, войлоком
или пальто.
Если загорятся электрические провода, обесточивают линию, выключив рубильник, и принимают меры к тушению пожара при помощи песка,
воды, асбестового одеяла, огнетушителя.
РАЗДЕЛ I. БИОХИМИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ БЕЛКОВ В МОЛОКЕ
МЕТОДОМ КОЛОРИМЕТРИИ
Цель работы. Ознакомится с методикой определения массовой доли
белков в молоке методом колориметрии.
Сущность метода. Метод колориметрии основан на способности окрашенных растворов поглощать свет. Если световой поток интенсивности I0
падает на кювету с исследуемым раствором, то часть потока (Iк) отражается
от стенок кюветы и поверхности раствора, часть (Iа) поглощается молекулами, часть (Ir) отражается от них и часть (I) проходит через раствор. То есть:
I0= Iк + Iа + Ir +I
Величиной Iк можно пренебречь, так как она очень мала, а в случае прозрачных растворов Ir =0, тогда:
I0 = Iа + I
Величина Ia, не поддается непосредственному измерению и ее вычисляют, пользуясь уравнением (1):
Ia=Io-I
(1)
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Зависимость между интенсивностью проходящего светового потока и содержанием в растворе окрашенного вещества описывается законом БугераЛамберта-Бера:
I= Io 10-ξ*c*l
(2)
где ξ -молярный коэффициент поглощения (экстинкции); константа для данного вещества;
с - молярная концентрация окрашенного вещества, моль/дм3;
l -толщина светопоглощающего слоя раствора, см,
Очевидно, что растворы одного и того же вещества поглощают одну и ту
же долю падающего на них света при одинаковых концентрациях и толщине
слоя.
Из уравнения (2) можно получить:
где D - оптическая плотность (абсорбционность).
Рис 1, Общий вид колориметра КФК-2:
1-микроамперметр типа М907; 2-осветитель;
3 - Ручка для введения светофильтров в световой поток, 4-ручка для ввода
кювет в световой поток;
5 -ручка «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ» для включения Фотоприемников: 6-ручка
«УСТАНОВКА 100 грубо»; 7 - ручка «ТОЧНО».
Прямая пропорциональная зависимость оптической плотности от концентрации окрашенного вещества соблюдается только при низких концентрациях раствора и определенных значениях рН, которые создаются буферными растворами.
Определение массовой доли белков в молоке основано на их свойстве связывать кислый краситель амидо-черный 10Б, способный образовывать с ними нерастворимые комплексы при рН=2.3±0.1.
Массовую долю белка вычисляют по разности оптической плотности
раствора красителя до реакции с белками и после нее.
Приборы. Колориметр фотоэлектрический концентрацией КФК-2 со
светофильтром для выделения спектральной области 590 нм и кюветами рабочей длины 10 мм; фотометр фотоэлектрический КФК-3; иономер с диапа9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
зоном измерения рН от минус 1 до плюс 19 и ценой делена 0.05; весы лабораторные 2 класса точности с ценой проверочного деления не более 0.001 г;
центрифуга лабораторная с частотой вращения барабана 25 с (1500 об/мин);
пипетки вместимостью 1 и 20 см3; центрифужные пробирки вместимостью
25 см3; мерные колбы вместимостью 50 см3. Общий вид колориметра КФК-2
и его принципиальная оптическая схем» представлены на рис. 1 и рис. 2, а
общий вид фотометра фотоэлектрического КФК-3 и его принципиальная оптическая схема на рис. 3 и 4.
Рис. 2. Принципиальная оптическая схема КФК-2:
1 - галогенная малогабаритная лампа; 2 - конденсор; 3 - диафрагма (d=2 мм);
4,5 - объектив;
6 - теплозащитный светофильтр, 7 - нейтральный светофильтр; 8 - цветные
светофильтры; 9,11 - защитные стекла; 10 - кювета с исследуемым раствором; 12 - фотодиод ФД-24К для работы в области спектра 590-980 нм; 13 светофильтр из цветного стекла СЗС-16; 14 - пластинка, разделяющая световой поток; 15 - фотоэлемент Ф-26 для работы в области спектра 315-540 нм;
16 - линзы; 17 - кюветы емкости; 18 - линзы; 19 - приставка микроанализатора,
Рис. 3. Общий вид фотометра фотоэлектрического КФК-3:
1 - кожух прибора; 2 - ручка для установления требуемой длины волны; 3 металлическое основание ; 4 - ручка для ввода кювет в световой поток; 5 съемная крышка кюветного отделения.
10
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Принципиальная оптическая схема КФК-2 показывает ход светового тока в
приборе. Нить лампы изображается конденсором в плоскости диафрагмы.
Это изображение переносится объективом через систему светофильтров в
кювету с исследуемым раствором. Для выделения узких участков спектра из
сплошного спектра излучения лампы имеются цветные светофильтры. Теплозащитный светофильтр вводится в световой пучок при работе в видимой
области спектра (400...490 нм). Для ослабления светового потока при работе
в спектральном диапазоне (400...540 нм) установлен нейтральный светофильтр.
Рис. 4. Принципиальная оптическая схема
КФК-3:
I - галогенная лампа; 2 - конденсор; 3, 6 - светофильтр;
4 - вогнутая дифракционная решетка; 5 - вогнутое зеркало; 7, 8 - объективы;
9 - кювета с исследуемым раствором; 10-линза; 11 - светоприемник.
Прошедший через кювету световой поток попадает на пластину, которая делит его на две части: около 10% потока направляется на фотодиод и около
90% - на фотоэлемент.
Для уравнивания фототоков, снимаемых с фотодиода при работе с различными цветными светофильтрами, перед ним установлен светофильтр.
Таким образом, световой поток, пройдя через исследуемый раствор, воздействует одновременно и на фотодиод, и на фотоэлемент. Вход усилителя постоянного тока подключен к одному из них. Ток подключенного светоприемника проходит через усилитель и попадает на измерительный прибор - микроамперметр. Он имеет шкалу, оцифрованную в коэффициентах пропускания
(Т) от 100% до 0% и оптической плотности (D) от 0 до 3.0.
Фотоэлемент обеспечивает изменение чувствительности электрической
схемы в соотношениях 1:1, 1:3 и 1:9 (положения переключателя соответственно «З», «2» и «I», обозначенные черным цветом). Фотодиод- 1:9, 1:3
и 1:1 (положения переключателя соответственно «I», «2» и «З», обозначенные красным цветом). При работе фотоэлемента отключается фотодиод и наоборот.
11
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Принципиальная оптическая схема КФК-3 показывает ход светового потока в приборе. Нить лампы изображается конденсором в плоскости диафрагмы (ДО). Далее диафрагма Д1 с помощью вогнутой дифракционной решетки и вогнутого зеркала изображается в плоскости такой же диафрагмы
Д2, где создается растянутая картина спектра. Поворачивая дифракционную
решетку вокруг оси, выделяют щелью диафрагмы Д2 излучение любой длины волны от 315 до 990 нм. Далее световой поток направляется через объектив в кювету с исследуемым раствором. Объектив создает в кюветном отделении слабо сходящийся поток света и формирует увеличенное изображение
щели второй диафрагмы. Линза сводит пучок света, прошедший через раствор, на светоприемнике в виде равномерно освещенного светового кружка.
Для уменьшения влияния рассеянного света в ультрафиолетовой области
спектра за первой диафрагмой установлен светофильтр, который работает в
схеме при измерениях в спектральной области 315... 400 нм, а затем автоматически выводится.
Световой поток со светоприемника попадает на преобразователь светового излучения в электрический сигнал-фотодиод, и далее в соответствии с
электрической схемой - на микропроцессорную систему, где обрабатывается.
Результаты выводятся на табло системы.
Проведение анализа. Проверка правильности приготовления рабочего
раствора красителя амидо-черный10Б. Раствор красителя должен соответствовать определенным показателям: оптическая плотность раствора, разбавленного водой в 50 раз, должна быть равной 0.82±0.02, а его кислотность
должна соответствовать рН 2.3±0.1.
Показатели красителя изменяются при хранении, поэтому перед чалом
испытаний их проверяют и корректируют.
Проверка оптической плотности рабочего раствора красителя .Для определения оптической плотности реактива в мерную колбу вместимостью 50
см3 пипеткой вносят 1 см3 исходного красителя, объем доводят дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают.
Полученный раствор вносят в кювету колориметра с рабочей длиной 10
мм и анализируют при длине волны 590±10 нм (оранжевый фильтр). В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду. Если оптическая плотность ниже стандартного значения, то pаствор реактива готовят заново, увеличивая пропорционально величину навески красителя, а если выше
- в него добавляют цитратно-фосфатный буферный раствор с рН=2.3±0.1 .
Проверка рН рабочего раствора красителя. рН красителя, разбавленного в 50 раз дистиллированной водой, определяют с помощью иономера .
В случае отклонения от требуемого значения раствор исправляют путем
добавления кислоты или щелочи.
Проведение измерений массовой доли белка в молоке. После корректировки показателей красителя приступают к определению массовой доли
белка в молоке.
12
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для этого в центрифужную пробирку вместимостью 25... 30 см3 пипетками вносят 1 см молока и 20 см3 исходного раствора красителя. Пробирку закрывают резиновой пробкой и осторожно перемешивают содержимое, переворачивая пробирку около 10 раз. Необходимо избегать сильного встряхивания, так как при этом образуется трудно разрушаемая пена.
Пробирку без пробки помещают в центрифугу и центрифугируют при
частоте вращения барабана 25 с (1500 об/мин) в течение 10 мин. Пробирки в
центрифуге следует располагать симметрично во избежание разбалансировки
барабана.
Затем в мерную колбу вместимостью 50 см3, пипеткой вносят 1 см3 надосадочной жидкости, доливают дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
Полученный раствор вносят в кювету с рабочей длиной 10 мм (опытная
проба). В качестве раствора сравнения используют исходный раствор красителя, разбавленного дистиллированной водой в 50 раз и помещенного в такую же кювету (контрольная проба).
Жидкость в кювету необходимо наливать до метки на ее боковой стенке,
не следует наклонять кювету при установке в кюветодержатель.
Порядок работы на колориметре КФК-2. Колориметр включают в сеть за
15мин до начала измерений. Во время прогрева кюветное отделение должно
быть открыто.
Устанавливают светофильтр с длиной волны 590±10 нм. На лицевой панели
колориметра он отмечен красным цветом.
Ручку «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ» переводят в положение «1», отмеченное
красным цветом, ручки «УСТАНОВКА 100 ГРУБО» «ТОЧНО» - в крайнее
левое положение.
Проверяют установку стрелки на «0» по шкале коэффициентов пускания
«Т» при открытом кюветном отделении. При смещении стрелки ее подводят
к нулю с помощью потенциометра «НУЛЬ».
В заднее гнездо кюветодержателя в световой поток помещают кювету с
опытной пробой, в переднее-с контрольной. Крышку кюветного отделения
закрывают. (В случае проверки оптической плотности рабочей раствора красителя в заднее гнездо кюветодержателя помещают кювету с дистиллированной водой).
Ручками «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ», «УСТАНОВКА 100 ГРУБО» и
«ТОЧНО» устанавливают стрелку прибора на «0» по шкале оптической)
плотности «D». Ручка «ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ» может находиться в одном
из трех положений: «1», «2» или «З», отмеченных красным цветом.
Поворотом ручки кюветодержателя кювету с опытной пробой заменяют
на кювету с контрольной. Снимают показание разности оптической плотности по шкале «D».
Измерения проводят 3 раза. Среднее значение используют для чета массовой доли белка в молоке.
13
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Порядок работы на фотометре фотоэлектрическом КФК-3. Фотометр
включают в сеть за 30 мин до начала измерений. Для этого открывают крышку кюветного отделения, включают тумблер «СЕТЬ», нажимают клавишу
«ПУСК». На цифровом табло должна появиться мигающая запятая.
Для установки нулевого отсчета нажимают клавишу «НУЛЬ». На цифровом табло появляется число, значение которого должно быть в пределах
0.005...0.200. Если значение не укладывается в заданные пределы, то его корректируют с помощью резистора «УСТ. 0» при нажатой клавише «НУЛЬ».
С помощью ручки, находящейся слева внизу на передней панели прибора, устанавливают длину волны 590±10 нм. Установку длины волны выполняют подводкой со стороны коротких волн к более длинным. Если при установке значение длины волны перешло требуемое, возвращаются на 20... 30
нм к более коротким и повторно подводят к требуемому значению. Длина
волны высвечивается в верхнем цифровом табло.
В заднее гнездо кюветодержателя в световой поток помещают кювету с
опытной пробой, в переднее - с контрольной. (В случае проверки оптической
плотности рабочего раствора красителя в заднее гнездо кюветотодержателя
помещают кювету с дистиллированной водой). Закрывают крышку кюветного отделения и устанавливают значение оптической плотности опытной пробы на нуль. Для этого нажимают клавишу «Г». На нижнем цифровом табло
слева от мигающей запятой высветиться символ «Г».
Нажимают клавишу «Е». Слева от мигающей запятой высветиться символ
«Е», а справа от нее - число «0.000±0.002». Это означает, что начальный отсчет оптической плотности (0.000) установился правильно.
В противном случае вновь нажимают клавишу «Г», через 3...5 с -клавишу
«Е», открывают крышку кюветного отделения, нажимают клавишу «НУЛЬ»,
закрывают крышку кюветного отделения и нажимают клавишу «Е».
Поворотом ручки кюветодержателя кювету с опытной пробой заменяют
на кювету с контрольной. На цифровом табло отсчитывают разность оптической плотности в единицах оптической плотности.
Измерения проводят 3 раза. Среднее значение используют для расчета
массовой доли белка в молоке.
Выключают прибор из сети. Кюветы промывают дистиллированной водой
или спиртом. Закрывают крышку кюветного отделения.
Обработка результатов. Для расчета массовой доли белка (Б) в молоке
используют эмпирическую формулу:
Б =7.78*0-1.34 (%),
(3)
где D - среднее значение показаний прибора;
7.78 и 1.34 - эмпирические коэффициенты.
Предел допускаемой погрешности метода составляет ±0.10% массовой
доли белка при доверительной вероятности 0.80.
Расхождения между двумя параллельными измерениями не должны превышать 0.1% массовой доли белка.
14
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Результаты исследований занести в таблицу. Сделать выводы о содержании
белка в исследуемой пробе молока.
№
пробы
1 измерение
2 измерение
Среднее
значение
Сходимость
определения %
Сходимость
метода %
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Классифицируйте белки молока.
2. Охарактеризуйте биологические функции белков молока.
3. Какой процент в среднем химическом составе молока приходится
на белки.
4. К каким белкам по степени сложности относится казеин.
5. В чем заключается пищевая и биологическая ценность белков молока.
ТЕМА: ДЕСТАБИЛИЗАЦИЯ МИЦЕЛЛ КАЗЕИНА
Цель работы. Ознакомится с механизмом коагуляции казеиновых мицелл
под воздействием различных реагентов. Изучить характер сгустка, полученного
различными способами дестабилизации казеина.
Сущность метода. В свежем молоке мицеллы казеина обладают относительной устойчивостью - не коагулируют при механической обработке и
нагревании молока до высоких температур.
Это связано с тем, что нативные мицеллы казеина имеют на поверхности
двойной электрический слой, а также хорошо развитую гидратную оболочку.
Этого электрического заряда достаточно, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения между частицами казеина при их сближении.
Таким образом, в свежем молоке силы электростатического отталкивания
между мицеллами казеина превалируют над силами молекулярного притяжения, и коллоидная система молока находится в устойчивом состоянии.
Следовательно, для того чтобы вызвать соединение и коагуляцию мицелл казеина, необходимо снизить их отрицательный заряд, т.е. перевести мицеллы в
изоэлектрическое или близкое к нему состояние, и разрушить гидратные
оболочки. В практике коагуляцию казеина осуществляют, снижая рН молока
или добавляя кислоты (кислотная коагуляция), внося хлорид кальция при нагревании (термокальциевая коагуляция) и сычужный фермент (сычужная
коагуляция).
1) КИСЛОТНАЯ КОАГУЛЯЦИЯ КАЗЕИНА
При добавлении кислоты наблюдается постепенное снижение отрицательного заряда казеиновых мицелл и при рН 4,6-4,7 переход их в изоэлектрическое состояние, характеризующееся равенством отрицательных и по15
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ложительных зарядов. В изоэлектрической точке снижается устойчивость и
растворимость частиц казеина.
В результате их столкновений образуются агрегаты и длинные нити, которые затем соединяются в единую пространственную сетку, т.е. формируется
белковый каркас сгустка. Образующийся сгусток обладает способностью уплотняться с выделением сыворотки (синерезис).
Реактивы и оборудование. Пробирки, пипетки, градуированные пипетки,
молоко, 10% уксусная кислота.
Проведение анализа. В пробирку отмерить 5 мл. молока. Затем добавить несколько капель уксусной кислоты. Выпавшие в осадок хлопья представляют собой коагулирующий казеин. Сывороточные белки остаются в сыворотке.
2) ТЕРМОКАЛЬЦИЕВАЯ КОАГУЛЯЦИЯ КАЗЕИНА
Термокальциевая коагуляция белков была предложена русским ученым П.Ф.
Дьяченко. Для коагуляции используют 40% хлорид кальция. А для осаждения сывороточных белков – действие высоких температур (950).
Механизм действия кальция заключается в снижении отрицательного заряда белковых частиц, вследствии присоединения его к отрицательно заряженным группам. В результате электронейтральные частицы казеина агрегируют с помощью ионов кальция и выпадают в осадок. Вместе с казеином осаждаются и денатурируют сывороточные белки.
Реактивы и оборудование. Градуированные пипетки, водяная баня, молоко,
хлорид кальция.
Проведение анализа. К 5 мл. молока прилить 1 мл. хлорида кальция, затем поместить в горячую водяную баню на 5 мин.
3) СЫЧУЖНАЯ КОАГУЛЯЦИЯ КАЗЕИНА
Механизм сычужной коагуляции проходит в две стадии.
На первой стадии фермент действует на молекулы %-казеина, стабилизирующие частицы казеина. В нем разрываются определенные пептидные связи, что вызывает отщепление довольно крупных пептидов -макропептидов. В
результате в мицеллах остается не %-казеин , а пара-х-казеин, который уже неспособен, защищать частицы казеина от слипания. Т.о. в сгусток переходит не
казеин молока ( казеинкальцийфосфатный комплекс), а параказеин ( параказеинкальцийфосфатный комплекс). Параказеин отличается от казеина-имеет
меньшую молекулярную массу и изоэлектрическую точку в менее кислой среде
- при рН 5-5,2.
На второй стадии неустойчивые (дестабилизированные) мицеллы казеина коагулируют. Сначала они собираются в небольшие агрегаты (до 2-5
частиц) и длинные нити (5-20 и более частиц), которые затем соединяются
между собой образуя сгусток.
Реактивы и оборудование. Мерные колбы, градуированные пипетки,
термостат, молоко, сычужный фермент.
16
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Проведение анализа. Отмерить 100 мл. молока, доведенного до температуры активности фермента (37оС). Добавить 1 мл. фермента. Р-р фермента готовится за 30 мин. до начала проведения реакции (100 мл воды -2,5
гр. сухого в-ва ) и выдерживается в термостате при температуре оптимальной
для активности фермента (36-37оС). Через 3 мин образуется сгусток, что говорит о коагуляции казеина. При отделении сыворотки белки остаются в ней.
Результаты исследований занести в таблицу:
БЕЛОК
Вид коагуляции
КАЗЕИН
СЫВ. БЕЛКИ
Кислотная
Термокальциевая
Действие сычужного
фермента
Контрольные вопросы
1. Чем обусловлена устойчивость коллоидных частиц казеина в молоке.
2. Какие способы коагуляции казеина применяют при выработке кисломолочных продуктов.
3. Что такое копреципитат.
4. Какой способ коагуляции обеспечивает максимальное использование белков.
5. Какие фракции казеина не осаждает сычужный фермент.
6. При каких условиях дестабилизируются сывороточные белки.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ АЛЬБУМИНА В МОЛОКЕ
Цель работы. Изучить условия дестабилизации сывороточных белков.
Определить визуально в фильтрате сыворотки хлопья молочного альбумина.
Метод носит качественный характер.
Сущность метода.. Казеинаткальций-фосфатный комплекс молока
разрушается уксусной кислотой, освобождая казеин, который в сыворотке не
растворяется и выпадает в виде хлопьев. Альбумин молока в свободном состоянии растворим и под воздействием уксусной кислоты не выпадает в осадок, вместе с казеином.
Однако он легко осаждается при нагревании свыше 75°С при кипячении.
Проведение анализа. В пробирку отмеривают пипеткой 5см3 молока
и нагревают его до (40-50) °С. Второй пипеткой вносят несколько капель
раствора 10 % уксусной кислоты, слегка перемешивая молоко до прекращения выпадения хлопьев. Выпавшие хлопья представляют собой казеин молока. После этого 2-3 см сыворотки отфильтровывают в другую чистую пробирку. Фильтрат в пробирке нагревают до кипения (держа пробирку специ17
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
альными деревянными зажимами или обернув полотенцем); в жидкости появляются мелкие хлопья – молочный альбумин.
Контрольные вопросы
1. Какой процент от общего белкового состава приходится на сывороточные белки.
2. Какие белки относятся к сывороточным.
3. Охарактеризуйте биологическую роль сывороточных белков.
4. Какой белок является самой термостабильной частью сывороточных
белков.
5. Что такое «молочный камень». При каких условиях происходит его образование.
ТЕМА: ВЛИЯНИЕ КИСЛОТНОСТИ НА УСТОЙЧИВОСТЬ БЕЛКОВ
МОЛОКА (КИСЛОТНО-КИПЯТИЛЬНАЯ ПРОБА)
Цель работы. Определения свежести молока при помощи установления
титруемой кислотности.
Сущность метода. Метод используют для определения степени свежести
молока. Считается, что чем больше добавленной кислоты выдерживает молоко при кипячении без гелеобразования, тем ниже его титруемая кислотность.
Мицеллы казеина в молоке с повышенной кислотностью имеют меньший
заряд, что связано с нейтрализацией белка молочной кислотой, накапливающейся в результате сбраживания лактозы микроорганизмами, меньшую степень дисперсности, чем мицеллы казеина свежего молока, более тонкую гидратную оболочку, однако наличие заряда и гидратной оболочки препятствует
гелеобразованию.
На рис. 5 представлены фрагменты поверхности мицелл казеина свежего
молока и молока с повышенной кислотностью.
Рис. 5. Фрагменты поверхности мицелл казеина:
а) свежего молока; б) молока с повышенной кислотностью.
Нагревание молока до 35...40°С вызывает полную дегидратацию белковых частиц, а дальнейшее повышение температуры приводит к усилению
гидрофобных и ионных взаимодействий, активирует кальций-индуцированное осаждение казеина.
Кроме того, под действием добавленной к молоку кислоты происходит
снижение заряда казеиновых мицелл. Если заряд снижается до нуля, то наступает гелеобразование.
18
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приборы. Пробирка вместимостью 20 см3; пипетка вместимостью 10
см3; бюретка вместимостью 25 см3 с ценой деления 0.1 см3; водяная баня;
электроплитка.
Проведение анализа. В 2 пробирки вместимостью 20 см3 вносят пипеткой по 10 см3 исследуемого молока, добавляют из бюретки раствор соляной кислоты (С,=0.1 моль/дм3): в первую пробирку -0.5см3, во вторую-1.0
см3. Содержимое пробирок тщательно перемешивают. Пробирки помещают в
кипящую водяную баню. Уровень воды в бане должен быть выше уровня
жидкости в пробирках.
Через 3 мин пробирки вынимают, охлаждают и определяют изменение
консистенции молока.
Оценка результатов. Если гелеобразование не произошло ни в одной
из пробирок, то кислотность молока ниже 19°Т. Молоко свежее.
Если сгусток образовался только во второй пробирке, его кислотность
19…20°Т, а если в обеих пробирках-то кислотность более 20°Т.
Результаты исследовании занести в таблицу и сделать выводы.
№
1
2
3
Титруемая
Качество
пробы
пробирка
пробирка
пробирка
кислотность
молока
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Чем обусловлена повышение кислотности молока в процессе хранения.
2. Какие нежелательные изменения свойств молока для технологической
переработки происходят при повышении кислотности.
3. Охарактеризуйте кислотность свежевыдоенного молока.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ БУФЕРНОЙ ЕМКОСТИ МОЛОКА
(ПО П.Ф. ДЬЯЧЕНКО)
Цель работы. Ознакомится с буферными свойствами молока, изучить
методики определения буферной емкости молока по кислоте, по щелочи, а
также научиться определять титруемую кислотность при помощи индикатора
фенолфталеина и значение рН.
Сущность метода. Буферные свойства - это способность растворов, содержащих слабую кислоту и ее соль от сильного основания, смесь двух кислых солей слабой кислоты или слабое основание и его соль от сильной кислоты, препятствовать изменению рН при добавлении кислоты или щелочи.
Буферные свойства молока связаны с наличием белков, гидроортофосфатов и цитратов натрия и калия.
Кислота, добавленная в молоко, или образовавшаяся в результате молочочнокислого брожения, связывается белками в соответствии с уравнением :
19
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Константа диссоциации карбоновых кислот мала, поэтому активная кислотность практически не изменяется, а титруемая возрастает.
Буферная способность молока по кислоте, обусловленная фосфатами, заключается в переходе гидроортофосфатов в дигидроотофосфаты:
HPO4 2- + H+ --» H2PO4Константа диссоциации аниона H2PO4- значительно ниже, чем константа
диссоциации соляной или молочной кислот, поэтому происходит связывание
ионов водорода, рН не изменяется, титруемая кислотность возрастает.
Аналогично реагируют с кислотой цитраты и гидрокарбонаты. Щелочь, добавленная к молоку, связывается белками в соответствии с уравнением:
Буферная емкость молока по щелочи, связанная с фосфатами, исключается в переходе дигидроортофосфатов в гидроортофосфаты:
Н2Р04- + ОН-- -> НР042- + Н2О
Цитраты и гидрокарбонаты взаимодействуют со щелочью аналогично
фосфатам.
Количественной мерой буферных свойств молока является буферная емкость. Под буферной емкостью понимают объем (см3) раствора гидроксида
натрия с Сэ=1 моль/дм3, или раствора соляной кислоты той же концентрации,
который требуется прибавить к 100 см3 молока, чтобы изменить рН молока
на единицу.
Буферная емкость нормального молока по кислоте составляет около 1.74,
а по щелочи - 1.08.
Буферные свойства молока играют большую роль при изготовлении кисломолочных продуктов и сыра. Так, при изготовлении кисломолочных продуктов микроорганизмы закваски способны сбраживать около 20% лактозы,
после чего начинают отмирать из-за низкого значения рН (4.76). Наибольшей
буферной емкостью среди молочных продуктов обладают сыры, поэтому рН
сырной массы понижается медленно до значений 5.3... 5.5. При таком рН
продолжается развитие молочнокислых стрептококков закваски, в результате
чего лактоза полностью сбраживается на 7...10 сутки созревания сыра. Если
бы процесс молочнокислого брожения проходил в водном растворе лактозы,
20
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
содержащем столько же лактозы, сколько в молоке, то микроорганизмы начали бы отмирать, утилизировав только около 3% лактозы.
Приборы. Конические колбы вместимостью 150 см3; пипетка вместимостью 10 см3; бюретка вместимостью 10 см3 и ценой деления 0.1 см3.
Проведение анализа. В две конические колбы вместимостью 150 см3
пипеткой вносят по 10 см3 молока.
В одну из них добавляют 3 капли 1%-ного раствора фенолфталеина и
титруют из бюретки раствором гидроксида натрия с Сэ=0,1 моль/дм3 до слабо-розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с. Объем щелочи
(Vщ) записывают.
В другую колбу с молоком добавляют 5...7 капель 0.1%-ного раствора
метилового красного и титруют из бюретки раствором соляной кислоты с
Сэ=0.1 моль/дм3 до появления красного окрашивания. Объем кислоты (Vк)
записывают.
Обработка результатов. Буферную емкость молока по щелочи (Бщ) и
по кислоте (Бк) вычисляют по формулам:
Где,
Кщ - объем раствора гидроксида натрия, израсходованного на титрование
100 см3 молока, см3. Kщ = Vщ * 10;
Кк- объем раствора соляной кислоты, израсходованного на титрование 100
см3 молока, см3. Кк =VK * 10;
рНнач - значение рН исследуемого молока;
рНкон - значение рН молока в конце титрования щелочью или кислотой. При
титровании щелочью рНкон=8.2, а при титровании кислотой рНкон=4.7;
10— коэффициент пересчета растворов щелочи или кислоты с эквивалентной! концентрацией 0.1 моль/дм3 в концентрацию 1 моль/дм3.
Определить значение рН исследуемого молока (рН нач) можно сопоставив
значение титруемой кислотности и рН по таблице 1, пользуясь следующей
методикой:
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТИТРУЕМОЙ КИСЛОТНОСТИ МОЛОКА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНДИКАТОРА ФЕНОЛФТАЛЕИНА
21
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сущность метода. Показатель титруемой кислотности используют для
оценки качества заготовленного молока.
Титруемая кислотность, иначе общая кислотность включает в себя как
диссоциированную, так и недиссоциированную части кислот ( молочной,
угольной, лимонной, аскорбиновой и других ), минеральных солей, белков и
иных титруемых соединений, находящихся в молоке.
В исходном молоке существует динамическое равновесие между недиссоциированными молекулами (НА) и ионами (Н+, А+):
НАН+ + А+
При добавлении щелочи ионы водорода связываются ее гидроксилами в
слабодиссоциированные молекулы воды:
Н+ + ОН -  Н2О
В результате из раствора удаляются ионы водорода и равновесие диссоциации сдвигается вправо – в сторону распада молекул на ионы. Таким образом, по мере добавления щелочи все молекулы кислых соединений постепенно распадаются на ионы и вся кислота нейтрализуется щелочью.
В России титруемую кислотность выражают в градусах Тернера
(Т). Под градусами Тернера понимают объем (см3) раствора гидроксида натрия с Сэ= 0,1 моль/дм3, необходимого для нейтрализации кислых соединений в 100 см3 молока, разбавленного в два раза водой.
Титруемая кислотность свежевыдоенного молока составляет 16…18 Т
Из них на долю минеральных солей приходится 9…13, белков –4…6, углекислоты и других титруемых соединений – 1…3Т.
Кислотность молока зависит от периода лактации, физиологического
состояния животного, рационов кормления и многих других факторов. Так
кислотность молозива лежит в пределах от 20 до 21 т, а стародойного от 13
до 15 Т. Такое молоко относят к анормальному и на заводы не принимают.
При развитии в молоке микроорганизмов титруемая кислотность
его повышается за счет накопления в нем молочной кислоты, как конечного
продукта сбраживания лактозы. Повышение кислотности вызывает снижение
устойчивости белковой и липидной фаз, поэтому молоко с кислотностью 21
о
Т принимают как несортовое, а молоко с кислотностью 22 о Т сдаче на заводы не подлежит.
При избыточном минеральном кормлении кислотность молока по
стойловой пробе может достигать 26о Т. Такое молоко допускается принимать на заводы для производства кисломолочных напитков и творога.
Приборы. Коническая колба вместимостью 100 см 3; пипетки вместимостью 10 и 20 см3; бюретка вместимостью 25 см3 с ценой деления 0,1 см3 ;
капельница для р-ра фенолфталеина.
Проведение анализа. В коническую колбу вместимостью 100 см3 пипетками вносят 10 см3 молока, 20 см3 дистиллированной воды и добавляют 3
22
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
капли 1% р-ра фенолфталеина .Содержимое колбы тщательно перемешивают и титруют из бюретки раствором гидроксида натрия (калия) с Сэ =0,1
моль/дм3 до появления слабо-розового окрашивания не исчезающего в течение 1 мин. Объем щелочи (V) записывают.
Обработка результатов. Титруемую кислотность (К) расчитывают по
формуле:
К= V *10 (о Т)
Где 10- коэффициент пересчета расхода гидроксида натрия с Сэ =
3
0,1 моль/дм на 100 см3 молока.
За окончательный результат принимают среднее значение двух параллельных определений, округляемых до второго десятичного знака.
Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 1,9 о Т. рН исследуемого молока находят по таблице:
Зависимость между величиной рН и титруемой кислотностью молока
коровьего заготовляемого, пастеризованного
Титруемая
кислотность
о
Т
Значение рН
Молоко заготовляемое
Молоко пастеризованное
Среднее значеСреднее значеПределы РН
Пределы РН
ние
ние
16
6,75-6,72
6,73
6,70-6,66
6,68
17
6,71-6,67
6,69
6,65-6,61
6,63
18
6,66-6,61
6,64
6,60-6,55
6,57
19
6,60-6,55
6,58
6,54-6,49
6,51
20
6,54-6,49
6,52
6,48-6,43
6,45
21
6,48-6,44
6,46
6,42-6,38
6,34
Результаты исследований заносят в таблицу:
№
Титруемая
Буферная емкость
Буферная емкость
рН
пробы
кислотность молока по щелочи (Бщ) молока по кислоте (Бк)
1
2
3
23
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Контрольные вопросы
1. Что называется буферной емкостью молока.
2. Чем обусловлена буферная емкость молока.
3. Какую роль играют буферные свойства молока при изготовлении кисломолочных продуктов и сыра.
4. В каких условных единицах выражают титруемую кислотность.
5. От каких факторов зависит вариабельность титруемой кислотности.
6. Почему титруемая кислотность считается критерием оценки качества
заготовляемого молока.
ТЕМА: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МОЛОЧНОГО ЖИРА
Цель работы. Изучение физико-химических свойств молочного жира.
1) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ
МОЛОЧНОГО
ЖИРА
Сущность метода. Чистый молочный жир представляет собой смесь
насыщенных и ненасыщенных триацилглицеринов со следами ди- и моноацилглицеринов с различными температурами плавления.
Триацилглицерины с непредельными и низкомолекулярными кислотами имеют более низкую температуру плавления, чем триацилглицерины, состоящие из насыщенных высокомолекулярных кислот. Например, температура плавления одно-кислотных триацилглицеринов составляет: предельного
трипальмитина - 65°С, а непредельного триолеина - только 5°С.
Установлено, что в состав молочного жира входит несколько тысяч
разно-кислотных триацилглицеринов, в том числе содержащих низкомолекулярные кислоты, поэтому он имеет низкую температуру плавления и однородную консистенцию
На способность к плавлению молочного жира оказывают влияние также распределение жирных кислот в триацилглицеринах, полиморфные формы и размер кристаллов.
Распределение жирных кислот в триацилглицеринах может быть равномерным (одна и та же кислота не повторяется в одной и той же молекуле
до тех пор, пока ее доля не превысит 33% общего содержания всех присутствующих жирных кислот) и беспорядочным, неравномерным (кислота присутствует в молекуле в соответствии с ее содержанием в жире и статистическими возможностями, которые определяются ее содержанием). Широкий диапазон колебаний температуры плавления молочного жира (28...33°С) свидетельствует о неравномерном распределении жирных кислот в триацилглицеринах .
Для молочного жира характерен полиморфизм, т.е. существование одной и той же молекулы в различных кристаллических состояниях: -, -,и -,
24
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
которые отличаются температурой плавления. Наиболее термостабильна форма, быстрее других плавится -форма.
Отдельные полиморфные формы триацилглицеринов ассоциируются в
«структуры двойной длины цепи» (ДДЦ) и «структуры тройной длины цепи»
(ТДЦ) с образованием кристаллов различной формы и размера. Возможные
кристаллические структуры триацилглицеринов:
а)- структуры ДДЦ;
6) - структуры ТДЦ. Конфигурации:
1 -вилки;
2 - кресла;
3 -стержни.
-полиморфная модификация имеет неплотную упаковку молекул
триацилглицеринов в структуры ТДЦ и вид игольчатых кристаллов. Для '- и
-модификаций характерна плотная упаковка молекул в структуры ДДЦ и
ТДЦ, имеющие вид игольчатых или плотных сферолитов.
При нагревании жира вначале плавятся моно-, ди- и легкоплавкие триацилглицерины. При этом радикалы кислот получают возможность вращаться
вокруг углеродного скелета глицерина и триацилглицерины принимают форму.
Поскольку при данной температуре --форма не плавится, то жир застывает. В этом случае он имеет упорядоченную структуру, состоящую только
из -модификаций, т.е. находится в пластичном состоянии.
Пластичность - предел текучести. До начала текучести необходим лишь
преодолеть определенную предельную величину действующего напряжения
сдвига.
Для определения температуры плавления молочного жира используют
различные методы. Так, ее находят по температуре начала подъема жира в
трубке при плавлении, конечной температуре плавления, точке текучести,
точке каплепадения и другими способами. Обычно определяют конечную
температуру плавления, т.е. ту, при которой весь жир расплавляется, превращаясь в осветленную прозрачную жидкость.
Приборы. Стеклянный капилляр диаметром 1...2мм и длиной 3…4 см;
химический стакан вместимостью 100 и 200 см3; фильтровальная бумага, холодильник бытовой; резиновое кольцо для крепления капилляра с жиром к
термометру; термометр ртутный стеклянный лабораторный с диапазоном измерений от 0 до 50°С и ценой деления 0.1°С; пробирка вместимостью 10 см3 ;
электроплитка; штатив.
Проведение анализа. Конец тонкого стеклянного капилляра диаметром 1...2 мм опускают в расплавленный и профильтрованный жир с температурой около 40°С, дав ему подняться примерно на 1 см. Затем с наружной
стороны капилляр вытирают фильтровальной бумагой и помещают в холодильник при 0°С на 2 ч для полной кристаллизации триацилглицеринов. Далее капилляр укрепляют с помощью резинового кольца на термометре с це25
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ной деления 0.1°С таким образом, чтобы конец капилляра с жиром находился
на уровне ртутного шарика. Термометр опускают в стеклянную пробирку, а
пробирку - в стоящий на электроплитке стакан с дистиллированной водой с
температурой не более 20°С. Затем термометр закрепляют на штативе так
чтобы он не касался дна пробирки.
Уровень воды в стакане должен быть выше уровня жира в капилляре. После
этого включают электроплитку, медленно поднимают температуру воды со скоростью приблизительно 1 градус/мин и непрерывно наблюдают за агрегатным состоянием жира.
Оценка результатов. Температурой плавления молочного жира считают ту, при
которой жир в капилляре становится прозрачным.
Расхождение между параллельными определениями не должно превышать
0.3°С.
За окончательный результат принимают среднее значение двух параллельных определений.
Результаты исследований заносят в таблицу:
№ Пробы
1 результат
2 результат
Среднее значение
2) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТВЕРДЕВАНИЯ МОЛОЧНОГО ЖИРА
Сущность метода. Температура отвердевания - это температура, при которой жир приобретает твердую консистенцию.
Молочный жир представляет собой смесь триацилглицеринов с различной температурой отвердевания, поэтому процесс его кристаллизации происходит постепенно. Вначале кристаллизуются высокоплавкие молекулы форм. При дальнейшем понижении температуры - другие модификации и
фракции триацилглицеринов.
Поскольку при отвердевании жира не затрачивается тепловая энергия на
переход модификаций друг в друга, то температура отвердевав ниже температуры плавления. Так, для молочного жира tотв =18...23°С, а tпл=28...33°С.
В данном методе температуру отвердевания молочного жира определяют
по температуре, при которой в результате освободившейся теплоты кристаллизации наступает подъем ртутного столбика термометра или временно не
происходит его дальнейшее понижение.
Приборы. Пробирка вместимостью 10 см3; термометр ртутный стеклянный лабораторный с диапазоном измерения от 0 до 50°С с ценой деления
0.1°С; баня водяная для пробирок; электроплитка.
Проведение анализа. В пробирку вместимостью 10 см3 пипеткой вносят 2...3 см3 расплавленного и профильтрованного молочного жира температурой 40...45°С. Пробирку закрывают пробкой с пропущенным через нее
26
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
термометром с ценой деления 0.1 °С. Следят за тем, чтобы ртутный шарик
был полностью погружен в жир.
Пробирку помещают в водяную баню с температурой 15°С. Легким периодическим встряхиванием пробирки и вращением термометра помешивают расплавленный жир до появления явно выраженной мути. После этого
перемешивание прекращают и непрерывно наблюдают за показаниями термометра.
Оценка результатов. Температурой отвердевания молочного жира
считают ту, при которой временно останавливается падение температуры.
Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 0.3°С.
За окончательный результат принимают среднее значение двух параллельных определений.
Результаты исследований заносят в таблицу:
№ Пробы
1 результат
2 результат
Среднее значение
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте жирнокислотный состав молочного жира.
2. Какое процентное соотношение составляет количество ненасыщенных жирных кислот к количеству насыщенных жирных кислот.
Сравните с эталонным жиром.
3. Как влияет соотношение насыщенных и ненасыщенных жирных кислот на физические свойства молочного жира.
4. Почему масло выработанное летом имеет более мягкую консистенцию по сравнению с маслом зимнего периода.
5. Перечислите и охарактеризуйте физические числа жира.
6. Почему жиры не имеют конкретной температуры плавления и отвердевания.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДНОГО ЧИСЛА МОЛОЧНОГО ЖИРА
Цель работы. Ознакомится с методикой количественного определения
йодного числа животного жира.
Сущность метода. В триацилглицеринах молочного жира обнаружено
140 жирных кислот с числом атомов углерода от 4 до 28. Однако только 10...
12 кислот с четным числом атомов углерода от 4 до 18 встречаются в количествах от 1 до 5% каждая. Их называют главными. Остальные кислоты получили названия минорных.
Из главных кислот в составе молочного жира преобладают предельные, на их
долю в среднем приходится 65% всей массы жирных кислот. Среди непредельных примерно 30% составляет олеиновая кислота. Количество биологи27
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
чески важных полиненасыщенных кислот – линолевой, линоленовой и арахидоновой, невелико и составляет 3...5% всей массы жирных кислот.
Для характеристики степени не предельности жирных кислот молочного
жира используют йодное число.
Количественно йодное число выражается в граммах йода, присоединяющегося к 100 граммам жира.
Йодное число молочного жира зависит от кормовых рационов, стадии
лактации, породы животного и других факторов. Среднее значение водного
числа лежит в пределах от 28 до 45 единиц.
Зимой при стойловом содержании скота значения йодных чисел невысоки
(менее 33 единиц). Весной с началом пастбищного периода они возрастают,
достигая максимума летом (до 39 единиц). Осенью в связи с переходом животных с пастбищного содержания на стойловое йодные числа уменьшаются
и зимой имеют минимальные значения (от 28 единиц). В течение года колебания йодного числа в пределах одной области обычно не превышают 6... 8
единиц.
Существует тесная связь между йодным числом и температурой плавления молочного жира. Так, йодное число, меньшее 33 единиц, характеризует
высокоплавкий жир (температура плавления около 32°С) и наоборот.
С увеличением йодного числа улучшается способность молочного жира к
связыванию влаги, поэтому летом легче, чем зимой, вырабатывать масло с
повышенной массовой долей влаги. От йодного числа зависят многие технологические процессы выработки масла высокого качества: продолжительность физического созревания и интенсивность сбивания сливок,
продолжительность обработки масла, режимы преобразования высокожирных сливок и другие.
По мере хранения молочного жира количество непредельных жирных кислот понижается благодаря их высокой реакционной способности. Это приводит к уменьшению значений йодного числа и может служить косвенной
характеристикой степени свежести жира.
Методы определения йодного числа основаны на способности непредельных жирных кислот присоединять йод.
Реакции, характеризующие процесс, описываются уравнениями:
J2+НОН -» HJ + HOJ
В обычных условиях йод практически не реагирует с водой, но в присутствии веществ, поглощающих йодноватистую кислоту, равновесие реакции
сдвигается вправо:
28
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Избыток йода оттитровывают тиосульфатом натрия:
J2+ 2Na2S203 -» 2NaJ + Na2S4C4O6
Приборы. Колба коническая с притертой пробкой вместимостью 400
3
см ; весы лабораторные 2 класса точности с ценой проверочного деления
0.001 г; бюретки вместимостью 25 и 50 см3 и ценой деления 0.1 см3 баня водяная для колб; электроплитка; цилиндр вместимостью 200см3; секундомер;
встряхивалка.
Проведение анализа. Берут две конические колбы вместимостью по
400см3 с притертыми пробками. В одну отвешивают (0.20...0.30)±0.01г расплавленного и профильтрованного жира (опытная проба), другую оставляют
пустой (контрольная проба). В обе колбы из бюретки добавляют по 20 см3
96°-ного этанола . Опытную пробу нагревают на водяной бане с температурой 50...60°С до получения однородной эмульсии.
Затем в обе колбы из бюретки вносят по 25 см3 спиртового раствора йода
(Сэ=0.2 моль/дм3) и цилиндром - по 200 см3 диситилированной воды, содержимое перемешивают. Колбы закрывают пробками и выдерживают при комнатной температуре в течение 5 мин при постоянном несильном встряхивании.
Далее реакционную смесь в каждой колбе быстро (чтобы максимально
связать избыток йода) титруют из бюретки раствором тиосульфата натрия
(Сэ=0.1 моль/дм3) до желтого окрашивания, после чего добавляют 1 см3 1%ного раствора крахмала . Смесь приобретает буро-фиолетовое окрашивание.
Содержимое колбы вновь титруют раствором тиосульфата натрия, добавляя
его по каплям до обесцвечивания.
В расчете используют весь объем раствора тиосульфата натрия израсходованного на титрование каждой пробы.
Обработка результатов. Йодное число вычисляют по формуле:
(Vк-V0) * 0.01269
К=-------------------------- *100
m
К- йодное число, единицы. 1 единица соответствует 1г йода, присоединяющегося к 100 г жира;
Vк- объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
контрольной пробы, см3;
29
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
V0 - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
опытной пробы, см ;
0.01269 -масса йода, соответствующая 1 см3 раствора тиосульфата натрия с
эквивалентной концентрацией 0.1 моль/дм3, г;
m - масса жира, г;
100 - коэффициент пересчета на 100 г жира.
Результаты исследования заносят в таблицу и на основе данных делают вывод о степени предельности жира.
№ пробы
Йодное число
Качественная характеристика жира
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Какая существует связь между йодным числом и температурой
плавления жира.
2. На какие характеристики жира указывает йодное число.
3. Укажите зависимость йодного числа молочного жира от сезона года.
С чем это связано.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА И КИСЛОТНОСТИ МОЛОЧНОГО ЖИРА
Цель работы. Ознакомится с методикой количественного определения
кислотного числа животного жира.
Сущность метода. Свежий молочный жир представляет собой смесь три, ди- и моноацилглицеринов, а также свободных жирных кислот. На долю последних приходится 0.02-0.06% массы липидов молока.
По мере хранения жира происходит его гидролиз под действием ферментов микроорганизмов, высоких температур, влажности, света и других
факторов.
Высокие температуры и действие света способствуют активации сложноэфирных связей в ацилглицеринах, а наличие влаги- развитию микроорганизмов. В результате гидролиза освобождаются свободные жирные кислоты,
содержание которых характеризует кислотное число. Кислотное число, таким
образом, определяет степень свежести жира. Процесс гидролиза описывается
уравнение
Триацилглецирин
диацилглецирин
30
масляная к-та
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В результате накопления низших жирных кислот, в частности масляной,
жир приобретает неприятные вкус и запах.
Высокой липолитической активностью обладают плесени (Penicilliurn,
Aspergilius, Mucor), дрожжи (Candida и другие) психротрофные микроорганизмы (Pseudomonas и другие).
Количественно кислотное число жиров выражается массой гидроксида калия
(мг), необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.
Для характеристики свежести молочного жира, в отличие от других жиров животного происхождения, чаще используют понятие кислотность, а не
кислотное число.
Кислотность молочного жира выражают в градусах Кеттсторфера или
градусах кислотности (°К).
Под градусами Кеттсторфера понимают объем (см3) водного раствора
гидроксида натрия молярной концентрации 0.1 моль/дм3 необходимый для
нейтрализации 5 г сливочного масла или его жировой фазы, умноженный на
2.
Кислотность свежего молочного жира изменяется от 0.1 до 0.9°К.
Реакция нейтрализации свободных жирных кислот описывает уравнением:
RCOOH + КОН -» RCOOK + НОН
Приборы. Коническая колба вместимостью 100 см3; весы лабораторные 2 класса точности с ценой проверочного деления 0.001 г; бюретка вместимостью 25 см3 с ценой деления 0.1 см3; водяная баня для колб; электроплитка; термометр ртутный лабораторный с диапазоном измерения от 0 до
100°С и ценой деления 0.1°С.
Проведение анализа. В коническую колбу вместимостью 100 см3 отвешивают 5.0+0.1 г расплавленного и профильтрованного молочного жира. В
колбу из бюретки добавляют 20 см3 96°-ного этанола и нагревают на водяной бане с температурой 50...60°С до получения однородной эмульсии.
Затем в колбу добавляют 3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют из бюретки раствором гидроксида натрия с (CЭ=0.1
моль/дм3) до появления слабо розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин.
Обработка результатов. Кислотное число вычисляют по формуле:
V
31
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
К= --------- ×5.61 (единиц),
m
где К-кислотное число жира, единицы; 1 единица соответствует 1 мг гидроксида калия, необходимого для нейтрализации 1 г жира;
V - объем раствора гидроксида калия (натрия), израсходованного на титрование жира, см3 ;
т - масса жира, г,
5.61- масса гидроксида калия, соответствующая 1см3 его раствора с эквивалентной концентрацией 0.1 моль/дм3, мг.
Для вычисления кислотности молочного жира используют формулу:
K=V×2 (°K),
где К- кислотность молочного жира, °K;
V- объем раствора гидроксида калия (натрия), пошедшего на титрование жира, см3.
За окончательный результат принимают среднее значение двух параллельных определений.
Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 0.1 °K.
Результаты исследования занести в таблицу. На основании полученных донных сделать выводы о наличии свободных жирных кислот и глубине гидролиза.
№ пробы
Кислотное число
Качественная характеристика жира
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Напишите схему стадий гидролиза жира.
2. Воздействие каких факторов приводит к гидролизу жира.
3. Какие продукты гидролитического распада приводят к ухудшению
органолептических свойств масла.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕКИСНОГО ЧИСЛА МОЛОЧНОГО
ЖИРА
Цель работы. Ознакомится с методикой количественного определения
перекисного числа жира.
32
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сущность метода. Начальной стадией порчи молочного жира является
гидролиз сложноэфирных связей в ацилглицеринах и накопление свободных
жирных кислот.
При хранении свободные жирные кислоты подвергаются дальнейшим изменениям.
Так, под действием кислорода воздуха происходит перекисное прогоркание (окисление) молочного жира.
Изменениям подвергаются в первую очередь ненасыщенные жирные кислоты. Причем их превращения могут идти как с разрывом двойной связи,
гак и без - по свободно-радикальному механизму. Насыщенные кислоты реагируют медленно и только по свободно-радикальному механизму. Инициаторами превращений кислот могут быть ионы тяжелых металлов, кислород,
свет, различные типы излучения и другие факторы.
Теория свободно-радикальных цепных реакций окисления липидов разработана академиком Н.Н. Семеновым на основе теории перекисного окисления Баха-Энглера.
Химизм процесса описывается уравнениями:
hv
О = О -----» - О – О молекулярный перекисный
кислород
мостик
Изменения непредельных жирных кислот:
а) с разрывом двойной связи:
олеиновая
кислота
перекись
б) по свободно-радикальному механизму:
33
альдегид
альдегидокислота
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
олеиновая
кислота
перекисный радикал
Свободный радикал кислоты вновь реагирует с кислородом и так далее.
Первичные продукты окисления - перекиси и гидроперекиси не влияют на
органолептические свойства молочного жира или масла, но накапливающиеся карбонильные соединения (альдегиды, кетоны и другие) делают их непригодными к употреблению и даже ядовитыми. Кроме того, Перекиси способствуют разрушению витаминов и образованию плохо усваиваемых организмом комплексных соединений с аминокислотами и
белками.
Для характеристики перекисного прогоркания молочного жира определяют перекисное число. Количественно перекисное число выражают в граммах йода, восстановленного 100 г жира.
У свежего молока оно лежит в пределах от 0.03 до 0.08 единиц.
В результате перекисной порчи жира уменьшаются такие константы, как
число омыления, йодное число, числа Рейхерта-Мейссля и Поленске. Ки-
34
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
слотное число в зависимости от интенсивности порчи может увеличиваться,
уменьшаться или оставаться неизменным.
Определение перекисного числа основано на способности перекисей восстанавливать йод из йодида водорода.
Массу восстановленного йода определяют по объему раствора тиосульфата натрия, пошедшего на его титрование. В качестве индикатора используют крахмал.
Йодид водорода образуется в результате реакции между йодидом калия и
уксусной кислотой по уравнению:
KJ + СНзСООН -» HJ + СНзСООК
Иодид водорода способен окисляться гидроперекисями с выделением йода:
R-CH-R + 2HJ --»
R-CH-R + J2 + НОН
0-0-Н
ОН
органическая гидроперекись
Йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия:
J2 + 2Na2S2O3 -» 2NaJ + Na2S4O6
Приборы. Коническая колба с притертой пробкой вместимостью 100
см ; весы лабораторные 2 класса точности с ценой проверочного деления
0.001 г; центрифужная пробирка градуированная вместимостью 10 см3; пипетка градуированная вместимостью 1 и 5 см3; секундомер; микробюретка
вместимостью 5 см3; встряхивалка.
Проведение анализа. Берут две колбы вместимостью 100 см3 с притертыми пробками. В одну отвешивают 1.0±0.1 г расплавленного и профильтрованного жира (опытная проба), другую оставляют пустой (контрольная проба). В обе колбы центрифужной пробиркой вносят по 6 см 3 смеси
хлороформа с ледяной уксусной кислотой (в соотношении 2:1). Колбы закрывают пробками. В опытной растворяют жир, покачивая колбу круговыми
движениями.
Затем в обе колбы пипетками добавляют по 1 см3 водного раствора йодида калия, насыщенного на холоде , и по 3 см3 дистиллированной воды. Колбы
закрывают пробками и выдерживают в течение 3 мин при постоянном несильном перемешивании.
После этого в обе колбы вносят по 3...5 капель 1%-ного раствора крахмала.
При наличии перекисей раствор принимает буро-фиолетовое окрашивание.
Выделившийся йод оттитровывают из микробюретки раствором тиосульфата
натрия (Сэ=0.01 моль/дм3) до обесцвечивания реакционной смеси.
Обработка результатов. Перекисное число вычисляют по формуле:
(V0-Vк)* 0.00127
К= ——————————× 100 (граммы йода),
m
3
где К - перекисное число, граммы йода, восстановленные 100 г жира;
35
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
V0 -объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
опытной пробы, см ;
Vк - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
контрольной пробы, см3;
0.00127- масса йода, соответствующая 1 см3 раствора тиосульфата натрия эквивалентной концентрацией 0.01 моль/дм3, г;
т — масса жира, г;
100 - коэффициент пересчета на 100 г жира.
Результаты исследовании занести в таблицу и сделать вывод о наличии
перекисного прогоркания в исследуемых пробах жира.
№ пробы
Перекисное число
Качественная характеристика жира
1
2
3
Контрольные вопросы Какие условия способствуют окислительной
порче молочного жира.
1. Какие жирные кислоты подвергаются окислительной порче в первую очередь. С чем это связано.
2. Как влияют первичные продукты окисления на органолептические
свойства жиров.
3. На чем основано с химической точки зрения определение перекисного числа.
4. Какие основные виды порчи жира вы знаете.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ УГЛЕВОДОВ В МОЛОКЕ ЙОДОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
Цель работы. Ознакомится с методикой количественного определения
углеводов в молоке при помощи йодометрического метода.
Сущность метода. Метод основан на способности лактозы и других эпьдоз окисляться йодом в щелочной среде с образованием кислот. Для анализа
используют безбелковый фильтрат.
Реакции, характеризующие процесс окисления лактозы, описывается
уравнениями:
3J2 + 6NaOH <=> 5NaJ + NaJO3 + 3HOH
NaJO3->NaJ+3[O]
Согласно закону действующих масс при наличии альдоз в растворе реакция
взаимодействия йода со щелочью сдвигается вправо. Общее содержание йода
уменьшается до тех пор, пока не закончится окисление всех альдегидных
групп лактозы.
Не прореагировавший йод выделяют путем добавления соляной кислоты,
которая нейтрализует гидроксид натрия в левой части уравнения, и реакция
сдвигается влево.
36
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
лактоза
лактобионовая кислота
Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии
крахмала:
J2 + 2Na2S2О3 -> 2NaJ + Na2S4О4
По количеству йода, принявшего участие в реакции окисления углеводов,
рассчитывают их массовую долю.
Для устранения ошибки, связанной с изменением реактивов во время
опыта, необходимо проведение контрольного измерения.
Приборы. Мерная колба вместимостью 200 см3; мерный цилиндр вместимостью 100 см3; пипетки вместимостью 2, 5 и 10 см ; коническая колба
вместимостью 250 см3; бюретки вместимостью 25 см с ценой деления 0.1 см3.
Проведение анализа. В мерную колбу вместимостью 200 см3 пипеткой
вносят 10 см3 молока и цилиндром добавляют 100 см3 дистиллированной воды с температурой 20±2°С, смывая капли продукта с воронки. К содержимому колбы пипетками добавляют 4 см3 раствора жидкости Фелинга I, 1.5 см3
раствора гидроксида натрия (Сэ=1 моль/дм3) и 2 см3 2%-ного раствора фторида натрия. После добавления каждого реактива содержимое колбы перемешивают круговыми движениями. Объем колбы доводят до метки дистиллированной водой с температурой 20±2°С. Колбу закрывают пробкой и несколько раз переворачивают для перемешивания раствора, пробку убирают.
Колбу оставляют в покое на 10...15 мин. Затем ее содержимое фильтруют через сухой складчатый фильтр в коническую колбу вместимостью 200...250 см
. Первые 20...30 см3 фильтрата отбрасывают.
Для определения массовой доли углеводов в молоке берут 2 конические
колбы вместимостью 200...250 см3 с притертыми пробками. В одну пипеткой
вносят 10 см3 фильтрата (опытная проба), в другую - 10 см3 дистиллированной воды (контрольная проба). Затем в обе колбы бюреток добавляют по
15 см3 раствора гидроксида натрия (Сэ=0.1 моль/дм3) и, при непрерывном перемешивании содержимого, - по 10см3 водного раствора йода (Сэ=0.1
моль/дм3). Колбы закрывают пробками и помещают в темное место на 20 мин
при комнатной температуре.
После выдержки в обе колбы из бюретки вносят по 5 см3 раствора соляной
кислоты (Сэ=0.5 моль/дм3) и титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия (Сэ=0.1 моль/дм3). Титрование проводят в два этапа: вначале быстро, до появления светло-желтого окрашивания, чтобы максимально связать
37
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
выделившийся йод, затем, после добавления 1 см3 1%-ного раствора крахмала и 2 капель метилоранжа, медленно, по каплям, до момента, когда от одной
капли раствора тиосульфата натрия вся смесь в колбе примет розовое окрашивание, связанное с наличием метилоранжа. При расчетах используют весь
объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование пробы.
Обработка результатов. Массовую долю углеводов в молоке рассчитывают по формуле:
где ω- массовая доля лактозы, %;
Vк- объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
контрольной пробы, см3;
Vо - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
опытной пробы, см ;
0.01801 - масса лактозы, соответствующая 1 см3 раствора тиосульфата натрия, г, 0.997- коэффициент поправки на объем осадка;
т - объем молока, соответствующий взятому фильтрату, см3; т= 0.5 см3;
После подстановки известных значений в формулу она принимает вид:
ω =( Vк - Vo)*3.59 (%)
Результаты исследований заносятся в таблицу:
№ Пробы
Массовая доля углеводов
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Какие углеводы молока Вы знаете. На какой углевод молока приходится наибольший % содержания.
2. Охарактеризуйте процесс брожения. Какие виды брожения Вы знаете.
3. При каких условиях образуется лактулоза. Ее свойства и применение.
4. Чем обусловлено побурение молока при нагревании выше 95 о С.
38
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕДУКТАЗЫ В МОЛОКЕ
Цель работы: Изучение различных методик определения редуктазы с целью оценки молока по бактериальной обсемененности.
Сущность метода. Фермент редуктаза (по современной классификации
дегидрогеназа) относится к классу оксидоредуктаз.
Дегидрогеназы - двухкомпонентные ферменты. В качестве кофермента
имеют НАД (никотинамидадениндинуклеотид) или НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат). Специфичность действия фермента зависит от
белковой молекулы, с которой связан кофермент.
Общий механизм действия дегидрогеназ описывается уравнением:
RH2 + R1 <=> R + R1H2
За международную единицу активности фермента принят катая (кат). 1
кат - это такое количество фермента, которое в определенных условиях (температура, рН, концентрация субстрата) катализирует превращение субстрата
со скоростью 1 моль за 1 с. 1 нкат (нанокатал) = 1*10-9 кат.
Нативные дегидрогеназы переходят в молоко из молочной железы, их активность невелика.
При развитии в молоке микроорганизмов накапливаются микробные дегидрогеназы. По количеству последних можно косвенно судить о бактериальной обсемененности молока (ГОСТ 9225-84. «Молоко и молочные продукты. Методы микробиологического анализа»).
Реакция обесцвечивания метиленового голубого представлена уравнением:
Бактериальную обсемененность молока определяют по продолжительности восстановления (обесцвечивания) добавленного к молоку метиленового голубого или резазурина.
Резазурин - это краситель голубого цвета, который получают из резорцина. При восстановлении под действием редуктаз он переходит сначала
в резоруфин — краситель красного цвета, затем восстанавливается до бесцветного дегидрорезоруфина.
Приборы. Пробирки вместимостью 15 и 25 см3; пипетки вместимостью
1, 10 и 20 см3; редуказник. Вся посуда должна быть стерильной.
39
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
А. Метод определения редуктаз с метиленовым голубым
Проведение анализа. В пробирку вместимостью 25 см3 пипетками
вносят 1 см3 рабочего раствора метиленового голубого и 20 см3 исследуемого
сырого молока. Пробирку закрывают резиновой пробкой. Содержимое перемешивают путем трехкратного переворачивания пробирки.
Пробирку помещают в редуктазник с температурой воды 37±1°С. Необходимо, чтобы уровень воды в редуктазнике был выше уровня жидкости в
пробирке. Замечают время начала анализа.
Редуктазник закрывают крышкой во избежание обесцвечивания метиленового голубого под действием света.
Наблюдение за изменением окраски ведут через 40 мин, 2.5 и 3.5 ч с начала проведения анализа. За окончание анализа принимают момент обесцвечивания окраски содержимого пробирки, о чем судят по средней ее части.
Наличие окрашенного кольцеобразного слоя в верхней трети пробирки или
наблюдаемая иногда окраска небольшой части внизу в расчет не берутся. Появление окрашивания молока в пробирке при встряхивании не учитывают.
Оценка результатов. В зависимости от продолжтельности обесцвечивания молоко относят к одному из четырех классов, указанных в таблице.
Оценка качества молока в зависимости от продолжительности обесцвечивания метиленового голубого
Класс Продолжительность Ориентировочное количество бактерий 1
молока обесцвечивания, ч
см3 молока, КОЕ
Высший
Более 3,5
До 300 тыс
I
3,5
От 300 тыс до 500 тыс
II
2,5
От 500 тыс до 4 млн
III
40 мин
От 4 млн. до 20 млн
Молоко, относящееся к III классу по бактериальной обсемененности читается
несортовым.
Метод определения редуктазы с резазурином
Проведение анализа. В пробирку вместимостью 15 см3 пипетками вносят
1 см3 рабочего раствора резазурина и 10 см3 исследуемого молока. Пробирку
закрывают резиновой пробкой. Содержимое перемешивают путем трехкратного переворачивания пробирки.
Пробирку помещают в редуктазник с температурой воды 37±1°С. Необходимо, чтобы уровень воды в редуктазнике был выше уровня жидкости в
пробирке. Замечают время начала анализа.
Редуктазник плотно закрывают крышкой во избежание обесцвечивания
резазурина под действием света.
Наблюдение за изменением окраски ведут через 20 мин и 1 ч.
40
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Появление окрашивания молока в этих пробирках при встряхивании не
учитывают.
Через 1 ч пробирки вынимают из редуктазника и анализируют. Пробирки
с молоком, имеющие серо-сиреневую окраску до сиреневой со слабым серым
оттенком оставляют в редуктазнике еще на 30 мин.
Оценка результатов. В зависимости от продолжительности обесцвечивания и изменения цвета молоко относят к одному из четырех классов,
указанных в таблице.
Оценка качества молока в зависимости от продолжительности обесцвечивания или изменения цвета
Продолжительность
Класс обесцвечимолока вания или
изменения
окраски,
Выс
ший
1,5
I
1.0
II
1.0
III
*
1,0
Ориентировочное количество бактерий в 1 см молока, КОЕ
Окраска молока
Серо-сиреневая до сиреневой со слабым серым оттенком
Серо-сиреневая до сиреневой со слабым серым оттенком
Сиреневая с розовым
оттенком или яркорозовая
Бледно-розовая или белая
До 300 тыс
От 300 тыс до 500 тыс
От 500 тыс до 4 млн
От 4 млн до 20 млн
*Молоко, относящееся к III классу по бактериальной обсемененности считается не сортовым.
Результаты исследований заносят в таблицу:
Продолжительность
№ пробы
Окраска молока
Класс молока
обесцвечивания
1
2
3
Контрольные вопросы
1. К какой группе ферментов относится редуктаза.
2. Каким образом дегидрогеназы образуются в молоке.
3. С какой целью редуктазную пробу применяют на молочном производстве.
41
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРОКСИДАЗЫ В МОЛОКЕ
Цель работы. Ознакомление с методикой определения пероксидазы с
целю установления качества пастеризации молока.
Сущность метода. Фермент пероксидаза относится к классу оксидо редуктаз. Катализирует окисление различных соединений в присутствии пероксида водорода, поскольку способна разлагать его с выделение активного атомарного кислорода.
Пероксидаза - двухкомпонентный фермент, димер, гликогемопротеид. В
качестве кофермента имеет железопротопорфирин. Молекулярная масса
76000... 93000. Оптимум действия имеет при рН=6.0...7.0 и темпера туре
20...25°С; ИТ фермента - рН=9.6. Термоустойчива, инактивируется при температуре выше 80°С. Возможна ее реактивация после нагревания. Реактивированная пероксидаза не отличается от исходной. При повторном нагревании
до 80°С реактивированная пероксидаза разрушается.
Механизм действия фермента описывается уравнением:
H2O2 -> Н2О + [О]
Нативная пероксидаза (лактопероксидаза) синтезируется клетками молочной железы; часть ее поступает в молоко с лейкоцитами (миелопероксидаза). Фермент связан с альбуминовой фракцией молока.
По сравнению с другими ферментами пероксидаза присутствует в молоке
в значительно большем количестве - на ее долю приходится до 1% от общего
содержания сывороточных белков. В молоке находите 3...10 мг% пероксидазы, в молозиве ее содержание выше. Активность пероксидазы в свежевыдоенном молоке также довольно высока и составляв 370 нкат.
Пероксидаза вместе с тиоцианатом и пероксидом водорода входит антибактериальную систему молока. Так, пероксидаза катализирует окисление
тиоцианата, а образующиеся продукты подавляют жизнедеятельность микроорганизмов, особенно грамотрицательных, в том числе патогенных.
Способность пероксидазы выдерживать нагревание до 80°С положена в
основу метода определения пастеризации молока (ГОСТ 3623-7 «Молоко и
молочные продукты. Методы определения пастеризации»).
Как указывалось выше, пероксидаза расщепляет пероксид водорода с образованием активного молекулярного кислорода. Активный кислород окисляет
йодид калия, при этом восстанавливается йод.
Реакция протекает по уравнению :
2 KJ + Н2О2 -» 2 КОН + J2
При наличии крахмала в реакционной смеси она принимает синефиолетовое окрашивание.
Проведение анализа. В пробирку вместимостью 10 см3 пипетками
вносят 5 см3 исследуемого молока, 5 капель раствора йодида калия в крахмале и 5 капель 0.5%-ного раствора пероксида водорода. Содержимое про42
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
бирки перемешивают после добавления каждого реактива. Через 2 мин анализируют окрашивание содержимого пробирки.
Оценка результатов. Если окрашивание молока в пробирке не изменилось, то фермент пероксидаза в нем отсутствовал, следовательно, молоко подвергалось пастеризации при температуре не ниже 80°С.
Появление в пробирке сине-фиолетового окрашивания свидетельствует о
наличии пероксидазы. Следовательно, молоко не подвергалось пастеризации
или температура пастеризации была ниже 80°С, или пастеризованное молоко
было смешано с непастеризованным.
Появление окрашивания в пробирках более чем через 2 мин после добавления реактивов, не указывает на отсутствие пастеризации, так как может
быть вызвано разложением реактивов.
Чувствительность метода позволяет обнаружить добавление не менее 5%
непастеризованных молочных продуктов к пастеризованным.
Результаты исследования занести в таблицу и сделать выводы относительно качества пастеризации исследуемого молока.
№ пробы
Окрашивание
Качество пастеризации
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Каким образом попадает пероксидаза в молоко.
2. В чем состоит биологическая роль лактопероксидазы молока.
3. С какой целью в молочной промышленности применяют пробу на пероксидазу.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОСФОТАЗЫ В МОЛОКЕ
Цель работы. Ознакомление с методикой определения фосфатазы с целью установления качества пастеризации молока.
Сущность метода. Фермент фосфатаза относится к классу гидролаз,
расщепляет различные сложные эфиры фосфорной кислоты с образованием
неорганического фосфата. В свежевыдоенном молоке обнаружены щелочная
и кислая фосфатазы.
Щелочная фосфатаза - двухкомпонентный фермент, димер. В активном
центре имеет цинк, поэтому активность фермента подавляется комплексообразователями. Молекулярная масса 180000... 190000. Оптимум действия находится при рН=9.0... 10.0 и температуре 37°С. Термолабильна: разрушается
при нагревании молока до 60°С в течение 15 мин, а также при кратковременном действии температур 72...74°С и выше. Фермент способен к реактивации
при хранении молока и сливок после кратковременной высокотемпературной
пастеризации.
Общий механизм действия фосфатаз описывается уравнением:
43
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Активность щелочной фосфатазы в свежевыдоенном молоке составляет
2.0...4.5 кат.
Нативная щелочная фосфатаза секретируется клетками молочной железы,
а также попадает в молоко из крови. 60% ее концентрируется в оболочках
жировых шариков, 40% - связано с белками.
При сепарировании 60% нативной щелочной фосфатазы переходит в обезжиренное молоко.
Бактериальные фосфатазы образуются в молоке при развитии микроорганизмов.
Термолабильность щелочной фосфатазы положена в основу метода контроля пастеризации молока и сливок (ГОСТ 3623-73. «Молоко и молочные
продукты. Методы определения пастеризации»).
Арбитражный метод основан на гидролизе фенолфталеинфосфат натрия
фосфатазой, содержащейся в сыром молоке. В результате реакций образуется
фенолфталеин, придающий молоку при рН=8.2...10.0 розово или малиновокрасное окрашивание.
Реакции, описывающие сущность метода, представлены уравнениями:
Гидроортофосфат натрия подвергается гидролизу с образованием гидроксида натрия и фосфорной кислоты:
Na2HPО4 + 2НОН -» 2NaOH + Н3РО4
Фосфорная кислота нейтрализуется гидроксидом аммония, содержащимся в буферном растворе, а гидроксид натрия реагирует с фенолфталеином с образованием окрашенного в красно-малиновый цвет фенолфталеинага натрия.
44
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
фенолфталеин
фенолфталеинат натрия
Приборы. Пробирка вместимостью 10 см3; пипетки вместимостью 1 и
2 см3; водяная баня; секундомер.
Проведение анализа. В пробирку вместимостью 10 см3 пипетками
вносят 2 см3 исследуемого молока и 1 см3 0.1%-ного раствора фенолфталеинфосфата натрия. Пробирку закрывают пробкой, содержимое перемешивают. Пробирку помещают в водяную баню с температурой 40...45°С. Уровень
воды в бане должен быть выше уровня жидкости в пробирке.
Наблюдение за изменением окраски ведут через 10 мин и 1 ч.
Оценка результатов. Если окрашивание молока в пробирке не изменилось в течение 10 мин, то фермент фосфатаза в нем отсутствовал. Следовательно, молоко подвергалось пастеризации при температуре не ниже 63°С.
Появление в пробирке окрашивания от светло-розового до ярко-розового
свидетельствует о наличии фосфатазы. Следовательно, молоко не подвергалось пастеризации или температура пастеризации была ниже 63С, или пастеризованное молоко было смешано с непастеризованным.
Чувствительность метода позволяет обнаружить добавление не менее 5%
непастеризованных молочных продуктов к пастеризованным.
Результаты исследования занести в таблицу и сделать выводы относительно качества пастеризации исследуемого молока.
№ пробы
Окрашивание
Качество пастеризации
1
2
3
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте биологическую роль фосфатазы.
2. С какой целью в молочной промышленности определяют наличие
фосфатазы.
3. Каким образом фосфатаза переходит в молоко.
4. Почему в некоторых случаях необходимо дифференцированное определение фосфатазной пробы.
45
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТАЛАЗЫ В МОЛОКЕ
Цель работы. Ознакомление с методикой определения каталазы в молоке с целью выявления посторонней микрофлоры.
Сущность метода. Фермент каталаза относится к классу оксидоредуктаз.
Катализирует разложение пероксида водорода.
Каталаза - двухкомпонентный фермент, димер, гемопротеид. В активном
центре имеет протогематин. Молекулярная масса 225000... 230000. Оптимум
действия находится при рН=7.0...8.0 и температуре 20...40°С,
ИТ - при рН=5.4...5.7. Действие каталазы проявляется уже при 0°С, нагревание до 75... 80°С разрушает ее.
Возможный механизм действия каталазы описывается уравнениями:
Каталаза-FeOH + Н2О2 -> Каталаза-FeOOH + Н2О
Каталаза-FeOOH + H2O2 -> Каталаза-FeOH + O2 + Н2О2
Активность каталазы выражают в стандартных (Е) и международных
(нкат) единицах, а также через объем кислорода, выделившегося и определенного объема молока при определенных условиях. Зависимое между отдельными единицами активности каталазы: 1 Е = 16.67 нкат =6.25см3 кислорода.
Активность каталазы в свежевыдоенном молоке, полученном от здоровых животных, составляет 4.0...16.0 Е, в молозиве 50...94, в стародойном молоке - 37.. .50, в «маститном» - 62 Е и более.
Нативная каталаза переходит в молоко из клеток молочной железы содержится в альбуминовой фракции.
Бактериальная каталаза образуется в молоке при развитии микроорганизмов. Молочнокислая микрофлора каталазу не вырабатывает. Это способностью обладают психротрофные и гнилостные бактерии. Поэтому определение активности каталазы можно использовать для контроля количества последних в молоке.
Повышенная активность каталазы в анормальном молоке позволяв также
выявлять его примесь в сборном молоке.
Для определения активности каталазы используют полярографический,
манометрический и перманганатометрический методы. Последний метод
наиболее точен.
Сущность метода состоит в количественном определении пероксида водорода, разложенного каталазой, содержащейся в 1 см3 молока, за 1 мм при
25°С.
Неразложившийся пероксид водорода оттитровывают раствором перманганата калия в кислой среде:
5Н2О2 + 2КМnO4 + 3H2S04-» 2MnS04 + K2SO4 + 8Н2O + 5O2
Количество разложившегося пероксида водорода находят по разнице между контрольным и опытным титрованием.
46
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приборы. Колбы конические вместимостью 100 и 200 см3; пипетки вместимостью 2, 20 и 25 см3; бюретки вместимостью 10 и 50 см3 с ценой деления
0.1 см3; цилиндр мерный вместимостью 100 см3; термометр ртутный с диапазоном измерений от 0 до 55°С; электроплитка; баня водяная; термостат; секундомер.
Проведение анализа. Перед началом работы часть исследуемого молока кипятят дня разрушения каталазы.
В две конические колбы вместимостью 200 см3 пипетками вносят в первую 2 см3 сырого молока (опытная проба), во вторую - 2 см3 кипяченого молока
(контрольная проба). Температура молока 20±1°С. В обе колбы цилиндром
добавляют по 98 см3 дистиллированной воды с температурой 20±1°С, содержимое колб перемешивают, колбы нагревают на водяной бане до температуры 25±1°С. Затем в обе колбы пипеткой добавляют по 25 см 3 0.3%-ного раствора пероксида водорода, колбы закрывают пробками, их содержимое тщательно перемешивают; колбы помещают в термостат при температуре 25+1
°С. Записывают время начала опыта.
Через 30 мин в обе колбы из бюретки вносят по 5 см3 10%-ного раствора
серной кислоты и титруют из бюретки раствором перманганата калия (С э=0.1
моль/дм3) до появления розового окрашивания, не исчезающего в течение 1
мин. Исчезновение окрашивания в более поздний срок связано с окислением
органических составных частей молока.
Обработка результатов. Активность каталазы в стандартных единицах (АЕ) рассчитывают по формуле:
Vк- объем раствора перманганата калия, израсходованного на титрование
контрольной пробы, см3;
Vо- объем раствора перманганата калия, израсходованного на титрование
опытной пробы, см ;
1.7- масса пероксида водорода, соответствующего 1 см3 раствора перманганата кадия с эквивалентной концентрацией 0.1 моль/дм3, мг;
т - объем молока, см3; m=2 см ;
t - продолжительность выдержки молока с раствором пероксида водорода,
мин, t=30 мин;
0.034 - масса 1 мкМ пероксида водорода, мг.
После подстановки известных значений формула принимает вид:
АЕ = (Vк - Vо )× 0.83 (Е)
Результаты исследования занести в таблицу и сделать выводы относительно качества исследуемого молока.
№ пробы
Активность каталазы
Качество молока
1
47
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.
2.
3.
4.
2
3
Контрольные вопросы
Охарактеризуйте биологическую роль каталазы.
С какой целью в молочной промышленности определяют активность каталазы.
Каким образом каталаза переходит в молоко.
К какой группе ферментов относится каталаза.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЦЕНТНОГО СОДЕРЖАНИЯ ЖИРА,
БЕЛКА, СУХОГО ОБЕЗЖИРЕННОГО ОСТАТКА (СОМО) И ПЛОТНОСТИ В ПРОБАХ МОЛОКА С ПОМОЩЬЮ АНАЛИЗАТОРА КАЧЕСТВА МОЛОКА «ЛАКТАН»
Цель работы. Научиться определять процентное содержание жира, белка,
СОМО и плотность молока с помощью анализатора качества молока Лактан 1 - 4.
Сущность метода. Анализатор качества молока Лактан 1-4 (далее анализатор) предназначен для определения процентного содержания жира, белка, сухого
обезжиренного молочного остатка (СОМО) и плотности в пробе цельного свежего
или консервированного молока. Анализатор может использоваться для проведения экспресс анализов при заготовке, приемке и переработке молока, а также в
селекционной работе.
Основные технические характеристики анализатора:
• Время измерения - около 5 мин.
• Время прогрева анализатора перед измерениями 30 мин.
• Время непрерывной работы анализатора (учитывая время прогрева) 8 час.
•
Индикация результатов производится на дисплее в алфавитно-цифровой
форме с дискретностью отсчета 0.01.
• Максимальная потребляемая мощность не более 60 ВА.
Габаритные размеры анализатора 270 х 215 х 95 мм.
• Масса анализатора не более 2.4 кг.
ТРЕБОВАНИЯ К ИЗМЕРЯЕМЫМ ОБРАЗЦАМ
К анализу допускается цельное свежее или консервированное молоко (ГОСТ
13928-84) или
сливки (ГОСТ 13928-84 ). Недопустима работа с нормализованным молоком, если
в него введены
соли (поваренная, хлористый калий и т. д.)
• Рабочий объем анализируемой пробы молока 25 см3
• Кислотность анализируемого молока - не более 25Т°.
• - Температура анализируемого молока +5..+37°С.
ВНЕШНИЙ ВИД
И ЭЛЕМЕНТЫ УПРАВЛЕНИЯ
На передней панели анализатора находятся:
48
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
• жидкокристаллический дисплей ;
кнопки управления START (старт), MODE (режим) и CLEAN (промывка);
• паз для пробы.
На задней панели анализатора находятся:
• сетевой шнур;
• выключатель "СЕТЬ";
• разъем для связи с компьютером;
• шланг для промывки;
• сетевой предохранитель.
Проведенение анализа.
ПОДГОТОВКА АНАЛИЗАТОРА К РАБОТЕ.
Установите анализатор на горизонтальной плоскости, обеспечив удобство работы и условия естественной вентиляции.
Подсоедините шнур питания к напряжению сети – 220 В. Выключатель
«Сеть» должен находится в нижнем положении. Выключатель «Сеть» установите в верхнее положение.На дисплее должна появится надпись.
Все сообщения вводимые Анализатором на дисплей, могут быть на разных
языках. В руководстве приводятся два варианта – на русском и на английском.
Нижняя строка показывает заводкой номер вашего анализатора.
Нажмите кнопку START. На дисплее должна появится надпись «ГОТОВ К
РАБОТЕ» ( READY TO WORK)
«КОРОВЬЕ МОЛОКО» (KOW MILK).
Если сообщение не выводится, нажмите кнопку СТАРТ. Нижняя строка показывает название калибровочной таблицы, по которому будет проводится
измерение.
Прогрейте прибор, оставив его включѐнным на 10 минут, после чего анализатор готов к работе. Для ускоренного нагрева Анализатора можно произвести
2-3 измерения на воде. В этом случае Анализатор будет готов к работе через
10-15 минут.
ИЗМЕРЕНИЕ
Убедитесь, что анализатор готов к работе - на дисплее выведено сообщение
«ГОТОВ К РАБОТЕ» READY TO WORK
Установите в паз стаканчик с анализируемой пробой и нажмите кнопку «START».
На дисплее появится сообщение
«ИЗМЕРЕНИЕ» (MEASUREMENT)
Примерно через 10 сек. после закачки пробы анализатор выведет температуру
измеряемой пробы и в левом верхнем углу появится мигающая буква "Р", которая
показывает, что анализатор работает и находится в состоянии перекачки для предварительного прогрева пробы. Анализатор перекачивает пробу, перемешивая ее
и нагревая до +37°С. Если Вы хотите сократить время измерения, можно нагреть
пробу до +25 +35°С - перекачки не будут производиться. После предварительного разогрева пробы анализатор перейдет в режим подогрева - "Р" сменится на
49
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
"W". После окончания измерения молоко сливается из измерительного тракта, и
на дисплее выводятся результаты:
ЖИР%
СОМО%
БЕЛ%
FAT%
SNF%
Pro%
3.25
11.02
4.12
3.25
11.02
4.12
Значение плотности периодически выводиться в верхней строке.
Если перерыв между измерениями более часа, то необходимо произвести автоматическую промывку анализатора по методике описанной на странице 3
Обработка результатов.
Результаты исследований заносятся в таблицу.
№ ПРОБЫ
СОДЕРЖАНИЕ
ЖИРА,%
СОМО,%
БЕЛКА,%
ПЛОТНОСТЬ
1
2
РАСЧЕТ ПИЩЕВОЙ, БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ
ЦЕННОСТИ МОЛОКА
Для нормальной жизнедеятельности в организм человека ежедневно
должны поступать с пищей белки, липиды, углеводы, микро- и макроэлементы, витамины, пищевые волокна и другие вещества в соответствии с
формулой сбалансированного питания, которая учитывает нормы потребления пищевых веществ и энергии различными группами населения в зависимости от рода деятельности, возраста и пола, а также детьми и лицами
пожилого возраста.
Продукты питания характеризуются пищевой, биологической и энергетической ценностью.
В соответствии с СанПиН 2.3.2.560-96 пищевая ценность - это комплекс
свойств продуктов, обеспечивающий физиологические потребности человека
в энергии и основных пищевых веществах.
Биологическая ценность - показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям
организма в аминокислотах для синтеза белка.
Для определения биологической ценности липидов введено понятие
«биологическая эффективность» - это показатель качества жировых компонентов пищевых продуктов, отражающий содержание в них эссенциальных (полиненасыщенных) жирных кислот.
Под энергетической ценностью понимают количество энергии (ккал,
кДж), высвобождающейся в организме человека из пищевых продуктов и необходимой для обеспечения его физиологических функций.
50
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1) РАСЧЕТ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ МОЛОКА.
Пищевую ценность продуктов питания выражают через интегральный
скор. Для его расчета определяют процент соответствия (ПСi) каждого из
наиболее важных компонентов, содержащихся в 100 г продукта (m,i), формуле сбалансированного питания (mi):
Сведения о химическом составе молока и формула сбалансированного питания приведены в таблице.
Средняя суточная потребность взрослого человека в пищевых веществах
(формула сбалансированного питания) и химический состав молока ( с некоторыми сокращениями).
Пищевые вещества Суточная
по- Химический со- Процент
сооттребность
став молока (ко- ветствия ( ПСi)
ровьего) 100 г
1
2
3
4
Вода, г
1750-2200
87,300
Белки,г
50-90
3,2
Незаменимые аминокислоты, г
триптофан
1
0,050
лейцин
5
0,283
изолейцин
4
0,189
валин
4
0,191
треонин
3
0,153
лизин
4
0,261
метионин + цистин 6
0,109
фенилаланин + ти- 7
0,359
розин
Углеводы, г
400-500
4,830
Органические ки- 2
0,160
слоты (лимонная,
молочная),г
Жиры
80-100
3,600
полиненасыщенные 2-6
0,22
жирные кислоты
фосфолипиды
5
0,03
Минеральные вещества, мг
кальций
800-1000
120
фосфор
1000-1500
90
51
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
натрий
калий
хлориды
Витамины, мг
аскорбиновая кислота (С)
тиамин (В1)
рибофлавин (В2)
ниацин (РР)
пантотеновая кислота (В3)
витамин А
каратиноиды
витамин Е
Энергетическая
ценность, ккал
4000-6000
2500-5000
5000-7000
50
146
110
50-100
1,500
1,4-2,4
2,0-3,0
15-25
5-10
0,04
0,150
0,100
0,38
1,5-2,5
3-5
10-20
2850
0,030
0,020
0,090
58
Используя данные таблицы рассчитать процент соответствия компонентов
молока и заполнить 4 графу таблицы. На основании полученных данных
сделать выводы.
2) РАСЧЕТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ БЕЛКОВ МОЛОКА.
Для определения биологической ценности белков разработано большое
число биологических химических методов. Наиболее широко используется
метод Х. Митчелла и Р. Блока,(Mitchel, Blok, 1946), основанный на расчете
аминокислотного (химического) скора, который позволяет выявить лимитирующие незаменимые аминокислоты. Он сводится к вычислению процентного содержания каждой из незаменимых аминокислот в исследуемом белке по
отношению к ее содержанию в «идеальном» белке. В качестве последнего
Объединенный экспертный комитет ФАО/ВОЗ рекомендует белок куриного
яйца для взрослых и белок женского молока - для детей. — Скор аминокислоты (АК) вычисляют по формуле
Масса АК мг, в 1 г исследуемого белка
Скор АК,% = ————————————————— × 100
Масса АК мг, в 1 г «идеального белка»
Лимитирующей (дефицитной) считают аминокислоту, скор которой меньше
100. Аминокислота скор которой имеет самое низкое значение, называют
лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты
опредиляет биологическую ценность и степень усвоения белков.
Другой метод определения биологической ценности белков заключается в определении индекса незаменимых аминокислот. Индекс рассчитывают
по формуле:
52
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ИНАК= n
Лиз
6
Лиз э
Где n- число аминокислот; индексы б, э- содержание аминокислоты в изучаемом и эталонном белке, соответственно.
Ход работы.
Пользуясь табличным материалом по указанным формулам рассчитать
СКОР АК и ИНАК.
Содержание незаменимых аминокислот в идеальном белке.
Аминокислота
Содержание аминокислот в 1г, мг
Изолейцин
40
Лейцин
70
Лизин
55
Метионин
35
Цистеин
35
Фенилалланин
60
Тирозин
60
Треонин
40
Триптофан
10
Валин
50
Содержание незаменимых аминокислот в белках.
Аминокислота
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин
Цистеин
Фенилалланин
Тирозин
Треонин
Триптофан
Валин
Содержание аминокислот в 1г, мг
Нефракционированный
белок молока
Казеин
Сывор. белки
61
100
83
27
9
49
58
49
17
69
61
92
82
28
34
50
63
49
17
72
62
123
91
23
34
44
38
52
22
57
Расчетные данные занести в таблицы:
53
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Скор незаменимых аминокислот
Аминокислота
Скор АК
Нефракционированный
белок молока
Казеин
Сывор. белки
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин
Цистеин
Фенилалланин
Тирозин
Треонин
Триптофан
Валин
Лимитирующая
аминокислота
Индекс незаменимых аминокислот
Аминокислота
ИНАК
Нефракционированный
белок молока
Казеин
Сывор. белки
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин
Цистеин
Фенилалланин
Тирозин
Треонин
Триптофан
Валин
Проанализировать данные таблиц и сделать выводы о биологической ценности изучаемых белков.
3)РАСЧЕТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛИПИДОВ
МОЛОКА.
Приблизительную биологическую эффективность липидов определяют
через отношение суммы полиненасыщенных жирных кислот к сумме насыщенных. Считают, что содержание жирных кислот в пище должно составлять: полиненасыщенных - 10%, мононенасыщенных - 60, насыщенных 30%, т.е. отношение полиненасыщенных к насыщенным должно быть 1:3.
54
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Жирнокислотный состав молочного жира.
Жирная кислота
Масляная
Капроновая
Каприловая
Каприновая
Лауриновая
Миристиновая
Пальмитиновая
Стеариновая
Миристолеиновая
Пальмитолеиновая
Олеиновая
Линолевая
Линоленовая
Арахидоновая
Формула
Насыщенные кислоты
С3Н7СООН
С5Н11СООН
С7Н15СООН
С9Н19СООН
С11Н23СООН
С13Н27СООН
С15Н31СООН
С17Н35СООН
Ненасыщенные кислоты
С13Н25СООН
С15Н29СООН
С17Н33СООН
С17Н31СООН
С17Н29СООН
С19Н31СООН
Содержание в молочном
жире,%
2,5-5,0
1,0-3,5
0,4-1,7
0,8-3,6
1,8-4,2
7,6-15,2
20,0-36,0
6,5-13,7
1,5-3,5
1,5-5,6
16,7-37,6
2,0-5,2
0,1-2,1
0,1-1,7
Ход работы.
Пользуясь данными таблицы рассчитать отношение количества ненасыщенных кислот к насыщенным в молочном жире и сравнить эту величину
с эталонным жиром. Результат занести в таблицу и сделать выводы.
Отношение количества Отношение количества
насыщенных кислот к
насыщенных кислот к
Разница значений
ненасыщенным в моненасыщенным в эталочном жире, %
лонном жире, %
0,6-0,9
4) РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ МОЛОКА.
Энергетическую ценность пищевых продуктов принято выражать в килокалориях (ккал). При необходимости пересчета ее в СИ пользуются переводным коэффициентом (1 ккал =4.184 кДж).
Проведение анализа. Для расчета энергетической ценности молока или
молочного продукта необходимо знать его химический состав и энергетическую ценность пищевых веществ (белков, жиров, углеводов и других).
Массовую долю пищевого вещества (mi) умножают на соответствующий
энергетический коэффициент (К,), а результаты суммируют. Получают энергетическую ценность 100 г продукта (ЭЦпр):
55
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Используйте данные химического состава молока, полученные в предыдущей работе.
Коэффициенты энергетической ценности (Кi) пищевых веществ приведены в
таблице 8.
Таблица 8. Коэффициенты энергетической ценности (Кi) пищевых веществ.
Пищевое вещество
Коэффициэнт энергитической ценности, ккал/г
Белки
4,0
Жиры
9,0
Углеводы
4,0
Результаты расчетов занести в таблицу.
№ пробы
Энергетическая ценность молока
Ккал/г
кДж
Контрольные вопросы
1. В чем заключается биологическая ценность пищевого белка.
2. Как влияет на биологическую эффективность % содержания эссенциальных жирных кислот.
3. Что подразумевают под энергетической ценностью продукта.
4. Что характеризует «бочка Либиха».
56
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
РАЗДЕЛ II. БИОХИМИЯ МЯСА
ТЕМА: КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИТАМИНА В1
В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ
Цель занятия. Ознакомление с флуорометрическим методом качественного определения содержания витамина В1.в мышечной ткани.
Общие положения.В настоящее время установлено, что многие витамины входят в состав ферментов в качестве простетической группы. Недостаток или отсутствие в организме некоторых витаминов приводит к невозможности образования соответствующих ферментов. Это в конечном итоге
приводит к нарушению обмена веществ и возникновению заболеваний на
почве витаминной недостаточности.
Витамин В1 играет большую роль в обмене веществ. Его биологическое
значение заключается в том, что он присоединяя два остатка фосфорной кислоты, превращается в активную группу фермента, катализирующего реакцию декарбоксилирования пировиноградной кислоты. Пировиноградная кислота является промежуточным продуктом окисления углеводов, жиров и отчасти белков. Биохимическим показателем недостатка тиамина служит повышенное содержание пировиноградной кислоты в организме. В природе
биосинтез тиамина осуществляется высшими растениями и многими микроорганизмами, в том числе населяющими желудочно-кишечный тракт жвачных. Животный организм не способен к синтезу тиамина; испытывая в нем
постоянную потребность , он должен получать его вместе с пищей. Мясо животных является ценным источником поступления в организм человека витамина В1.Особенно богата витамином В1 мышечная ткань свиней. Она содержит до 2,0 мг% тиамина. Для сравнения, хлеб из цельной пшеницы, считающийся ценным источником тиамина, содержит 0,3 мг% витамина В1.
Наибольшее распространение получили флуорометрические методы
определения тиамина.
Сущность метода. Флуорометрический анализ основан на том, что некоторые вещества обладают свойством флуоресцировать под влиянием ультрафиолетовых лучей (флуоресценция— это свечение, которое испускает холодное, не раскаленное тело при освещении его невидимым ультрафиолетовым светом).
В основу флуорометрических методов определения тиамина положена
его способность в щелочной среде окисляться красной кровяной солью в тиохром — вещество, обладающее в ультрафиолетовом свете сине-голубой
флуоресценцией.
Тиохром
57
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Интенсивность флуоресценции тиохрома пропорциональна концентрации тиамина, из которого он был получен.
Способность тиохрома флуоресцировать под действием ультрафиолетового света дает возможность открыть его качественно и установить
количество. Способность тиохрома легко растворяться в изобутиловом, бутиловом и изоамиловом спиртах позволяет отделить его от других примесей,
мешающих его определению. В мышечной ткани всегда содержатся флуоресцирующие примеси и пигменты, которые маскируют флуоресценцию тиохрома.
В тканях тиамин встречается в связанной (фосфорилированной) форме
и в свободном состоянии. Определение свободного тиамина проще, так как
не требуется длительное (12—15 часовое) выдерживание исследуемой пробы
в термостате для расщепления связанной формы тиамина ферментом фосфатазой. Поэтому приводится метод определения не общего, а свободного витамина В1.
Приборы. Мясорубка, ступка, пестик, колба 100 мл., фильтр, флуороскоп, водяная баня, цилиндр с притертой пробкой.
Реактивы. Соляная кислота 0,25 N , кварцевый песок, раствор соды
20%, индикаторы: бромфеноловый синий, бромкрезоловый пурпурный, трихлоруксусная кислота 20%-ный раствор, спирт изобутиловый, красная кровяная соль 2% раствор, едкий натр 30%-ный раствор, свиное мясо.
Проведение анализа. Свиное мясо отделяют от жира и измельчают
при помощи мясорубки. 3 г свиного фарша растирают в ступке с кварцевым
песком, приливают 10 мл 0,25N раствора соляной кислоты и тщательно перемешивают. Содержимое ступки переносят в колбочку, смывая ступку 5 мл
той же кислоты, и переводят все это в ту же колбочку. Колбочку с содержимым нагревают в течение 15 минут на кипящей водяной бане с целью разрушения ферментов, лучшего извлечения витамина и частичного разрушения
примесей, мешающих определению.
Еще теплое содержимое колбочки доводят до рН 5,2 20%-ным раствором соды (Nа2СО3), добавляя его по каплям; рН устанавливают по индикаторам — бромфеноловому синему и бромкрезоловому пурпурному. Большая
часть белков мяса свертывается. После охлаждения содержимое колбочки
доводят до 20 мл дистиллированной водой и центрифугируют или фильтруют через фильтр, предварительно отмытый горячей дистиллированной водой
от флуоресцирующих веществ.
К 10—12 мл фильтрата прибавляют 2 мл 20%-ного раствора трихлоруксусной кислоты для осаждения остальной части белков и нагревают в водяной бане при 40—50° в течение 10 минут, после чего центрифугируют или
фильтруют.
10—12 мл прозрачного фильтрата переносят в делительную воронку
или цилиндр с притертой пробкой, прибавляют равный объем изобутилового
спирта и встряхивают в течение 2 минут для извлечения примесей, мешающих флуорометрированию. После расслоения жидкостей верхний слой изо58
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
бутанола отбрасывают, а тиамин находящийся в нижнем водном слое, окисляют в тиохром добавлением 2 мл 30%-ного раствора едкого натра и 0,3—0,4
мл 2%-кого раствора красной кровяной соли К3[Fе(СN)6]. После двухминутного встряхивания прибавляют 10 мл бутилового или изобутилового спирта
для извлечения тиохрома, снова встряхивают в течение 3 минут и дают отстояться. В верхнем слое наблюдают флуоресценцию при помощи флуороскопа или простейшей установки, представляющей собой ящик с кварцевой
лампой ПРК и черным никелевым фильтром.
Обработка результатов. На основе наблюдаемой флуоресценции сделать вывод о присутствии тиамина в исследуемом материале.
Контрольные вопросы.
1.Классификация витаминов.
2.Устойчивость водорастворимых витаминов при кулинарной и технологической обработке.
3.Содержание витаминов группы В в мясе и субпродуктах.
ТЕМА: КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАРОТИНА (ПРОВИТАМИНА А) В ГОВЯЖЬЕМ ЖИРЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКИМ
МЕТОДОМ
Цель занятия. Ознакомление с хроматографическим методом обнаружения пигмента-каротина в говяжьем жире.
Основные положения.
Большинство животных и растительных
жиров окрашены. Неокрашенные жиры встречаются редко (бараний, свиной
жиры). Окраска животных жиров, например говяжьего, обусловлена наличием каротина. Каротины являются пигментами и окрашивают жир в желтый
цвет. Наиболее важными являются каротины α, β, γ.В животном организме
каротины α, β, γ являются провитаминами А. В витамин они переходят под
действием фермента каротиназы. Особенно активно этот процесс протекает в
слизистой кишечника и печени. У крупного рогатого скота в жировой ткани
может избирательно накапливаться β-каротин. Окраска жира изменяется в
зависимости от содержания каротинов: в кремово-белом говяжьем жире содержится до 0,1 мг% каротинов, в желтом 0,2-0,3 мг%, в интенсивно желтом
0,5 мг%.
Содержание каротина в жировой ткани не постоянно. При похудении
животных запасы жира исчезают, а пигмент остается, поэтому у старых, голодавших и больных животных окраска жира более интенсивная. Содержание пигмента с сильной степени зависит от режима питания. При пастбищном питании количество каротина в жировой ткани увеличивается.
Помимо витамина А (или каротина), в составе жира встречаются витамины Е и Д. Витамин Е-токоферол- обычно сопутствует каротинам.
Сущность метода. Хроматографический метод был создан в 1903 г.
нашим соотечественником М.С. Цветом. При помощи этого метода были сделаны крупные открытия в области изучения пигментов, витаминов, гормо59
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
нов, белков, ферментов и т. п. Этот метод нашел применение при разделении,
выделении и исследовании самых разнообразных веществ.
Принцип хроматографического метода состоит в том, что смесь веществ, растворенных в органическом растворителе, пропускают через вертикально поставленную стеклянную трубку, наполненную адсорбентом. В качестве адсорбентов применяют окись алюминия, кремневую кислоту, крахмал и т. д.
При пропускании через адсорбционную колонку вещества располагаются на различной высоте в зависимости от неодинаковой способности различных соединений адсорбироваться на поверхности веществ, используемых в качестве адсорбентов.
Окрашенные соединения образуют на различной высоте окрашенные
зоны, поэтому этот метод был назван хроматографическим (греч. chroma —
цвет, grapho — пишу).
Окраска говяжьего жира обусловлена присутствием пигмента— каротина, который может быть отделен от жира хроматографическим методом.
Приборы и оборудование. Адсорбционная колонка, воронка.
Реактивы. Окись алюминия, бензиновый раствор жира 1%-ный.
Проведение анализа. Адсорбционную колонку для извлечения каротина из говяжьего жира подготовляют следующим образом: стеклянную
трубку длиною 40—50 см, диаметром 7—8 мм, суженную с одного конца,
вставляют при помощи резиновой пробки в соединенную с водоструйным
насосом колбу. Суженный конец трубки закрывают небольшим кусочком ваты для удержания адсорбента в трубке. Сухую, окись алюминия (А12О3 для
хроматографии) насыпают в трубку слоем примерно в 10 см и утрамбовывают стеклянной палочкой.
В качестве материала для исследования следует брать интенсивно окрашенный говяжий жир, из которого приготовляют 1 % -ный бензиновый раствор (применяется бензин с температурой кипения до 80°).
Окрашенный бензиновый раствор жира при помощи воронки наливают в адсорбционную колонку, после чего колбу присоединяют к водоструйному насосу. Бензиновый раствор жира следует периодически подливать в
колонку, не допуская обнаружения поверхности адсорбента.
Устанавливают: отсутствие окраски бензинового раствора жира, вытекающего из колонки; появление окрашенной зоны в верхней части колонки, которая постепенно передвигается вниз.
Обработка результатов.
На основе наблюдения образования окрашенной зоны в адсорбционной колонке сделать вывод о присутствии в говяжьем жире пигмента-каротина.
Контрольные вопросы
1.Поведение жирорастворимых витаминов при технологической и кулинарной обработке.
60
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.Какие факторы влияют на содержание каротинов в жировой ткани крупного рогатого скота.
3.Каким образом происходит синтез витамина А из его предшественников.
4. Вещества, усиливающие действие витамина А.
ТЕМА: «КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В ЗОЛЕ
МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ»
Цель занятия. Ознакомление с методом экстракции золы мышечной
ткани для обнаружения минеральных веществ.
Основные положения. Минеральные вещества мышечной ткани входят в состав структурных элементов волокна и участвуют во многих процессах обмена между клетками и межклеточной жидкости, используются при
образовании буферных систем. Минеральные вещества влияют также на состояние внутриклеточных белков мышечной ткани: от них зависит растворимость и набухание белков. В состав мышечной ткани входят К, Nа, Са, Fе,
Мg, СI', S0"4, Р04"' и другие. Наиболее просто эти вещества определяются в
остатке после озоления. Однако при температуре озоления возможны потери хлора. Поэтому в том случае, когда определяют хлор, сжигание производят только до обугливания. Большинство минеральных веществ можно определять в золе.
Сущность метода. Метод основан на экстрагировании золы мышечной ткани соляной кислотой и обнаружении минеральных веществ фильтрата
при помощи качественных реакций. Реакция на железо основана на образовании роданового железа, имеющего красную окраску.
FеС13 + 3 КСNS = Fе(СNS)3 + 3 КС1
Проведение анализа. Для определения железа небольшое количество
(несколько грамм) измельченной мышечной ткани помещают в фарфоровый
тигель и озоляют обычным образом. Золу смывают в стакан раствором 10%ной соляной кислоты, тщательно перемешивают и после настаивания в течение 5—10 минут отфильтровывают через бумажный фильтр. В фильтрате содержатся почти все минеральные составные части мышечной ткани.
К 5 мл солянокислой вытяжки из золы добавляют 5%-ный раствор
роданистого калия (КСNS) и наблюдают за появлением красной окраски.
Обработка результатов. На основе наблюдения появления характерной окраски сделать вывод о присутствии железа в исследуемом материале.
Контрольные вопросы
1. Концентрация минеральных веществ в структурах мышечной ткани.
2.Участие ионов К+, Mg+, Са+ в процессах сокращения и расслабления миофибрилл.
3.Характер связывания неорганических ионов после убоя животного.
ТЕМА: КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕАТИНА В ВОДНОЙ
ВЫТЯЖКЕ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ
61
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Цель занятия: Ознакомление с методикой качественного определения креатинина, как производного креатина в мышечной ткани.
Основные положения.
В мышечной ткани содержится значительное количество экстрактивных веществ, однако методы открытия большинства из них сложны. Сравнительно простым является метод обнаружения креатина.
Сущность метода. В мышечной ткани содержится 0,2—0,3% креатина и 0,003% креатинина. Метод открытия креатина основан на превращении последнего в креатинин, что происходит при нагревании с кислотами:
Креатин
Креатинин
Креатинин открывается по реакции с пикриновой
кислотой
[С6Н2(NО2)3ОН] в присутствии щелочи; при этом образуется оранжевокрасная окраска.
Приборы. Пробирки 20 мл, фильтр, воронка, пипетки 10 мл.
Реактивы. Соляная кислота 1N, пикриновая кислота насыщенный
раствор, едкий натр 10%, лакмус, водная вытяжка из мяса.
Ход работы. В пробирку помещают 10 мл водной вытяжки из мяса,
добавляют 5 мл 1N соляной кислоты и нагревают в течение 1 часа в кипящей
водяной бане. Жидкость отфильтровывают и 5 мл фильтрата осторожно нейтрализуют 1N раствором едкого натра по лакмусу. Затем прибавляют 2—3 мл
насыщенного раствора пикриновой кислоты и столько же 10%-ного едкого
натра. Появление оранжево-красной окраски указывает на наличие креатинина. Реакция зависит отчасти от присутствия в мышечной ткани креатинина, но главным образом от креатина, превратившегося в креатинин при нагревании с соляной кислотой.
Обработка результатов. На основе наблюдения появления характерной окраски, сделать вывод о присутствии креатинина в исследуемом материале.
Контрольные вопросы.
1.Роль экстрактивных веществ в формировании специфического вкуса
и аромата мяса.
2.Участие креатина в ресинтезе АТФ.
62
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ТЕМА: КАЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФЕРМЕНТА ДЕГИДРАЗЫ
В МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ
Цель занятия. При помощи реакции с метиленовой синью доказать
наличие в мышечной ткани дегидразы янтарной кислоты.
Основные положения. Мышечная ткань осуществляет свои функции
благодаря активному участию ферментных систем, специфически локализованных в структуре ткани. Ферментные системы обеспечивают получение
большого количества энергии, необходимой для осуществления мышечной
деятельности. Мышечные клетки характеризуются большой концентрацией
ферментов гликолиза, а так же ферментов цикла трикарбоновых кислот и
дыхательной цепи.
Сущность метода. Фермент дегидраза янтарной кислоты участвует в
процессе клеточного дыхания. Он отнимает водород от янтарной кислоты,
окисляя ее в фумаровую (дегидрирование — отнятие водорода). Доказать
наличие в мышечной ткани дегидразы янтарной кислоты можно реакцией с
метиленовой синью.
Метиленовая синь способна окисляться и восстанавливаться, при
этом окисленная форма ее имеет синюю окраску, а восстановленная бесцветна. Метиленовая синь может служить промежуточным переносчиком водорода:
Янтарная Метилено- Фумаровая Восстановленная
кислота вая синь
кислота
метиленовая синь
(бесцветная форма)
Приборы. Водяная баня, пробирки для водяной бани, капельница,
пипетки 1 мл., термометр.
Реактивы. Раствор янтарной кислоты 3%-ный, едкий натр 10%-ный,
водный раствор метиленовой сини 0,02%-ный, мышечная кашица.
Проведение анализа. В две пробирки помещают по 3—4 г мышечной кашицы. В первую пробирку добавляют 0,5 мл 3%-ного раствора янтарной кислоты, нейтрализованной 10%-ным раствором едкого натра и доведенной до слабощелочной реакции по лакмусу. В обе пробирки добавляют по 2
капли 0,02%-ного водного раствора метиленовой сини, встряхивают и ставят
в водяную баню при 37°. Через некоторое время в первой пробирке метиленовая синь обесцвечивается, во второй — сохраняет свою первоначальную
окраску.
Обработка результатов. Сделать выводы относительно наличия дегидразы янтарной кислоты в мышечной ткани, ориентируясь на результаты
исследования.
Контрольные вопросы
3.Основные свойства ферментов.
63
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2.Классификация ферментов.
3.Локализация ферментов в структурах мышечной ткани.
ТЕМА: ВЫДЕЛЕНИЕ БЕЛКОВ ИЗ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ
И ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ
Цель занятия. Ознакомление с фракционным составом белков мяса.
Фракционирование белков из мышечной ткани и изучение их свойств.
Основные положения. Содержание белка в мясных продуктах колеблется от 11 до 22 %. Более 40 % массы тела животного приходится на долю
мышечной ткани, состоящей из поперечно-полосатой скелетной и гладкой
мускулатуры. Важнейшей составной частью мышечной ткани являются
белки, которые подразделяются на саркоплазматические, миофибриллярные
и белки стромы (склеропротеины). На долю белков саркоплазмы приходится
около 10 % всех белков мышцы. Основную массу саркоплазматических белков составляют миоглобин, миоген и глобулин X.
Водорастворимый хромопротеид миоглобин имеет в качестве просте-тической группы гем - циклический тетрапиррол, присутствием которого объясняется красный цвет этого белка. Биологическая функция миоглобина заключается в транспортировании и запасании кислорода в мышечной
ткани. В условиях кислородного голодания (например, при физической нагрузке) кислород высвобождается из комплекса с миоглобином и поступает в митохондрии мышечных клеток, где осуществляется синтез АТФ. Окраска мясопродуктов зависит от содержания миоглобина, состояния гемма
и белковой части макромолекулы. Окисление Fе2+ в миоглобине до Fе3+ приводит к изменению окраски пигмента от ярко-красного до темнокоричневого, т.к. образующийся метмиоглобин теряет способность связывать молекулярный кислород. Тепловая денатурация глобина также приводит к потере способности гемового пигмента связывать кислород и ухудшает цвет изделий.
Миоген входит в состав ферментов гликолиза (альдолазу), а глобулин
X играет важную роль в качестве поставщика различных аминокислот в
синтезе белка. К числу саркоплазматических белков также относятся миоальбумины и нуклеопротепротеиды, входящие в состав рибосом и ядер.
В группу миофибриллярных белков входят миозин, актин и тропомио-зин. Это главные белки мышечной ткани, биологическая функция которых заключается в обеспечении механизма мышечного сокращения и
расслабления при участии АТФ. Миозин по массе составляет 55 % мышечного белка, на долю актина приходится 25 % общей массы мышечного
белка.
Белки стромы или опорные белки (склеропротеины) составляют около 10 % всех белков мышцы. Группа этих белков представлена в основном
белками соединительной ткани - коллагеном и эластином. Мясо, содержащее много соединительной ткани, остается жестким и после тепловой
обработки; усвояемость коллагена и эластина в нем очень низкая.
64
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Проведение анализа.
1. Изучить теоретические положения и заполнить таблицу.
Фракционный состав белков мышечной ткани
Фракции белков
Среднее содерК какой группе
Биологические
жание, %
относится по
функции
строению или
растворимости
Всего белков
2. Провести фракционирование белков мышечной ткани и изучить их
свойства.
Сущность метода. Выделение и разделение белков мяса основано на
их избирательной растворимости в различных растворителях: воде (альбумины), водно-солевых растворах (глобулины). В остатке мышечной ткани
после экстракции водными и солевыми растворами остаются нерастворимые склеропротеины.
С выделенными фракциями белков последовательно проводится ряд
специфических, качественных реакций, основанных на их свойствах - биуретовая реакция, высаливание из растворов с помощью насыщенных растворов солей, осаждение раствором трихлоруксусной кислоты.
Биуретовая реакция является специфической качественной реакцией на
белок, т.к. еѐ дают полипептидные связи. Она получила свое название от производной мочевины - биурета, который образует в щелочном растворе
медного купороса окрашенное комплексное соединение. Биуретовую реакцию дают все белки, пептоны и полипептиды, начиная с тетрапептидов, независимо от характера аминокислот и природы их связи между собой в молекуле белка. Интенсивность окрашивания пропорциональна содержанию пептидных связей, следовательно, и концентрации белка в растворе.
Высаливанием, называется осаждение белков из растворов солями.
Принцип высаливания заключается в следующем. Молекула белка удерживается в растворе вследствие действия на нее стабилизирующих факторов:
электрического заряда и водной оболочки (гидросферы), соли щелочных и
щелочноземельных металлов несут заряд, противоположный заряду белковой мицеллы, и обладают большей гирофильностью, чем белок. Поэтому при
добавлении соответствующего количества солей в раствор белка белковые
молекулы теряют заряд и водную оболочку т.е. оба стабилизирующих фактора; при этом дегидратированные белковые мицеллы выпадают в осадок.
Осаждение белков трихлоруксусной кислотой применяется для полного удаления их из раствора; при этом не осаждаются продукты гидролиза
белков пептиды, аминокислоты и др.
Реактивы: 1)10%-й раствор гидроксида натрия; 2)1%-й раствор
сульфата меди; 3)сульфат аммония крислаллический; 4)6%-й раствор три65
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
хлоруксусной кислоты; 5)насыщенный раствор хлорида натрия; 6)1 М раствор хлорида натрия.
Приборы и оборудование: 1)колбы конические на 100 мл; 2)цилиндры
мерные на 50 мл и на 25 мл; 3)стаканы химические на 100 мл; 4)воронки;
5)пробирки; 6)плитка электрическая; 7)весы лабораторные.
Проведение анализа. Свежую мышцу освобождают от жира и тщательно измельчают на часовом стекле ножницами, после чего отвешивают
навеску массой 10 г в химический стакан.
Для выделения альбуминовой фракции (белки саркоплазмы) измельченную мышцу залить 30 мл дистиллированной воды и экстрагировать белки, периодически взбалтывая в течение 20 мин. Вытяжку отделить
фильтрованием через три слоя марли в коническую колбу, а оставшуюся
мышечную кашицу сохранить для последующей солевой экстракции.
Отметить в таблице 2 белки саркоплазмы, перешедшие в водный экстракт.
Провести с ними следующие качественные реакции.
В три пробирки налить по 2 мл полученного экстракта. В первой пробирке провести биуретовую реакцию.
Для проведения биуретовой реакции в пробирку с экстрактом белка
добавить 3 мл 10%-ного раствора гидроксида натрия. Затем по каплям прилить 1%-ный раствор сульфата меди, встряхивая смесь после каждой капли.
Раствор окрашивается сначала в розовый, затем в фиолетовый цвет. Следует
избегать избытка сульфата меди, т. к. в этом случае фиолетовая окраска маскируется синей.
Во вторую пробирку добавить сульфат аммония до насыщения (около
г), при этом выпадает осадок альбуминов. В третью пробирку прибавить несколько капель раствора трихлоруксусной кислоты. Пробирку встряхнуть и
наблюдать осаждение белка.
Для выделения глобулиновой фракции остаток мышечной кашицы после экстракции водой поместить в стакан, залить 20 мл 1 М раствором хлорида натрия и экстрагировать при встряхивании в течение 30 мин. Солевой
экстракт отфильтровать через три слоя марли в коническую колбу. Отметить в таблице 2 миофибриллярные белки, перешедшие в солевой раствор.
Провести с ними следующие реакции.
В три пробирки налить по 2 мл полученного солевого экстракта. В первой пробирке установить наличие белка с помощью биуретовой реакции. Во
вторую, пробирку добавить 2 мл насыщенного раствора хлорида натрия и наблюдать выпадение осадка белков. К экстракту в третьей пробирке добавить
дистиллированную воду до появления осадка нерастворимых в воде глобулинов.
В остатке мышечной ткани после экстракции водными и солевыми растворами содержатся склеропротеины. Этот остаток поместить в коническую
колбу, залить 30 мл воды и кипятить в течение 20 мин, сохраняя объем жидкости в колбе периодическим добавлением горячей воды. При кипячении
коллаген, подвергаясь неглубокому гидролизу, превращается в растворимый
66
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
в воде желатин. Горячий раствор отфильтровывают в пробирку и в фильтрате
определяют желатин с помощью биуретовой реакции. На фильтре остаются
тонкие волокна и пленки эластина.
Обсуждение результатов.
Опишите в таблице 2 результаты проведенного фракционирования
белков мяса, отмечая фракции белков, перешедших в водную, солевую вытяжку и нерастворимых. Отметьте проведенные вами реакции с каждой фракцией белков и их результаты.
Фракционирование белков мышечной ткани
Фракционирование Водная экстракция Солевая экстракция Кипячение
Выделенные фракции белков
Проведенные
реакции и их результаты
Сделайте вывод о преобладающей фракции белков в мышечной ткани.
Контрольные вопросы.
3. Содержание и фракционный состав белков мяса.
4. Биологическая ценность белков мяса.
5. Биологические функции белков мяса.
6. Какие качественные реакции на белки вы знаете.
7. Что такое высаливание белков.
8. Как классифицируются белки.
9. Что такое денатурация белка и какие факторы еѐ вызывают,
ТЕМА: КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В МЯСЕ
Цель занятия. Определить количественно содержание молочной
кислоты в исследуемом образце мяса.
Основные положения.
Созревание мяса- автолитический процесс, протекающий после прекращения жизни животного, в результате которого мясо приобретает нежность сочность, специфический приятный вкус
и запах. При жизни животного распад составных частей и их синтез происходит непрерывно. После смерти животного прекращается доставка кислорода кровью к клеткам тканей, в результате чего не происходят окислительные процессы и необратимо протекают только процессы распада.
Прежде всего, происходят необратимые изменения в углеводной системе. При созревании мяса особенно интенсивно действуют ферменты гликолиза, в то время как протеиназы не активны. Гликоген через ряд промежуточных реакций переходит в молочную кислоту, которая накапливается в
мышечной ткани. Изменение содержания молочной кислоты, происходящее
в процессе созревания характеризуется следующими данными:
Содержание молочной
319
609
700
692
661
кислоты в мг%
67
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Продолжительность со1
12
24
48
120
зревания в часах
Накопление молочной кислоты достигает максимума к 24—48 часам
созревания мяса. Поэтому для определения молочной кислоты лучше брать
мясо на 24-й час и в более поздние сроки созревания.
Сущность метода. Молочная кислота окисляется марганцевокислым
калием до уксусного альдегида:
При пропускании тока воздуха уксусный альдегид перегоняется через
холодильник и в поглотительной колонке связывается раствором бисульфита.
Непрореагировавший избыток бисульфита окисляется йодом, после чего альдегидбисульфитное соединение разлагается содой, и количество содержащегося в нем бисульфита определяют йодометрическим титрованием:
NаНSО3 + J2 + Н2О → NaНSО4 + 2 HJ
Каждый эквивалент йода соответствует одному эквиваленту молочной
кислоты.
Описание перегонного аппарата. Аппарат состоит из обратного
холодильника А, с которым при помощи резиновой пробки соединена круглодонная колба В на 500 мл (можно пользоваться кьельдалевской перегонной
колбой); через пробку проходит делительная воронка с оттянутым концом Е
для входа воздуха и раствора марганцевокислого калия.
Холодильник состоит из двух больших пробирок, впаянных одна в
другую. В наружную пробирку впаяны две стеклянные трубки: а для входа и
в для выхода воздуха и паров.
Во внутреннюю пробирку через трубку Д входит холодная вода, оттекающая через отросток И. К трубке в вплотную примыкает соединенная с ней
каучуком трубка О, через которую воздух и пары уксусного альдегида попадают в приемник С (широкогорлая экстракционная колбочка), в который наливают раствор бисульфита. Через резиновую пробку Р проходит нижняя
трубка поглотительной колонки 3, доходящей до дна приемника С.
В поглотительную колонку помещают фарфоровую или стеклянную
пластинку с отверстиями и насыпают стеклянные бусинки слоем 8— 10 см.
Отводную трубку К присоединяют к водоструйному насосу. Поглотительную
колонку закрывают резиновой пробкой.
Реактивы.
68
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1) 5%-ный раствор метафосфата натрия готовят растворением на холоду;
2) 0,5 N серная кислота;
3) 8%-ный раствор сернокислой меди;
4) 20%-ная взвесь гидрата окиси кальция (приготовляется из окиси
кальция);
5) 0,1 N раствор марганцевокислого калия, запасный раствор (для употребления разбавляют в 20 раз в мерном цилиндре);
6) 1%-ный раствор бисульфита натрия;
7) 0,1 N раствор йода;
8) 0,01 N раствор йода (готовится из раствора 7).
В темной склянке с притертой пробкой этот раствор сохраняется несколько недель. Титр раствора устанавливают перед употреблением по раствору гипосульфита; титр последнего про- веряют в свою очередь по чистому
йоду;
9) двууглекислый натрий в порошке;
10) 1%-ный раствор крахмала в насыщенном растворе поваренной соли.
Ход определения. Дважды пропущенное через мясорубку мясо помещают в стаканчик для взвешивания. На аналитических весах отвешивают
по разности от 7 до 10 г мяса непосредственно в колбочку на 100 мл. В колбочку добавляют 40 мл дистиллированной воды, закрывают пробкой и встряхивают в течение 5 минут для равномерного распределения мяса и жидкости.
69
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Затем в ту же колбочку для осаждения белков добавляют 10 мл метафосфата натрия и 10 мл 0,5 N серной кислоты, хорошо встряхивают, доводят
водой до метки и через 15 минут фильтруют.
В мерную колбочку емкостью 50 мл отмеривают пипеткой 25 мл полученной жидкости, добавляют туда 4 мл 8%-ного раствора сернокислой меди и
нейтрализуют жидкость крепким раствором едкой щелочи до появления
голубого осадка гидрата окиси меди.
К нейтрализованному раствору добавляют 10 мл известкового молока,
дистиллированной водой доводят раствор до метки и оставляют на 30 минут.
Отфильтровывают жидкость от осадка, отмеривают 10 мл фильтрата в круглодонную колбу емкостью 50 мл, прибавляют туда 10 мл 2 N серной кислоты, 20—30 мл (приблизительно) воды и соединяют колбу с холодильником
аппарата.
В воронку наливают раствор марганцевокислого калия. В приемник
вносят 20 мл раствора бисульфита и столько воды (10 или 15 мл), чтобы при
пущенном в ход аппарате жидкость, поднявшись в поглотительную колонку,
покрыла бы бусинки; затем соединяют приемник с колонкой.
Проверяют все соединения аппарата, пускают в ход водоструйный насос не очень сильно, но так, чтобы жидкость из приемника, поднявшись в колонку, не спускалась опять в приемник. Впускают воду в холодильник и нагревают отгонную колбу. Когда жидкость в колбе начнет равномерно кипеть,
из делительной воронки выпускают по каплям раствор марганцевокислого
калия с такой скоростью, чтобы каждая капля тотчас же успевала обесцветиться. Когда перманганат перестанет обесцвечиваться сразу, и жидкость
примет светло-розовый цвет, останавливают приток перманганата, дают
жидкости обесцветиться и после этого продолжают приливать его несколько
медленнее. Жидкость постепенно принимает более темный розовый цвет, к
которому затем примешивается желтовато-бурый оттенок и появляется муть
от выпадения перекиси марганца. Тогда прекращают приливание марганцевокислого калия. Отгонку продолжают еще 30 минут, после чего прекращают
нагревание. Останавливают водоструйный насос, предварительно вынув резиновую пробку из колонки. Разъединяют приемник и колонку и ополаскивают бусинки 5—6 порциями дистиллированной воды по 5 мл каждая.
1. Титрование избытка бисульфита . К жидкости в приемник прибавляют несколь- ко капель раствора крахмала. Приливают из бюретки 0,1N
раствор йода, а затем к концу титрования 0,01 N раствор йода до слабоголубого окрашивания. 0,1 N раствор употребляют, чтобы не прибавить слишком
много раствора йода; если же это имело место, то можно оттитровать слабым
0,01 N раствором гипосульфита. Количество раствора йода, пошедшего на
разрушение несвязанного уксусным альдегидом бисульфита, в расчет не
принимается.
2. Разложение альдегидбисульфитного соединения. Добавляют
к раствору 1 г сухого двууглекислого натрия и размешивают.
70
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3. Титрование освободившегося бисульфита . Титруют обесцвеченную жидкость 0,01 N раствором йода из микробюретки. В конце титрования йод надо приливать осторожно. Титрование окончено, когда раствор не
обесцвечивается при помешивании в продолжении 10—15 секунд. Титрование следует производить при дневном освещении. Результат титрования записывают. Из записанной цифры вычитают результат титрования контроля,
полученного путем перегонки одних реактивов.
Обработка результатов. Количество мл 0,01 N раствора йода, пошедшего на титрование после прибавления двууглекислой соды, умноженное на
поправку к раствору йода и на 0,45, указывает содержание молочной кислоты в миллиграммах во взятом на определение фильтрате. Пересчитывают результат на 100 г мяса:
а × К × 0,45 × 20 × 100
————————— = мг % молочной кислоты,
е
где: а — количество миллилитров 0,01 N раствора йода, пошедшего на
титрование;
К — поправка к раствору йода;
0,45 — количество миллиграммов молочной кислоты, соответствующей 1 мл 0,01 N раствора йода;
е — навеска в г,
20—разведение.
Контрольные вопросы
1.Назвать растительные ферментные препараты применяемые для интенсификации созревания мяса
2.Какими свойствами характеризуется созревшее мясо.
3.Назовите группу наиболее активно действующих ферментов в процессе автолиза.
ТЕМА: ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СВЕЖЕСТИ
МЯСА
Цель занятия. Ознакомление с химическими методами определения
накопления продуктов разложения протеинов с целью установления свежести мяса.
Общие положения. Процесс порчи мяса сопровождается образованием продуктов, по наличию которых можно судить о степени порчи мяса.
Наиболее удобно определять свежесть мяса по тем веществам, накопление
которых можно обнаружить химическими методами гораздо раньше, чем,
чем можно органолептически наблюдать изменения в свежести мяса. К таким
веществам относятся аммиак, летучие жирные кислоты, фосфин, сероводород. Такие вещества, как индол и скатол, появляются в сравнительно поздних
стадиях гнилостной порчи и поэтому устанавливать их в начальной стадии
порчи нет смысла.
71
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для выявления первичных продуктов разложения протеинов, растворяющихся в воде, в практике пользуются определением вязкости водной вытяжки из мяса по скорости ее фильтрации (проба Андриевского) и осаждением их растворами солей тяжелых металлов (проба с сульфатом меди).Более
глубокие процессы распада протеинов, сопровождающиеся накоплением
свободных аминокислот, низкомолекулярных аминосоединений, аммиака и
его неорганических солей, могут быть выявлены пробой на солевой аммиак с
реактивом Неслера, суммарным определением амино-аммиачного азота, а
также качественной реакцией на свободные аминокислоты с нингидрином.
В мышечной ткани свежего мяса содержатся различные ферменты, в
том числе пероксидаза, сохраняющая активность в слабокислой среде. В несвежем мясе, а так же в мясе больных животных она отсутствует. Для качественного обнаружения пероксидазы чаще применяют пробу с бензидином
или настойкой гваяковой смолы.
Определение первичных продуктов разложения протеинов.
1) Определение скорости фильтрации настоя по Андриевскому.
Приборы и оборудование. Коническая колба вместимостью 250 мл,
ножницы, воронка диаметром 5 см, фильтр, цилиндр на 100 мл.
Проведение анализа. Из средней пробы мяса отбирают навеску в 10
г (мясо предварительно освобождают от жира и соединительной ткани),
измельчают ножницами на 20—30 кусочков, помещают в коническую
колбу и заливают водой в количестве 100 мл. Настаивают в течение 15
мин с 3-кратным взбалтыванием.
Воронку диаметром 5 см с вложенной в нее фильтровальной бумагой
устанавливают в градуированный цилиндр на 100 мл. Настой мяса пропускают через фильтр.
Свежее мясо через 5 мин дает 50—95 мл прозрачного фильтрата, через 10 мин весь фильтрат отфильтровывается. Несвежее мясо дает мутный фильтрат, фильтрация идет медленно. Через 5 мин отфильтров ывается менее 50% фильтрата. В последующем полученный фильтрат используется при проведении проб с реактивом Несслера, бензидином или
настойкой гваяколовой смолы. По данным проведенного анализа заполняют таблицу и делают выводы относительно свежести мяса.
№
пробы
1
2
3
Цвет и прозрачность мясной вытяжки
Характеристика мяса
2)Проба с сернокислой медью.
Приборы и оборудование. Колба вместимостью 100-200 мл, водяная
баня для колб, покровное стекло, пробирка, вата, бумажный фильтр, химический стакан, штатив.
72
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Реактивы. Дистиллированная вода, сернокислая медь 0,5% раствор.
Ход работы. 20 г фарша в колбе на 100-200 мл заливают 60 мл дистиллированной воды, взбалтывают. Колбу накрывают стеклом и нагревают в кипящей водяной бане 10 мин. Горячий бульон фильтруют через плотный слой
ваты толщиной не менее 0,5 см в пробирку, помещенную в стакан с холодной
водой. Если в фильтрате остались хлопья, его дополнительно пропускают через бумажный фильтр.
В пробирку наливают 2 мл. фильтрата, добавляют 3 капли 5%-ного
раствора сернокислой меди, встряхивают 2-3 раза и ставят в штатив на 5 мин.
Обработка результатов. Бульон из свежего мяса прозрачный, на возможно образование мути. В бульоне из мяса сомнительной свежести появляются
хлопья, из несвежего- желеобразный сине-голубой осадок. По данным проведенного анализа заполняют таблицу и делают выводы относительно свежести мяса.
№
Цвет и прозрачность мясной вытяжки
Характеристика мяса
пробы
1
2
3
Определение накопления свободных аминокислот, низкомолекулярных
аминосоединений, аммиака
1) Реакция на аммиак (с реактивом Несслера).
Сущность метода. Аммиак находится в мясной вытяжке большей частью в виде солей, например, хлористого аммония. Растворы, содержащие
малые количества аммиака или солей аммония, окрашиваются реактивом
Несслера в желтый цвет, а при больших количествах аммиака или солей аммония- в красновато-бурый цвет с образованием взвешенной мути. Окраска
обусловлена соединением NH2JHg2O, которое образуется по следующей реакции:
2К2[HgJ4 ] + 3KOH + NH4OH = NH2JHg2O + 7KJ + 3H2O
Приборы и оборудование. Коническая колбы (100мл.), пробирка биологическая, бумажный фильтр, химический стаканчик (100 мл.), капельница
(д/л р-ва Несслера).
Реактивы.Вода дистиллированная, реактив Несслера.
Проведение анализа.
1.Приготовление водной вытяжки из мяса: 5 г. фарша помещают в коническую колбу, заливают 50 мл. воды и настаивают 10 мин., несколько раз
встряхивая. Фильтруют через бумажный фильтр в химический стаканчик.
2.В пробирку наливают 1 мл. водной вытяжки из мяса и добавляют реактив
Несслера по каплям, вплоть до 10 капель. После добавления каждой капли
пробирку взбалтывают и наблюдают за изменением цвета и прозрачности.
3.Приготовление контрольной пробирки: в пробирку наливают 1 мл испытуемой вытяжка без реактива Несслера.
73
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обработка результатов.
Изменение прозрачности и окраски проводят в сравнительной характеристике с контрольной пробиркой.
1. Если после добавления первых капель реактива наблюдается помутнение и пожелтение, а после добавления 10 капель сильное пожелтение или покраснение с образованием обильного осадка после
отстаивания, то это показатель испорченности мяса.
2. Если при добавлении 6-10 капель реактива, после двадцатиминутного отстаивания наблюдается слабое помутнение и пожелтение с
появлением осадка на дне пробирки, то это показатель подозрительной свежести мяса.
3. Если при добавлении 10 капель реактива Несслера цвет вытяжки не
меняется или наблюдается слабое пожелтение, но вытяжка остается
прозрачной, то это показатель свежести мяса.
Результаты исследования занести в таблицу:
№
Цвет и прозрачность мясной вытяжки
Характеристика мяса
пробы
1
2
3
2)Проба Эбера на свободный аммиак
Сущность метода. Аммиак с хлороводородной кислотой, входящей в
состав реактива Эбера, образует хлорид аммония:
NH3+ HCL = NH4CL
Хлорид аммония обнаруживается в виде белого тумана (облачка).
Приборы и оборудование. Широкая пробирка, пробка с проволокой и
стеклянной палочкой.
Реактивы. Реактив Эбера.
Проведение анализа. В широкую пробирку наливают 2—3 мл реактива Эбера (1 часть 25%-ной НС1, 3 части 96° спирта и 1 часть эфира) и
закрывают ее пробкой, через которую проходит толстая проволока или
стеклянная палочка с загнутым крючкообразным концом, к которому прикрепляют кусочек исследуемого мяса. Проволоку с мясом необходимо установить так, чтобы мясо не касалось стенок пробирки и не смачивалось
реактивом (не доходило до уровня жидкости на 0,5—1,0 см).
Обработка результатов. Если мясо несвежее и имеется аммиак, то образуется белое облако хлористого аммония, обволакивающее кусочек мяса. При исследовании свежего мяса облачко хлористого аммония не образуется. Реакция Эбера неприменима к горяче-парному, парному мясу и к
мясным фабрикатам, приготавливающимся с применением нитритов и
нитратов (солонина, колбасные изделия и пр.). По данным проведенного
анализа заполняют таблицу и делают выводы относительно свежести мяса.
№
Наличие облака хлористого аммония
Характеристика мяса
Пробы
1
74
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
3
3) Определение амино-аммиачного азота (упрощенный способ).
Количество свободных нейтральных (моноаминокарбоновых) аминокислот, аммиака и его неорганических соединений в мясе счи тается
характерным показателем его свежести. 20 г средней пробы фарша заливают 100 мл дистиллированной воды и настаивают 15 мин, взбалтывая через
каждые 5 мин. Настой фильтруют через бумажный фильтр. Далее в две
конические колбы по 100 мл вносят 10 мл фильтрата. 40 мл дистиллированной воды и по 3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина. Содержимое одной колбы используется в качестве эталона фоновой
окраски. Содержимое опытной колбы нейтрализуют 0, 1 н. раствором
едкого калия до слабо-розового окрашивания. В нейтрализованную вытяжку добавляют 10 мл 40%-ного раствора формалина, предварительно
также нейтрализованного по фенолфталеину до появления слабо-розовой
окраски. В результате освобождения карбоксильных групп смесь становится кислой, розовая окраска исчезает. После этого содержимое колбы вновь
титруют тем же раствором щелочи до появления слабо-розовой окраски.
Содержание амино-аммиачного азота в 10 мл фильтрата мясной вытяжки в миллиграммах рассчитывают, умножая расход 0,1 н. раствора едкого
калия при втором титровании на коэффициент 1,4. При необходимости
вносят поправку на титр щелочи. Содержание амино-аммиачного азота в
10 мл вытяжки из свежего мяса не превышает 1,26 мг, в мясе подозрительной свежести — от 1,27 до 1,69 мг, в несвежем мясе — более 1,68 мг.
4) Реакция на сероводород.
Сущность метода. Сероводород реагируя со щелочным раствором
свинца, которым смочена фильтровальная бумага, образует на ней сульфид
свинца, окрашивающий бумагу в светло-бурый или черный цвет.
А) Реакция с щелочным раствором уксуснокислого свинца. Приборы и оборудование. Химический стаканчик, бумага с нанесенной каплей
щелочного раствора уксусно- кислого свинца.
Проведение анализа. 10 г мяса помещают в маленький стаканчик, накрывают листом плотной белой бумаги. На нижнюю поверхность которого
нанесена капля щелочного раствора уксусно-кислого свинца.
75
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
При наличии в мясе сероводорода через 5-15 минут капля темнеет вследствие
образования сернистого свинца.
№
Окраска капли раствора уксусно-кислого
Характеристика мяса
пробы
свинца
1
2
3
Б) Проба Левина на сероводород и аммиак.
Приборы и оборудование. Широкогорлая баночка с притертой
пробкой, лакмусовая бумажка, бумажка с каплей щелочного раствора уксусно-кислого свинца.
Проведение анализа. В широкогорлую баночку с притертой пробкой помещают около 10—15 г измельченного мяса. В горлышко банки
вставляют пробку, на нижней части которой зажаты две реактивные бумажки: смоченная дистиллированной водой красная лакмусовая бумажка и
полоска бумажки, на которую нанесена капля щелочного раствора уксуснокислого свинца (к 4%-ному раствору уксуснокислого свинца прибавляют
30%-ный раствор едкого натрия до растворения образовавшегося осадка).
Пробу отстаивают в течение 10—15 мин при комнатной температуре.
Обработка результатов. Если мясо не свежее и имеются аммиак и
сероводород, то от аммиака красная лакмусовая бумажка синеет, а от сероводорода смоченная свинцом фильтровальная бумага буреет или чернеет. По
данным проведенного анализа заполняют таблицу и делают выводы относительно свежести мяса.
№
Наблюдаемый цвет
Характеристика мяса
Пробы
1
2
3
5) Реакция на фосфин.
Сущность метода.Превращение фосфорных соединений в процессе
анаэробного распада происходит с образованием фосфина (фосфористого водорода). Источником фосфина служит фосфорная кислота, образующаяся
при распаде нуклеопротеидов, фосфопротеидов, фосфатидов и некоторых
других соединений.
Н3РО4→ РН3 + 2О2↑
Фосфористый водород представляет собой очень ядовитый бесцветный газ с резким гнилостным запахом. Образование его особенно характерно для глубинных участков туши.
Реакция на фосфин основана на образовании соединений фосфина с
ртутно–кадмиевой солью (CdHgJ4). Эти соединения окрашены в желтый цвет
разной интенсивности. Скорость реакции и интенсивность окрашивания зависят от количества содержащегося фосфина.
76
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Приборы и оборудование. Мясорубка, колба (100 мл),корковая
пробка.
Проведение анализа. 20-25 г только что измельченного в мясорубке
мяса помещают в коническую колбу (100мл) и вводят в нее ртутнокадмиевую бумажку, смоченную 1-2 каплями уксусного ангидрида. Бумажку
закрепляют в горле колбы корковой пробкой. Вводить бумажку нужно осторожно, что бы она не касалась мяса, лежащего на дне и стенок колбы.
Точно через 10 мин. наблюдают окраску реактивной бумажки.
Обработка результатов.
Бумажка частично окрашена в желтый цвет, большей частью по краям мясо свежее.
Бумажка окрашена в интенсивно желтый цвет – мясо подозрительной
свежести.
Бумажка окрашена в оранжевый цвет - мясо испорчено.
Результаты исследований занести в таблицу:
№
Цвет ртутно-кадмиевой бумажки
Характеристика мяса
Пробы
1
2
3
6) Качественное определение пероксидазы.
Сущность метода. В мышечной ткани свежего мяса содержатся различные ферменты, в том числе пероксидаза, сохраняющая активность в слабокислой среде. В несвежем мясе, а так же в мясе больных животных она отсутствует. Для качественного обнаружения пероксидазы применяют пробу с
бензидином или с настойкой гваяковой смолы.
А). Бензидиновая проба.
Приборы и оборудование. Пробирка, капельница.
Реактивы. Бензидин 0,2% спиртовой раствор, перекись водорода 1%
раствор.
Проведение анализа. 2 мл фильтрата и 5 капель 0,2%-ного спиртового
раствора бензидина встряхивают в пробирке, после чего добавляют 2 капли 1%-ного раствора перекиси водорода.
Обработка результатов. Вытяжка из свежего мяса, содержащая фермент пероксидазу, через 1—2 мин окрашивается в сине-зеленый цвет,
постепенно переходящий в коричневый. В фильтре из мяса сомнительной свежести сине-зеленая окраска менее интенсивна и появляется через
3—4 мин. Экстракт из несвежего мяса, а также из мяса больных животных
пероксидазы не содержит, при проведении данной пробы исходная буроватая окраска не изменяется. По данным проведенного анализа заполняют
таблицу и делают выводы относительно свежести мяса.
№
Окраска мясной вытяжки
Характеристика мяса
пробы
1
77
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2
3
Б)Гваяколовая проба.
Реактивы. Настойка гваяколовой смолы 5%-ная, перекись водорода 1%ный раствор.
Проведение анализа. К 2 мл фильтрата в пробирке добавляют 5 капель
5%-ной настойки гваяколовой смолы, встряхивают и добавляют 2 капли
1%-ного раствора перекиси водорода и немного теплой воды.
Обработка результатов.При наличии пероксидазы через 2—5 мин содержимое пробирки окрашивается в молочный голубовато-синий цвет. По
данным проведенного анализа заполняют таблицу и делают выводы относительно свежести мяса.
№
Окраска мясной вытяжки
Характеристика мяса
Пробы
1
2
3
Комплексная оценка результатов
При проведении испытаний следует учитывать, что одно какое-нибудь
определение в отдельности не решает вопрос о свежести мяса. Это может
быть сделано только с помощью комплекса химических показателей.
По данным комплексных исследований для каждой пробы мяса заполнить таблицу, проанализировать данные и сделать выводы о степени
свежести мяса.
Название метода опредеРезультат определения
Характеристика мяса
ления
Фильтрация по Андриевскому
Проба Эбера
Реакция на фосфин
Реакция на сероводород
Определение пероксидазы:Бензидиновая проба
Гваяколовая проба
Контрольные вопросы
78
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Участие микроорганизмов в порче мяса.
Охарактеризовать процессы аэробного и анаэробного гниения.
Какие белки легче поддаются действию микроорганизмов.
Назовите первичные продукты распада белков.
Охарактеризовать особую разновидность порчи – загар.
Какое действие оказывают нитраты и нитриты на прогоркание жира.
ТЕМА: ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЧЕСТВА
КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ
Цель занятия. Освоение физико-химических и биохимических методов экспертизы качества колбасных изделий.
Основные теоретические положения. В готовых колбасных изделиях определяется содержание влаги, поваренной соли, нитрита и крахмала. На
производстве содержание указанных веществ определяется по требованию
инспекции по качеству или по требованию потребителя. Кроме того, в целях
контроля за технологическим процессом определение этих показателей нужно производить ежедневно для всех сортов изделий (10% от количества пропущены замесов). Определение влажности полукопченых колбас должно
производится и в тех случаях, когда они предназначаются для транспортировки на дальние расстояния. Содержание нитрита определяется периодически, а так же в тех случаях, когда возникает сомнение в правильности его дозировки.
Нормальные значения содержания поваренной соли, нитрата натрия,
влаги и крахмала в колбасных изделиях представлены в таблице.
Содержание поваренной соли, нитрита натрия, влаги и крахмала в вареных
колбасных изделиях (ГОСТ 2370-79), %.
Вид продукПоваренная
Нитрит наВлага
Крахмал
ции
соль
трия
Колбасы вареные:
Высший сорт
50-70
2,2-2,8
0,005
Первый сорт
60-70
2,0-2,4
0,005
2
Второй сорт
72
2,4
0,005
Сосиски:
Высший сорт
65-70
2,0-2,5
0,003-0,005
Первый сорт
70-75
2,1-2,4
0,005
Сардельки:
2,2 -2,3
Высший сорт
55-65
0,005
2
Первый сорт
75
2,3
0,005
2
Мясные хлебы:
Высший сорт
57-60
2,5
0,003-0,005
Первый сорт
61-65
2,5
0,005
2
79
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Второй сорт
70
2,5
0,005
2
1)Подготовка проб к анализу.
Приборы и оборудование.Мясорубка бытовая или электрическая
(диаметр отверстий решетки от 3 до 4 мм), стеклянная тара с притертой
пробкой вместимостью 200-400 куб. см.
Ход работы. Отобранные образцы вареных колбас, освобожденных от
оболочек, дважды пропускают через мясорубку. Перемешанный фарш сохраняется на холоду при температуре 3-5оС до окончания исследования в
стеклянной банке с притертой пробкой.
2)Определение содержания влаги.
Сущность метода. Метод измерения содержания влаги в колбасных
изделиях основан на определении с помощью весов разности между массой навески образца до и после высушивания продукта.
Приборы и оборудование. Шкаф сушильный электрический с терморегулятором; весы лабораторные; Бюксы металлические (диаметром 50 мм,
высота 25-35 мм); эксикатор; палочки стеклянные; песок речной специально
обработанный.
Проведение анализа. В бюксу помещают 6-8 г песка, стеклянную палочку и высушивают в сушильном шкафу при температуре 150±2 о С в течении 30 мин, охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают. Затем в бюксу с песком вносят навеску продукта 3 г., тщательно перемешивают с песком и высушивают в сушильном шкафу в открытой бюксе
при температуре 150±2о С в течение 1 часа. После высушивания бюксу закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и
взвешивают.
Содержание влаги определяют по формуле:
х
m1  m 2
 100 % ,
m1  m0
где m0- масса бюксы с песком и палочкой, г.
m1- масса бюксы с песком, палочкой и навеской до высушивания, г
m2- масса бюксы с песком, палочкой и навеской после высушивания, г
За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений. Расхождение между результатами
параллельных определений не должно превышать 0,5% (сходимость метода).
Окончательный результат вычисляют с погрешностью до 0,1 %.
Результаты исследований заносят в таблицу:
Содержание влаги %
№ пробы
1 определение
2 определение
1 образец
контрольный образец
80
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
3)Определение содержания крахмала.
При изготовлении некоторых видов колбасных изделий в качестве
вспомогательного сырья используется крахмал (или мука) в строго определенных количествах. Контроль качества колбас предусматривает определение содержание крахмала в готовых изделиях.
а) Качественное определение крахмала.
Приборы и оборудование. Капельница, предметное стекло.
Проведение анализа. Для обнаружения крахмала на свежую поверхность разреза изделия наносят каплю раствора йода в воде, содержащей йодистый калий (1г йода и 2 г йодистого калия на 300 мл воды).
При наличие крахмала или муки на поверхности раздела образуется
черно-синее или синее пятно.
б)Количественное определение крахмала.(ГОСТ 9792-73)
Сущность метода. При гидролизе крахмала образуются редуцирующие сахара, основную массу которых составляет глюкоза.
(С6Н12О5)n + Н2О → nС6Н12О6
крахмал
глюкоза
Образовавшиеся при гидролизе крахмала редуцирующие сахара, благодаря наличию альдегидных групп, окисляются в щелочной среде реактивом
Фелинга- растворимым комплексным соединением меди (II) с сегнетовой солью. При окислении глюкозы медь восстанавливается до оксида меди (II).
Количество восстановленной меди соответствует разнице содержания оксида меди в холостом опыте и после кипячения с раствором сахара.
Содержание общего и остаточного количества окисной меди определяется йодометрическим индикатором- крахмалом.
J2 + 2Na2S2O3 = 2Na2S4O6
Приборы и оборудование. Конические колбы вместимостью 250 мл,
мерные колбы вместимостью 250 мл, 100 мл, гашетка, стеклянная палочка,
пипетка 50 мл, 20 мл, микробюретка, воздушный или водяной холодильник,
электроплитка, бумажный фильтр,
Проведение анализа. 20 г. фарша взвешивают с точностью до 0,01 г. И
помещают в коническую колбу, вместимостью 250 мл, приливают небольшими порциями 8 мл. 10%-ной соляной кислоты, одновременно размешивая
навеску стеклянной палочкой. Затем колбу присоединяют к обратному водяному или воздушному холодильнику, нагревают на электроплитке до кипения и периодически перемешивают содержимое колбы вращением, 15 мин.
кипятят. После охлаждения содержимое колбы переносят количественно в
мерную колбу, вместительностью 250 мл, доводят объем жидкости в колбе
до метки дистиллированной водой таким образом, что бы попавший в колбу
жир находился над меткой. После перемешивание содержимое колбы фильтруют через бумажный фильтр. 25 мл фильтрата вносят гашеткой в мерную
колбу, вместимостью 50 мл. и, добавив 1 каплю 1%-ного раствора фенолфталеина, нейтрализуют 10%-ным раствором едкого натра и 10%-ной соляной
кислотой до слабо кислой реакции.
81
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Для осветления гидролизата и осаждения белков к нейтрализованному
фильтрату в мерной колбе пипеткой добавляют 1,5 мл 15%-ного раствора
желтой кровяной соли и затем 1,5 мл 30%-ного раствора сернокислого цинка.
Содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры, доводят объем в
колбе до метки дистиллированной водой. В случае образования пены добавляют 1-3 капли серного эфира, перемешивают и фильтруют через бумажный
фильтр. 10 мл прозрачного бесцветного фильтрата, а при контрольном опыте
10 мл дистиллированной воды, пипеткой вносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, добавляют с помощью гашетки 20 мл жидкости Фелинга, полученной смешиванием (1:1) растворов Фелинг-1 (34,6 г медного купороса в
500мл дистиллированной воды) и Фелинг -2 (173,6 г сегнетовой соли и 60 г
КОН в 500 мл дистиллированной воды). Содержимое колбы встряхивают и
кипятят на электроплитке 3 мин, считая с момента закипания.
После кипячения колбу тотчас же охлаждают, доводят объем жидкости
до метки дистиллированной водой, тщательно перемешивают и дают осесть
выпавшему осадку оксида меди. В коническую колбу вместимостью100-250
мл пипеткой вносят 20 мл, отстоявшейся жидкости, последовательно добавляют мерным цилиндром сначала 10 мл 30%-ного раствора йодистого калия,
затем 10 мл 25%-ного раствора серной кислоты и сразу оттитровывают выделившийся йод раствором гипосульфита натрия и индикатором – крахмалом.
Затем производят титрование контрольного раствора.
Примечания:
1)титрование 0,1 н раствором гипосульфита рекомендуется проводить из
микробюретки;
2) заканчивать титрование следует медленно, с промежутком 5-6 с между каплями, до полного исчезновения синей окраски раствора;
3) если раствор йодистого калия имеет желтоватый цвет, его перед употреблением необходимо обесцветить, добавляя по каплям 0,1 н раствор гипосульфита.
Обработка результатов. Содержание крахмала (Х) в процентах вычисляют по формуле:
Х 
2,88  (V1  V2 )  К  (250  2)  50  100
 2,8  5  (V1  V2 )  К  248
20  25  10
где 2,8- содержание крахмала, соответствующее 1 мл точно 0,1 н раствора
гипосульфита натрия, г;
V1- объем 0,1 н раствора гипосульфита натрия, пошедший на титрование
контрольного раствора, мл;
V2- объем 0,1 н раствора гипосульфита натрия, пошедший на титрование испытуемого раствора, мл;
5- множитель, так как титруется 20 мл из 100 мл инвертируемого раствора;
К- коэффициент пересчета на точно 0,1 н раствор гипосульфита натрия;
(205-2) – объем гидролизата с поправкой на объем осадка, мл;
25 и 50- разведение гидролизата при нейтрализации и осаждения белка;
20- навеска образца, г;
82
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
100- множитель перевода, %;
10- количество гидролизата, взятого для кипячения, мл.
Расхождение результатов между параллельными определениями не
должно превышать 0,2 % (с точностью до 0,1)
Результаты исследований занести в таблицу:
Содержание крахмала %
№ пробы
1 определение
2 определение
1 образец
контрольный образец
4)Определение содержания нитрита (ГОСТ 8558.1-78.)
Нитриты добавляются при посоле в колбасные изделия, и свинокопчености для сохранения их аппетитного розовато-красного цвета. Нитриты токсичные вещества, и поэтому содержание их в готовой продукции строго
регламентировано ГОСТ - не более 5 мг на 100 г продукта.
Сущность метода. Сущность метода Грисса заключается в фотометрировании растворов окрашенных продуктов реакции азосочетания. Реакция
идет в две стадии: сначала происходит диазотирование сульфаниловой кислоты нитритом в уксуснокислой среде, затем протекает реакция азосочетания диазотированного продукта с 1-нафтиламином также в уксуснокислой
среде Примечание: реакция азосочетания с ариламинами идет медленно и
окраска раствора развивается во времени.
Приборы и оборудование. Мясорубка, весы аналитические и технические с разновесами, колбы мерные вместимостью 200 мл, 100 мл; цилиндры
вместимостью 100, 50, 20 и 10 мл; пипетки вместимостью 5, 2 и 1 мл; химические стаканы вместимостью 100-150 мл, колбы конические вместимостью
100 мл, воронка стеклянная, вата, электроплитка, водяная баня, фотоэлектроколориметр.
Растворы и реактивы: едкий натр, 0,1 н раствор; цинк сернокислый,
0,45%-ный раствор; аммиак водный, 5%-ный раствор; кислота соляная, 0,1 н
раствор; нитрит натрия, стандартный раствор, содержащий 1 мкг/мл; реактив
Грисса (состав - 0,5 г сульфаниловой кислоты, растворенной в 150 мл 12%ной уксусной кислоты, и 0,2 г 1-нафтиламина, прокипяченного с 20 мл дистиллированной воды, к которому после фильтрования добавлено 180 мл 12%ной уксусной кислоты).
Растворы хранят отдельно, в темном месте, смешивают равные объемы перед применением. Если при смешении растворов появляется розовая
окраска, в реактив добавляют цинковую пыль, взбалтывают и фильтруют.
Проведение анализа: Построение градуировочного графика. В 6 мерных колб вместимостью 100 мл вносят стандартный раствор нитрита натрия :
0, 1,0; 2,0; 4,0; 6,0; 8,0 мл. Раствор в первой колбе без нитрита используют
как контрольный. В каждую колбу затем добавляют по 5 мл раствора аммиака и по 10 мл раствора соляной кислоты, доводят водой до метки и перемешивают. В конические колбы вместимостью 100 мл пипеткой переносят по
83
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
15 мл приготовленных растворов, добавляют по 15 мл реактива Грисса и через 15 мин измеряют интенсивность розовой окраски на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром (К 6) в кювете толщиной поглощающего
слоя 2 см относительно раствора сравнения, приготовленного из контрольного раствора. По полученным данным строят градуировочный график. На оси
абсцисс откладывают массовую концентрацию нитрита натрия, мкг/мл, на
оси ординат - соответствующие величины оптической плотности. График
должен проходить через начало координат, Проведение анализа. 20 г пробы,
подготовленной к анализу ( по ГОСТ 9792-73 ), взвешивают с погрешностью
не более 0,01 г и помещают в химический стакан. Заливают 35-40 мл дистиллированной воды, нагретой до 55 ± 2°С, и настаивают, периодически перемешивая, в течение 10 мин. Затем вытяжку фильтруют через ватный фильтр в
мерную колбу вместимостью 200 мл. Навеску несколько раз промывают водой и переносят на фильтр, где еще промывают водой, затем раствор охлаждают и доводят водой до метки.
Примечание: для приготовления вытяжки, из сырокопченых продуктов из
свинины, баранины, говядины и сырокопченых колбас навеску массой 20 г
заливают 200 мл предварительно отмеренной и подогретой до 55 ± 2°С дистиллированной воды и настаивают, периодически помешивая, в течение 30
мин. Затем вытяжку фильтруют через ватный фильтр, не перенося осадка на
фильтр. 20 мл вытяжки помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, добавляют 10 мл раствора едкого натра и 40 мл раствора сернокислого цинка
для осаждения белков. Смесь в колбе нагревают 7 мин на кипящей водяной
бане, после чего охлаждают, доводят до метки водой, перемешивают и
фильтруют через обеззоленный бумажный фильтр. В коническую колбу вместимостью 100 мл помещают 5 мл прозрачного фильтрата, полученного после осаждения белков, 1 мл раствора аммиака, 2 мл раствора соляной кислоты, 2 мл дистиллированной воды и, для усиления окраски, 5 мл стандартного
раствора нитрита натрия, содержащего 1 мкг/мл. Затем в колбу приливают
15 мл реактива Грисса и через 15 мин фотометрируют раствор также, как при
построении градуировочного графика. Примечание: для приготовления раствора сравнения 20 мл дистиллированной воды вместо водной вытяжки образца проводят через все стадии анализа.
Обработка результатов. Массовую долю нитрита (X) в процентах вычисляют по формуле:
Х 
М 1  200  100  100  30
,
m  20  5  10 6
где
М1 - массовая концентрация нитрита натрия, определенная по
градуировочному графику, мкг/мл;
m - масса навески продукта, г;
106 - коэффициент перевода в граммы.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое
двух параллельных определений и рассчитывают с точностью до 0,0001%.
84
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Расхождения между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,0002%.
Примечание: определение нитрата в мясных продуктах проводится по ГОСТ
8558.2-78. Метод основан на восстановлении нитрата до нитрита с помощью
кадмиевой колонки, определении количества последнего методом Грисса и
пересчете его на нитрат за вычетом нитрита, содержащегося в анализируемом
продукте.
Результаты исследований занести в таблицу:
Содержание нитрита,%
№ пробы
1 определение
2 определение
5)Определение содержания хлористого натрия (ГОСТ 9957-73)
Сущность метода: Сущность метода аргентометрического титрования (по Мору) основана на определении ионов хлора титрованием водной
вытяжки раствором азотнокислого серебра в присутствии индикатора хромовокислого калия. Реакция протекает по уравнению: NaCl + AgNO3, = AgCl+ NaN03
Когда весь хлорид осаждается в виде хлористого серебра, хромовокислый
калий с избытком раствора азотнокислого серебра образует хромат серебра, окрашенный в кирпично-красный цвет 2АgNO3 + К2Сr04 =АgСrO4 +
2КNО3.
Приборы и оборудование. Химические стаканчики вместимостью
150 мл, колбы конические вместимостью 250 мл, фильтры бумажные.
Проведение анализа.5г измельченной средней пробы взвешивают в
химическом стаканчике с точностью ± 0,01 г и добавляют 100 мл дистиллированной воды. Через 40 мин настаивания (периодически помешивая) водную вытяжку фильтруют через бумажный фильтр.
5 или 10 мл фильтрата помещают в коническую колбу, приливают 0,5 мл раствора хромовокислого калия и титруют 0,05 н раствором азотнокислого серебра до появления оранжевого окрашивания. Примечание: навеску полукопченых, варено-копченых колбас, соленого бекона, продуктов из свинины,
баранины и говядины (сырокопченых, варено-копченых, копчено-запеченых,
запеченых и жареных), залитую водой нагревают в стакане на водяной бане
до 40°С, выдерживают при этой температуре в течение 45 мин (периодически
помешивая) и фильтруют через бумажный фильтр. После охлаждения до
комнатной температуры 5-10 мл фильтрата титруют, как описано выше.
Обработка результатов. Содержание хлористого натрия (X) в процентах
вычисляют по формуле:
Х 
0,00292  К  V  M  100  100
,
V1  m
где
0,00292 - количество хлористого натрия, эквивалентное 1 мл 0,05 н
раствора азотнокислого серебра, г.;
85
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
V - объем 0,05 н раствора азотнокислого серебра, пошедший на титрование
испытуемого раствора, мл;
100 - объем водной вытяжки, приготовленный из 5 г фарша, мл, 100 - множитель перевода %;
V1- объем испытуемой вытяжки, взятый для титрования, мл;
m - навеска фарша, г;
К – коэффициент пересчета на точно 0,05 н раствор азотнокислого серебра.
Расхождение между результатами параллельных определений не должно
превышать 0,1%. За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.
Результаты исследований занести в таблицу:
Содержание хлористого натрия,%
№ пробы
1 определение
2определение
Комплексная оценка результатов. Общие результаты исследований занести в комплексную таблицу.
Содержание %
№ пробы
нитрита нахлорида навлаги
крахмала
трия
трия
Данные таблицы сравнить с нормами содержания поваренной соли, нитрита
натрия, влаги и крахмала в вареных колбасных изделиях (ГОСТ 2370-79), %.
Сделать выводы о качестве готовых колбасных изделий.
Контрольные вопросы
1.Дозировка нитрита натрия при посоле мяса.
2.Изменение содержания нитрита натрия в процессе посола, термической обработки, при хранении готовых мясопродуктов.
3.Чем опасна передозировка нитрита натрия для человека.
4.Чем объясняют консервирующее действие поваренной соли.
5. Какие консервирующие химические средства, кроме поваренной соли вы
знаете.
ТЕМА: ИЗУЧЕНИЕИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЛБАС
ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАЗЛИЧНЫХ ДОБАВОК
Цель занятия. Ознакомление с методиками физико-химического исследования колбас и прослеживание влияния замены части основного сырья
на качественные характеристики колбас в динамике.
Подготовка проб к анализу.Для проведения исследований берутся
колбасы с заменой части основного сырья на определенные добавки. В качестве контрольного образца берется колбаса, произведенная без применения
добавок. С целью изучения динамики изменения физико-химических свойств
колбас при хранении исследования проводятся в день изготовления колбас и
86
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
через 14 суток хранения образцов при температуре 4-6о С и относительной
влажности 85 %.
При подготовке проб к анализу с колбасных изделий снимается оболочка и дважды измельчается на мясорубке с диаметром отверстий в решетке 3-4 мм, полученный фарш тщательно перемешивается.
1) Определение содержания влаги.
Приборы. Весы (точность до четвертого знака), сушильный шкаф, эксикатор, бюксы, стеклянная палочка.
Проводят два параллельных определения. Конечный результат анализа
выражается как среднее арифметическое из двух параллельных определений,
расхождение между которыми не должно превышать 0,5%.
Проведение анализа. Бюкс высушивают до постоянной массы. Навеску фарша 3г взвесить в бюксе с 5-6 г прокаленного песка и стеклянной палочкой с точностью до 4-го знака. Продукт высушивают в сушильном шкафу
при температуре 150оС в течение 1 часа. После высушивания бюксу с навеской охлаждают в эксикаторе в течение 30 минут и взвешивают.
Обработка результатов.
Содержание (Х,%) влаги рассчитывают по формуле:
Х=(М1+М2)100/М0
Где: М1 – масса колбасы с бюксой до высушивания, г
М2 – масса колбасы с бюксой после высушивания, г
М0 – масса колбасы.
Результаты заносят в таблицу:
М1
М2
М0
Х
Контрольный образец
Образец с добавкой
87
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
2)Определение рН колбасного фарша колориметрическим (индикаторным) методом
Сущность метода.
Метод основан на свойстве индикаторов изменять свою окраску в зависимости от рН раствора. Индикаторы представляют
собой слабые кислоты или основания, у которых диссоциированная или недиссоциированная форма имеет разную окраску, составляют интервал или
зону изменения окраски индикатора. Эти зоны могут находится как в кислой, так и в щелочной среде, а иногда захватывать и ту и другую зоны. Для
колориметрического определения рН можно использовать универсальный
индикатор, состоящий из смеси индикаторов, охватывающих зону перехода
окраски в области рН от 3,0 до 11,0.
Приготовление универсального индикатора: 0,1 г метилового красного,
0,2 г бромтимолового синего, 0,4 г фенолфталеина растворить в этаноле в
мерной колбе вместимостью 500мл.
Приборы.Фарфоровые чашки, стеклянные палочки.
Проведение анализа.1 мл испытуемого раствора колбасного фарша
вносят в фарфоровую чашку и добавляют 3-5 капель универсального индикатора. Появившуюся окраску сравнивают с данными таблицы, в которой приводится окраска индикатора в зависимости от величины рН.
Оранжево- ОранжевоЛимонно- ЖелтлЦвет Красный
Желтый
красный
желтый
желтый
зеленый
рН
4,0
4,5
5,5
6,0
6,5
7,0
Цве
т
Зеленый
рН
7,5
Зеленосиний
8,0
Синий
8,5
Серофиолетовый
9,0
Синефиолетовый
9,5
Фиолетовый
10,0
Краснофиолетовый
10,5
Обработка результатов. Результаты занести в таблицу:
Цвет индикатора
рН
Контрольный образец
Образец с добавкой
3) Определение водосвязывающей способности колбасного фарша
методом прессования.
Сущность метода.Метод основан на выделение воды испытуемым образцом при легком его прессовании, сорбции выделяющейся воды фильтровальной бумагой и определении количества отделившейся влаги по размеру
площади пятна, оставляемого ею на фильтровальной бумаге.
Достоверность результатов обеспечивается трехкратной повторностью
определений.
Приборы. Весы, стеклянная пластинка, полиэтиленовый кружок диаметром 15-20 мм, беззольный фильтр, стеклянная палочка.
88
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Проведение анализа. Навеску колбасного фарша 0,3 г взвешивают на
полиэтиленовом кружке диаметром 15-20 мм, после чего ее переносят на
беззольный фильтр, помещенный на стеклянную пластинку так, чтобы навеска оказалась под кружком. Сверху навеску накрывают такой же пластинкой, как и нижняя, устанавливают на нее груз массой 1 кг и выдерживают 10
мин.
После этого фильтр с навеской освобождают от груза и нижней пластинки, а затем карандашом очерчивают контур пятна вокруг спрессованного
мяса.
Внешний контур вырисовывается при высыхании фильтровальной бумаги на воздухе. Площади пятен, образованных спрессованным мясом и адсорбированной влагой, измерили планиметром.
Размер влажного пятна (внешнего) вычислили по разности между
общей площадью и площадью пятна, образованного мясом. Установлено, что
1 кв.см площади влажного пятна фильтра соответствует 8,4 мл воды.
Обработка результатов. Содержание связанной влаги вычислили по
формулам:
Х1 = (А - 8,4 Б)100/m0
Х2 = (А - 8,4 Б)100/А,
Где Х1 – содержание связанной влаги, % к мясу,
А - общее содержание влаги в навеске, мг,
Б – площадь влажного пятна, кв.см,
m0 – масса навески мяса, мг,
Х2 – содержание связанной влаги, % к общей влаге.
По данным заполнить таблицу:
А
Б
Х1
Х2
Контрольный образец
Образец с добавкой
Все результаты исследований опытных образцов свести в таблицы:
Физико-химические показатели опытных образцов в день изготовления.
Содержание влаВодосвязывающая
рН
ги, %
способность, %
Контрольный образец
Образец с добавкой
Физико-химические показатели опытных образцов через 14 суток хранения.
Содержание влаВодосвязывающая
рН
ги, %
способность, %
Контрольный образец
Образец с добавкой
Провести анализ таблиц и сделать выводы.
89
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Контрольные вопросы
1.Охарактеризовать свободную и связанную воду мышечной ткани.
2.От чего зависит содержание воды в мышцах животного.
3 Как влияет рН на удержании влаги соленым мясом при варке.
4.Какая реакция рН среды мяса оптимальна для восстановления нитритов при
посоле. К чему приводит более кислая реакция среды.
ТЕМА: РАСЧЕТ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ БЕЛКОВ МЯСА
РАЗНЫМИ МЕТОДАМИ
Цель занятия. Ознакомление с методиками расчета биологической ценности белков мяса, сравнение их с другими белками.
Белки в питании человека занимают особое место. Они выполняют ряд
специфических функций, свойственных только живой материи. Белковые
вещества наделяют организм пластическими свойствами, заключающимися в
построении структур субклеточных включений и обеспечивают обмен между
организмом и окружающей внешней средой. Белки координируют и регулируют все то многообразие химических превращений в организме, которое
обеспечивает функционирование его как единого целого. Отдел продовольствия и питания Национального научно- исследовательского совета США рекомендует следующую норму потребления белка:
Дети до 12 лет
Дети старше 12 лет
Взрослые
Девочки
1-3
40г
80г
Мужчины
70г
13-15
Девушки
4-6
50г
75г
Женщины
60г
16-20
Мальчики
7-9
60г
85г
Беременные
85г
13-15
Юноши
Кормящие
10-12
70г
100г
100г
16-20
матери
Однако при составлении рациона питания следует учитывать не только
количество белка (в граммах на день), но и его биологическую полноценность, то есть присутствие всех незаменимых аминокислот в сбалансированной форме.
Состояние белкового обмена в большей степени зависит присутствия незаменимых аминокислот (Валин, лейцин, изолейцин, лизин, треонин, метионин, фенилалланин, триптофан, а так же аргинин и гистидин). Клетки организма человека не могут синтезировать необходимые белки, если в составе
пищи отсутствует хотя бы одна незаменимая кислота. Отсутствие в пище хотя бы одной незаменимой кислоты приводит к неполному усвоению других.
Данная закономерность подчиняется закону Либиха, по которому развитие
живых организмов определяется тем незаменимым веществом, которое присутствует в наименьшем количестве. Значение лимитирующей аминокислоты
90
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
определяет биологическую ценность и степень усвоения белков. Биологическая ценность - показатель качества пищевого белка, отражающий степень
соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.
Расчет биологической ценности белков. Для определения биологической ценности белков разработано большое число биологических химических методов. Наиболее широко используется метод Х. Митчелла и Р. Блока,(Mitchel, Blok, 1946), основанный на расчете аминокислотного (химического) скора, который позволяет выявить лимитирующие незаменимые аминокислоты. Он сводится к вычислению процентного содержания каждой из
незаменимых аминокислот в исследуемом белке по отношению к ее содержанию в «идеальном» белке. В качестве последнего Объединенный экспертный комитет ФАО/ВОЗ рекомендует белок куриного яйца для взрослых и белок женского молока - для детей. — Скор аминокислоты (АК) вычисляют
по формуле
Масса АК мг, в 1 г исследуемого белка
Скор АК,% = ————————————————— × 100
Масса АК мг, в 1 г «идеального белка»
Лимитирующей (дефицитной) считают аминокислоту, скор которой меньше
100. Аминокислота скор которой имеет самое низкое значение, называют
лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты
опредиляет биологическую ценность и степень усвоения белков.
Другой метод определения биологической ценности белков заключается в определении индекса незаменимых аминокислот. Индекс рассчитывают
по формуле:
ИНАК= n
Лиз
6
Лиз э
Где n- число аминокислот; индексы б, э- содержание аминокислоты в изучаемом и эталонном белке, соответственно.
1)Пользуясь табличным материалом по указанным формулам рассчитать СКОР АК и ИНАК.
Содержание незаменимых аминокислот в идеальном белке.
Аминокислота
Содержание аминокислот в 1г, мг
Изолейцин
40
Лейцин
70
Лизин
55
Метионин
35
Цистеин
35
Фенилалланин
60
91
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Тирозин
Треонин
Триптофан
Валин
60
40
10
50
Содержание незаменимых аминокислот в белках.
Аминокислота Содержание аминокислот в 1г, мг
Казеин
Говядина
Изолейцин
61
43
Лейцин
92
75
Лизин
82
81
Метионин
28
27
Цистеин
34
14
Фенилалланин
50
42
Тирозин
63
37
Треонин
49
41
Триптофан
17
13
Валин
72
53
2)Расчетные данные занести в таблицы:
Скор незаменимых аминокислот
Аминокислота Скор АК
Казеин
Говядина
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин
Цистеин
Фенилалланин
Тирозин
Треонин
Триптофан
Валин
Лимитирующая
аминокислота
Индекс незаменимых аминокислот
Аминокислота ИНАК
Казеин
Говядина
Изолейцин
Лейцин
Лизин
Метионин
92
Соя
52
77
60
15
16
46
30
40
12
60
Соя
Соя
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Цистеин
Фенилалланин
Тирозин
Треонин
Триптофан
Валин
3)Проанализировать данные таблиц и сделать выводы о биологической ценности изучаемых белков.
Контрольные вопросы
1.Назовите незаменимые аминокислоты.
2. Почему белки мяса считаются полноценными с биологической точки зрения.
3. Сравните усвояемость белков животного и растительного происхождения.
4.Каким образом значение скора лимитирующей аминокислоты определяет
биологическую ценность и усвояемость белка.
ТЕМА: ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА И СВОЙСТВ ЖИВОТНЫХ ЖИРОВ
Цель занятия: Изучение состава жиров. Определение наличия непредельных жирных кислот в разных видах жира. Изучение растворимости жира в воде и различных органических растворителях.
Основные положения.
Жиры и липоиды (жироподобные соединения) входят в состав клеток
животных тканей. Они встречаются в тканях не только в свободном виде,
но и в виде липопротеидов, нестойких соединений с белками.
Общими свойствами жиров и липоидов является их нерастворимость в
воде и способность растворятся в органических растворителях, например,
эфире, хлороформе, бензоле. По химической структуре жиры и липоиды
представляют собой сложные эфиры. В группу липоидов входят стериды,
фосфатиды, цереброзиды, воска.
Жиры представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта –
глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. При гидролизе жиры
распадаются на глицерин и жирные кислоты.
В состав жиров входят жирные кислоты, содержащие четное число
атомов углерода в цепи.
Название кислоты
Формула
Насыщенные кислоты
Масляная
СН3(СН2)2СООН
Капроновая
СН3(СН2)4СООН
Каприловая
СН3(СН2)6СООН
Каприновая
СН3(СН2)8СООН
Лауриновая
СН3(СН2)10СООН
Миристиновая
СН3(СН2)12СООН
Пальмитиновая
СН3(СН2)14СООН
93
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Стеариновая
Арахиновая
Олеиновая
Линолевая
Линоленовая
Арахидоновая
СН3(СН2)16СООН
СН3(СН2)18СООН
Ненасыщенные кислоты
СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН
СН3(СН2)4СН=СНСН2СН=
СН(СН2)7СООН
СН3СН2СН= СНСН2СН= СНСН2СН= СН(СН2)7СООН
СН3(СН2)4(СН=СНСН2)4(СН2)2СООН
Различные жиры отличаются входящими в их состав жирными кислотами. Чем разнообразнее состав жирных кислот, входящих в состав жира,
тем больше возможно вариантов образования триглицеридов. Биохимические свойства жиров во многом зависят от содержания в них непредельных
жирных кислот- соединений, активных в химическом и биологическом отношениях. Жиры с разным содержанием непредельных жирных кислот различаются по консистенции. Бараний и говяжий жиры, содержащие до 62%
насыщенных жирных кислот, твердые, а свиной жир, в составе которого
только 47% насыщенных кислот, мазеобразной консистенции. Растительные масла –жидкие, так как в их составе в отличие от животных жиров,
преобладают ненасыщенные жирные кислоты, так в подсолнечном масле
содержится 9% насыщенных и 91% ненасыщенных жирных кислот.
Приборы и оборудование. Пробирки, фарфоровые чашечки, пипетки.
Реактивы. Борная кислота, фильтровальная бумажка, аммиачный раствор азотнокислого серебра, едкий натр 10%-ный,вода дистиллированная,
серная кислота 20%-ный раствор, хлористый кальций 10%-ный раствор,
водный раствор йода в йодистом калии, крахмал, животные жиры, растительное масло.
Проведение анализа.
1. Акролеиновая проба. В состав жиров входит глицерин. Для его открытия
применяется акролеиновая проба, основанная на том, что при высокой
температуре глицерин превращается в акролеин.
Кусочек жира величиной с горошину помещают в сухую пробирку, добавляют водоотнимающее средство, борную кислоту ни кислый сернокислый калий и нагревают. При температуре примерно 250° жир разлагается и образуется акролеин. Акролеин обнаруживают по характерному едкому запаху и по способности его, как альдегида, восстанавливать аммиачный раствор азотнокислого серебра. Фильтровальную бумажку, смоченную
94
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
аммиачным раствором азотнокислого серебра, помещают в пары акролеина; вследствие восстановления соли серебра образуется темное пятно.
Чистый глицерин, жиры, фосфатиды и все вещества, в состав которых
входит глицерин, дают положительную реакцию на акролеин.
2.Омыление жира и исследование мыла. Если наличие глицерина в
жирах можно доказать акролеиновой пробой, то жирные кислоты определяют по реакции омыления. Мылами называют соли высокомолекулярных жирных кислот:
В фарфоровую чашечку помещают 2—3 г жира, добавляют 50 мл 10%ного раствора едкого натра и кипятят, добавляя воду взамен испарившейся до
тех пор, пока в отобранной пробе жидкости при смешении с водой не перестанут отделяться капельки жира.
Полученное мыло растворяют в воде и подвергают исследованию:
1) Путем разложения мыла минеральной кислотой могут быть выделены
свободные жирные кислоты.
К 20%-ному раствору серной кислоты по стенке пробирки добавляют раствор мыла. Выделившиеся жирные кислоты всплывают на поверхность.
2) При добавлении к 5 мл раствора мыла 10%-ного раствора хлористого
кальция получают нерастворимый осадок кальциевых солей жирных кислот:
3 . Открытие непредельных жирных кислот. В состав жиров входят непредельные жирные кислоты; особенно много их в растительных маслах.
К 5 мл животного жира прибавляют несколько капель водного раствора
йода в йодистом калии (1г йода и 2г йодистого кали на 300 мл воды), после
чего добавляют крахмал. Если посинения крахмала не происходит, что объясняется отсутствием свободного йода. Добавленный йод вступил в реакцию с
непредельными жирными кислотами. Провести тот же опыт с растительным
маслом. Сравнить результаты.
4. Растворимость жиров в органических растворителях. Характерным
свойством жиров является их способность растворяться в органических
растворителях и не растворяться в воде.
Кусочки топленого животного жира величиной с горошину помещают в
пробирки и добавляют по 3—5 мл спирта, ацетона, эфира, бензина, хлорофор95
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ма. Ускоряют растворение погружением пробирок в теплую воду. Отмечают,
что труднее всего жир растворяется в спирте, при охлаждении которого жир
выделяется из раствора.
Обработка результатов.
1.На основе 1,2,3 работы сделать вывод о составе жира и о содержании
в исследуемом жире непредельных жирных кислот.
2.Результаты 4 работы занести в таблицу:
Растворитель
ацетон
спирт
эфир
бензин
хлороформ
Характер
растворения
3.Изучить теоретические положения и пользуясь данными таблицы 1
охарактеризовать консистенцию следующих жиров: свиной, бараний,
говяжий, растительное масло. Расположить их по убыванию температуры плавления.
Жирные киСодержание жирных кислот в % в жире
слоты
говяжьем
бараньем
свином
Миристиновая
2-2,5
2,0-4
Пальмитиновая
27-29
25-27
25-30
Стеариновая
24-29
25-30
12-16
Олеиновая
43-44
36-43
41-51
Линолевая
2-5
3-4
3-8
Контрольные вопросы.
1.Охарактеризовать химические реакции жирных кислот, обусловленные
карбоксильной группой.
2. Охарактеризовать химические реакции жирных кислот, обусловленные
углеводородным радикалом.
3.Как влияет строение жирных кислот на свойства жира.
4.Перечислить современные методы анализа жирных кислот.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЛАВЛЕНИЯ ЖИВОТНОГО ЖИРА
Цель занятия. Ознакомление с методикой определения температуры
плавления различных видов животных жиров.
Общие положения. Чистый жир представляет собой смесь насыщенных и ненасыщенных триацилглицеринов со следами ди- и моноацилглицеринов с различными температурами плавления, поэтому резко выраженной температуры плавления жиры не имеют. Переход и в жидкое состояние происходит постепенно. Тем не менее по температуре плавления
можно отличить жиры одних животных от других..
Триацилглицерины с непредельными и низкомолекулярными кислотами имеют более низкую температуру плавления, чем триацилглицерины, состоящие из насыщенных высокомолекулярных кислот. Например, температура плавления одно-кислотных триацилглицеринов составляет: предельного
трипальмитина - 65°С, а непредельного триолеина - только 5°С. Содержание
96
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
непредельных жирных кислот обуславливает консистенцию жира. Так бараний и говяжий жиры твердые, свиной- мазеобразный, растительные маслажидкие.
Содержание жирных кислот в % в жире
Жирные кислоты
говяжьем
бараньем
свином
Миристиновая
2-2,5
2,0-4
Пальмитиновая
27-29
25-27
25-30
Стеариновая
24-29
25-30
12-16
Олеиновая
43-44
36-43
41-51
Линолевая
2-5
3-4
3-8
На способность к плавлению жира оказывают влияние также распределение жирных кислот в триацилглицеринах, полиморфные формы и размер
кристаллов.
Распределение жирных кислот в триацилглицеринах может быть равномерным (одна и та же кислота не повторяется в одной и той же молекуле
до тех пор, пока ее доля не превысит 33% общего содержания всех присутствующих жирных кислот) и беспорядочным, неравномерным (кислота присутствует в молекуле в соответствии с ее содержанием в жире и статистическими возможностями, которые определяются ее содержанием).
При нагревании жира вначале плавятся моно-, ди- и легкоплавкие триацилглицерины.
Обычно определяют конечную температуру плавления, т.е. ту, при которой
весь жир расплавляется, превращаясь в осветленную прозрачную жидкость.
Сущность метода. Метод основан на наблюдении изменения агрегатного состояния жира в капилляре при медленном увеличении температуры.
Приборы. Стеклянный капилляр диаметром 1...2мм и длиной 3…4 см;
химический стакан вместимостью 100 и 200 см3; фильтровальная бумага, холодильник бытовой; резиновое кольцо для крепления капилляра с жиром к
термометру; термометр ртутный стеклянный лабораторный с диапазоном измерений от 0 до 50°С и ценой деления 0.1°С; пробирка вместимостью 10 см3 ;
электроплитка; штатив.
Проведение анализа. Конец тонкого стеклянного капилляра диаметром 1...2 мм опускают в расплавленный и профильтрованный жир с температурой около 40°С, дав ему подняться примерно на 1 см. Затем с наружной
стороны капилляр вытирают фильтровальной бумагой и помещают в холодильник при 0°С на 2 ч для полной кристаллизации триацилглицеринов.
Далее капилляр укрепляют с помощью резинового кольца на термометре с
ценой деления 0.1°С таким образом, чтобы конец капилляра с жиром находился на уровне ртутного шарика.
Термометр опускают в стеклянную пробирку, а пробирку - в стоящий на
электроплитке стакан с дистиллированной водой с температурой не более
97
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
20°С. Затем термометр закрепляют на штативе так чтобы он не касался дна
пробирки.
Уровень воды в стакане должен быть выше уровня жира в капилляре. После этого
включают электроплитку, медленно поднимают температуру воды со скоростью
приблизительно 1 градус/мин и непрерывно наблюдают за агрегатным состоянием
жира.
Обработка результатов. Температурой плавления жира считают ту, при
которой жир в капилляре становится прозрачным.
Расхождение между параллельными определениями не должно превышать
0.3°С.
За окончательный результат принимают среднее значение двух параллельных определений.
Результаты исследований заносят в таблицу:
Жир
1 результат
2 результат
Среднее значение
Свиной
Бараний
говяжий
Провести сравнение полученных данных температуры плавления жира с
процентным содержанием предельных и непредельных жирных кислот в жире (Таблица 1).Сделать выводы.
Контрольные вопросы
1.Химическое строение животного жира.
2.В чем основное отличие химического состава триглицеридов жира растительного и животного происхождения.
3.Какая зависимость между температурой плавления и степенью непредельности жира.
4.Жиры разного происхождения отличаются по консистенции. Чем это обусловлено.
ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОТВЕРДЕВАНИЯ ЖИРА
Цель занятия. Ознакомление с методикой определения температуры
кристаллизации различных видов животных жиров.
Общие положения. Температура отвердевания - это температура, при которой жир приобретает твердую консистенцию.
Жир представляет собой смесь триацилглицеринов с различной температурой отвердевания, поэтому процесс его кристаллизации происходит постепенно. Вначале кристаллизуются высокоплавкие молекулы -форм. При
дальнейшем понижении температуры - другие модификации и фракции
триацилглицеринов.
Поскольку при отвердевании жира не затрачивается тепловая энергия на
переход модификаций друг в друга, то температура отвердевания ниже температуры плавления.
98
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сущность метода. В данном методе температуру отвердевания жира определяют по температуре, при которой в результате освободившейся теплоты
кристаллизации наступает подъем ртутного столбика термометра или
временно не происходит его дальнейшее понижение.
Приборы. Пробирка вместимостью 10 см3; термометр ртутный стеклянный лабораторный с диапазоном измерения от 0 до 50°С с ценой деления
0.1°С; баня водяная для пробирок; электроплитка.
Проведение анализа. В пробирку вместимостью 10 см3 пипеткой вносят
2...3 см3 расплавленного и профильтрованного жира температурой 40...45°С.
Пробирку закрывают пробкой с пропущенным через нее термометром с ценой деления 0.1 °С. Следят за тем, чтобы ртутный шарик был полностью погружен в жир.
Пробирку помещают в водяную баню с температурой 15°С. Легким периодическим встряхиванием пробирки и вращением термометра помешивают расплавленный жир до появления явно выраженной мути. После этого
перемешивание прекращают и непрерывно наблюдают за показаниями термометра.
Оценка результатов. Температурой отвердевания жира считают ту, при
которой временно останавливается падение температуры.
Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 0.3°С.
За окончательный результат принимают среднее значение двух параллельных определений.
Результаты исследований заносят в таблицу:
Жир
1 результат
2 результат
Среднее значение
Свиной
Бараний
говяжий
Контрольные вопросы
1.Охарактеризовать биологическое значение жировой ткани.
2.В чем заключается энергетическая ценность жира.
3.Почему жира не имеют четко выраженной температуры плавления и отвердевания.
ТЕМА: ХИМИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ РАСПОЗНОВАНИЯ
ПОРЧИ ЖИВОТНОГО ЖИРА
Цель занятия. На основе теоретических положений ознакомится с
химическими методами обнаружения продуктов, образующихся в процессе
порчи жира.
Общие положения. В жирах при хранении происходят сложные
химические процессы, вызывающие их порчу. Этому способствует свободный доступ кислорода, действие света, повышенная температура, ферменты
99
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
жировой ткани и микроорганизмов, наличие воды. В общем виде процессы,
происходящие при порче жиров можно представить следующей схемой:
Жиры
окисление
перекиси
гидролиз
осаливание
прогоркание
провысодукты
низкокомолегазообоксиполимолекулярмоно и
альдеразные
глицекисломерикулярные
диглигиды
прорин
ты
зации и
ные кижирные
цериды
дукты
конденслоты
кислосации
ты
Из приведенной схемы следует, что в жирах животных тканей процессы порчи могут развиваться в двух направлениях: в направлении окисления и
в направлении гидролитического распада. В большинстве случаев оба вида
порчи встречаются одновременно. Различные химические методы распознавания порчи основываются на определении тех или иных продуктов, образующихся в процессе порчи. Так первым промежуточным продуктом окисления жиров являются перекиси. Количественно обнаружить перекиси можно при помощи метода, основанного на реакции окисления йода активным
кислородом перекисей. Качественно обнаруживаю перекиси при помощи пероксидазы, которая способствует окислению субстрата за счет активного кислорода перекисей. В процессе окислительной порчи понижается количество
непредельных жирных кислот. О степени непредельности жира позволяет
судить йодное число.
Длительное хранение жира приводит к увеличению количества жирных
кислот. Для их количественного определения применяется кислотное число.
Для обнаружения в жирах альдегидов применяют качественную реакцию с фуксиносернистой кислотой, представляющей раствор фуксина, обесцвеченных сернистой кислотой. Для определения низкомолекулярных кислот
применяют индикаторную пробу с ализариновым красным, основанную на
том, что окраска индикатора изменяется от присутствия в жире ничтожного
количества низкомолекулярных кислот. Кетоны в жирах открывают и определяют количественно при помощи салицилового альдегида, который в присутствии соляной или серной кислоты дает с кетонами красное окрашивание.
Количественно альдегиды и кетоны можно определить при помощи метода
определения карбонильных чисел и карбонильного индекса. Оба определения основаны на спектрофотометрическом измерении интенсивности поглащения света.
Процесс осаливания сопровождается значительным количеством оксисоединений. Содержание оксигрупп определяют по количеству ацетила, ко100
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
торый присоединяется к жиру при ацетилировании. Результат выражают ацетильным числом, которое возрастает с увеличением количеств оксигрупп.
Химические методы установления качества жира имеют преимущество
перед органолептическими, так как в начальных стадиях появление продуктов распада невелико, и они не ощущаются органами обоняния и вкуса. На
установление качества продукта по органолептическим показателям влияют
отклонения в чувствительности к запаху и вкусу у различных лиц и одного
итого же лица в разное время. При дегустации большого количества образцов
с каждой последующей пробой вкусовые ощущения становятся менее острыми и смешиваются с предыдущими.
Ход работы. На основе изучения теоретического материала заполнить
таблицу.
Продукты, образующие- Химический метод обВид порчи
ся в процессе порчи.
наружения
Контрольные вопросы.
1.Условия хранения вытопленных жиров.
2.Влияное температуры на хранение жира.
3.Применение химических способов предохранения жиров от порчи.
4.Выбор антиокислителей для пищевых жиров.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИКИСНОГО ЧИСЛА ЖИВОТНОГО ЖИРА
Цель занятия. Ознакомится с методикой количественного определения перекисного числа жира. Ознакомится с методикой качественного распознавания перекисей при помощи фермента пероксидазы.
Общие положения. Совершенно свежие жиры не содержат перекисей.
Они являются первым промежуточным продуктом окисления жиров. Перекиси могут появиться в жире в процессе технологической переработки и во
время хранения. Высокая температура и присутствие кислорода при вытопке,
нарушение условий хранения могут привести к быстрому росту перекисей.
При некоторой величине перекисного числа жир становится непригодным в
пищу из-за плохой органолептики, выраженной в испорченном прогорклом
вкусе и запахе. Кроме того, перекиси способствуют разрушению витаминов и
образованию плохо усваиваемых организмом комплексных соединений с
аминокислотами и белками.
Под действием кислорода воздуха происходит перекисное прогоркание, при котором изменением подвергаются в первую очередь ненасыщенные жирные кислоты. Причем их превращения могут идти как с разрывом
двойной связи, так и без- по свободно-радикальному механизму. Насыщенные кислоты реагируют медленно и только по свободно-радикальному механизму. Теория свободно-радикальных цепных реакций окисления липидов
разработана академиком Н.Н. Семеновым на основе теории перекисного
окисления Баха-Энглера. Для характеристики перекисного прогоркания оп101
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ределяют перекисное число. Количественно перекисное число выражают в
граммах йода, восстановленного 100г жира. Перекисное число может быть
определено с точностью до 0,01, в то время как органолептически прогоркание обнаруживается при перекисном числе 0,08-0,09, качественными реакциями- при перикисном числе 0,03.
Сущность метода. Массу восстановленного йода определяют по объему раствора тиосульфата натрия, пошедшего на его титрование. В качестве
индикатора используют крахмал.
Йодид водорода образуется в результате реакции между йодидом калия и
уксусной кислотой по уравнению:
KJ + СНзСООН -» HJ + СНзСООК
Иодид водорода способен окисляться гидроперекисями с выделением
йода:
R-CH-R + 2HJ --» R-CH-R + J2 + НОН
0-0-Н
ОН
органическая гидроперекись
Йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия:
J2 + 2Na2S2O3 -» 2NaJ + Na2S4O6
Приборы. Коническая колба с притертой пробкой вместимостью 100
см ; весы лабораторные 2 класса точности с ценой проверочного деления
0.001 г; центрифужная пробирка градуированная вместимостью 10 см3; пипетка градуированная вместимостью 1 и 5 см3; секундомер; микробюретка
вместимостью 5 см3; встряхивалка, три пробы жира, отличающиеся степенью
свежести.
Проведение анализа. Берут две колбы вместимостью 100 см3 с притертыми пробками. В одну отвешивают 1.0±0.1 г расплавленного и профильтрованного жира (опытная проба), другую оставляют пустой (контрольная проба). В обе колбы центрифужной пробиркой вносят по 6 см3 смеси
хлороформа с ледяной уксусной кислотой (в соотношении 2:1). Колбы закрывают пробками. В опытной растворяют жир, покачивая колбу круговыми
движениями.
Затем в обе колбы пипетками добавляют по 1 см3 водного раствора йодида калия, насыщенного на холоде , и по 3 см3 дистиллированной воды. Колбы
закрывают пробками и выдерживают в течение 3 мин при постоянном несильном перемешивании.
После этого в обе колбы вносят по 3...5 капель 1%-ного раствора крахмала.
При наличии перекисей раствор принимает буро-фиолетовое окрашивание.
Выделившийся йод оттитровывают из микробюретки раствором тиосульфата
натрия (Сэ=0.01 моль/дм3) до обесцвечивания реакционной смеси.
Обработка результатов. Перекисное число вычисляют по формула
(1):
3
102
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
(V0-Vк)* 0.00127
К= ——————————× 100 (граммы йода),
m
где К - перекисное число, граммы йода, восстановленные 100 г жира;
V0 -объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
опытной пробы, см ;
Vк - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
контрольной пробы, см3;
0.00127- масса йода, соответствующая 1 см3 раствора тиосульфата натрия эквивалентной концентрацией 0.01 моль/дм3, г;
т — масса жира, г;
100 - коэффициент пересчета на 100 г жира.
Параллельно поводят качественное исследование проб жира на присутствие
перекисей при помощи фермента пероксидазы.
КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА ПЕРЕКИСИ
Присутствие в жире перекисей можно обнаружить с помощью фермента пероксидазы, например, пероксидазы крови.
Ход работы.
В пробирку помещают примерно 2 г жира, расплавляют в теплой воде, добавляют 5 капель свежей крови (или раствора технического альбумина), 5-10 капель спиртового раствора гваяковой смолы, 3- 5
мл. дистиллированной воды и встряхивают. В зависимости от содержания в
жире перекисей появляется более или менее интенсивная голубая окраска.
Контрольные вопросы.
1.Что такое индукционный период и от каких факторов зависит его продолжительность.
2.Охарактеризуйте роль свободных радикалов в образовании перекисей.
3.Назовите промежуточные продукты окислительного распада жира.
2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДНОГО ЧИСЛА ЖИВОТНОГО ЖИРА
Цель занятия. Ознакомится с методикой количественного определения йодного числа животного жира.
Общие положения. Йодное число позволяет судить о степени непредельности жира. В процессе окислительной порчи количество непредельных жирных кислот понижается благодаря их высокой реакционной способности. Это приводит к уменьшению йодного числа вследствие уменьшения
количества двойных связей в жире, так как по месту двойной связи при образовании перекиси становится молекула кислорода и в окисленном жире остается меньше свободных двойных связей для присоединения галоида. Йодные
число некоторых животных жиров: бараний 31-46, говяжий 32-47, свиной 4666, конский 71-86.
Существует тесная связь между йодным числом и температурой плавления жира. Так, йодное число, меньше 33 единиц, характеризует высокоплавкий жир.
103
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Сущность метода.
Йодным числом называют количество граммов йода, которое может присоединиться к 100 г жира.
Реакции, характеризующие процесс, описываются уравнениями:
J2+НОН -» HJ + HOJ
В обычных условиях йод практически не реагирует с водой, но в присутствии веществ, поглощающих йодноватистую кислоту, равновесие реакции
сдвигается вправо:
Избыток йода оттитровывают тиосульфатом натрия:
J2+ 2Na2S203 -» 2NaJ + Na2S4C4O6
Приборы. Колба коническая с притертой пробкой вместимостью 400
см ; весы лабораторные 2 класса точности с ценой проверочного деления
0.001 г; бюретки вместимостью 25 и 50 см3 и ценой деления 0.1 см3 баня водяная для колб; электроплитка; цилиндр вместимостью 200см3; секундомер;
встряхивалка, три пробы жира с различной степенью свежести.
Проведение анализа. Берут две конические колбы вместимостью по
400см3 с притертыми пробками. В одну отвешивают (0.20...0.30)±0.01г расплавленного и профильтрованного жира (опытная проба), другую оставляют
пустой (контрольная проба). В обе колбы из бюретки добавляют по 20 см3
96°-ного этанола . Опытную пробу нагревают на водяной бане с температурой 50...60°С до получения однородной эмульсии.
Затем в обе колбы из бюретки вносят по 25 см3 спиртового раствора йода
(Сэ=0.2 моль/дм3) и цилиндром - по 200 см3 диситилированной воды, содержимое перемешивают. Колбы закрывают пробками и выдерживают при комнатной температуре в течение 5 мин при постоянном несильном встряхивании.
Далее реакционную смесь в каждой колбе быстро (чтобы максимально
связать избыток йода) титруют из бюретки раствором тиосульфата натрия
(Сэ=0.1 моль/дм3) до желтого окрашивания, после чего добавляют 1 см3 1%ного раствора крахмала. Смесь приобретает буро-фиолетовое окрашивание.
Содержимое колбы вновь титруют раствором тиосульфата натрия, добавляя
его по каплям до обесцвечивания.
В расчете используют весь объем раствора тиосульфата натрия израсходованного на титрование каждой пробы.
3
104
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обработка результатов. Йодное число вычисляют по формуле
(Vк-V0) × 0.01269
К=-------------------------- ×100
m
К- йодное число, единицы. 1 единица соответствует 1г йода, присоединяющегося к 100 г жира;
Vк- объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
контрольной пробы, см3;
V0 - объем раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование
опытной пробы, см ;
0.01269 -масса йода, соответствующая 1 см3 раствора тиосульфата натрия с
эквивалентной концентрацией 0.1 моль/дм3, г;
m - масса жира, г;
100 - коэффициент пересчета на 100 г жира.
Результаты исследования заносят в таблицу и на основе данных делают вывод о степени предельности жира.
Качественная характе№ пробы
Йодное число
ристика жира
1
2
3
Контрольные вопросы
1.Какая существует связь между йодным числом и температурой плавления
жира.
2.Какие виды окислительной порчи вы знаете.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОГО ЧИСЛА ЖИВОТНОГО ЖИРА
Цель занятия: Ознакомится с методикой количественного определения кислотного числа животного жира.
Общие положения.
Кислотное число определяют главным образом для установления гидролитических процессов, происходящих в жирах. Обычно встречающиеся в
природе жиры состоят из нейтрального жира и очень небольшого количества
свободных жирных кислот. При длительном хранении жира, особенно жирасырца, в результате гидролиза, количество свободных жирных кислот увеличивается, их содержание характеризует кислотное число. В результате накопления низших жирных кислот, в частности масляной, жир приобретает неприятные вкус и запах.
Кислотное число является количественным методом определения содержания в жире общего количества свободных жирных кислот.
105
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
В нормальных производственных условиях подавляющая часть жира
выпускается высшим сортом, т. е. с кислотным числом менее 1,25.
Сущность метода. Количественно кислотное число жиров выражается
массой гидроксида калия (мг), необходимого для нейтрализации свободных
жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.
Реакция нейтрализации свободных жирных кислот описывает уравнением:
RCOOH + КОН -» RCOOK + НОН
Приборы. Коническая колба вместимостью 100 см3; весы лабораторные 2 класса точности с ценой проверочного деления 0.001 г; бюретка вместимостью 25 см3 с ценой деления 0.1 см3; водяная баня для колб; электроплитка; термометр ртутный лабораторный с диапазоном измерения от 0 до
100°С и ценой деления 0.1°С.
Проведение анализа. В коническую колбу вместимостью 100 см3 отвешивают 5.0+0.1 г расплавленного и профильтрованного жира. В колбу из
бюретки добавляют 20 см3 96°-ного этанола и нагревают на водяной бане с
температурой 50...60°С до получения однородной эмульсии.
Затем в колбу добавляют 3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют из бюретки раствором гидроксида натрия с (CЭ=0.1
моль/дм3) до появления слабо розового окрашивания, не исчезающего в течение 1 мин.
Обработка результатов. Кислотное число вычисляют по формуле:
К=
V
 5.61(единиц)
m
где К-кислотное число жира, единицы; 1 единица соответствует 1 мг гидроксида калия, необходимого для нейтрализации 1 г жира;
V - объем раствора гидроксида калия (натрия), израсходованного на титрование жира, см3 ;
т - масса жира, г,
5.61- масса гидроксида калия, соответствующая 1см3 его раствора с эквивалентной концентрацией 0.1 моль/дм3, мг.
Результаты исследования занести в таблицу. На основании полученных
донных сделать выводы о наличии свободных жирных кислот и глубине гидролиза.
№ пробы
Кислотное число
1
2
3
106
Качкственная характеристика жира.
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Контрольные вопросы
1.Какие факторы способствуют процессу гидролиза.
2.В чем нежелательность гидролиза и как его замедлить.
3.Почему в топленых жирах гидролиз не происходит.
4. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА НАЛИЧИЕ СВОБОДНЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Цель занятия. Ознакомится с методикой качественного определения
свободных жирных кислот животного жира.
Сущность метода.
Нейтральный красный является индикатором,
способным изменять свою окраску в зависимости от кислотности среды, что
позволяет судить о качестве жира. Эта реакция основана на том, что жир, обработанный раствором нейтрального красного, приобретает различную окраску в зависимости от наличия в нем свободных кислот. При этом следует
иметь виду, что такой индикатор, как нейтральный красный, способен изменять окраску в присутствии и низкомолекулярных и высокомолекулярных
кислот. Но в присутствии сравнительно большого количества высокомолекулярных кислот окраска жира, обработанного нейтральным красным, изменяется незначительно, в то время как в присутствии ничтожного количества
низкомолекулярных кислот она изменяется резко. Поэтому даже начальные
стадии окислительной порчи жира можно установить этой реакцией, отличающейся большой чувствительностью и указывающей на начавшуюся порчу жира значительно раньше, чем это можно распознать органолептически по
изменению вкуса и запаха.
Приборы.
Фарфоровая ступка, пестик.
Проведение анализа.
Пробу свиного топленого жира (0,5-1 г) помещают в маленькую фарфоровую ступку, заливают раствором нейтрального красного и после тщательного растирания пестиком сливают раствор нейтрального красного (оставшиеся капля жидкости, если они мешают наблюдению, смывают водой).
Обработка результатов.
После такой обработки свиной жир приобретает одну из следующих окрасок:
Окраска
Качество жира
Желтая с зеленоватым оттенком или
Свежий жир
желтая
Старый жир, но пригодный для исОт желтой до светло-коричневой
пользования в пищу
Жир сомнительной пищевой пригодОт желто-коричневой до коричневой
ности
От коричневой до красной
Испорченный
Для проведения реакции применяют свежеприготовленный 0,01%-ный
раствор нейтрального красного на водопроводной воде (Рн 7,0-7,2 )
107
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Реакцию можно проводить с другими животными жирами, но с менее
четкими результатами.
Результаты исследований заносят в таблицу.
№ пробы
Качество жира.
1
2
3
Контрольные вопросы
1.Охарактеризуйте чувствительность нейтрального красного по отношению к
высокомолекулярным и низкомолекулярным кислотам.
2.Охарактеризуйте зависимость стойкости жира от количества непредельных
жирных кислот и концентрации каротинов и токоферолов
5. КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА НАЛИЧИЕ В ЖИРЕ НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КИСЛОТ
Цель занятия. Ознакомится с методикой качественного определения
низкомолекулярных жирных кислот животного жира.
Сущность метода.
Для определения низкомолекулярных кислот
непосредственно в жирах применяют пробу с ализариновым красным, основанную на том, что окраска индикатора изменяется от присутствия в жире
малого количества низкомолекулярных кислот, в то время как высокомолекулярные кислоты, растворенные в органическом растворителе, не изменяют
окраски этого индикатора. Низкомолекулярные кислоты являются не промежуточными, как перекиси, альдегиды и кетоны, а конечными и сравнительно
стойкими продуктами окислительного распада жира.
Приборы. Пробирка из нещелочного стекла с пробкой, технические
весы, водяная баня.
Проведение анализа. В пробирку из нещелочного стекла помещают
2,5 г свиного жира, взвешенного на технических весах с точностью до 0,1 г.
Пробирку ставят на водяную баню. В расплавленный жир вливают 5 мл бензина (бензин при встряхивании с раствором индикатора - ализариновым
красным- не должен изменять его окраску) и 2,5 мл раствора индикатора, окрашенного в интенсивно розовый цвет. Закрывают пробкой, энергично
встряхивают и наблюдают окраску водного слоя.
Приготовление раствора ализаринового красного
1.Запасныйраствор индикатора готовят растворением ализаринового красного в дистиллированной воде, концентрация 0,1%. Раствор очень устойчив при
хранении.
2.Рабочий раствор индикатора готовят разбавлением запасного раствора дистиллированной водой в отношении 1:50. К этому раствору добавляют
0,025Н раствор едкого натра до интенсивно розовой окраски ( на 250 мл раствора индикатора требуется примерно 0,5 мл 0,025Н едкого натра). Рабочий
раствор устойчив при хранении в посуде из нещелочного стекла.
108
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обработка результатов.
По изменению окраски ализаринового красного судят о глубине окислительной порчи.
Окраска
Качество жира
Не изменившаяся окраска
Жир очень хороший
Бледно-розовая
Хороший
Желтая
Жир низкого сорта или непищевой
Результаты исследований заносят в таблицу.
№ пробы
Качество жира.
1
2
3
На основании полученных данных сделать вывод о наличии в исследуемых пробах жира низкомолекулярных кислот.
ТЕМА: ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ ГИДРОЛИЗ ЖИРА
Цель занятия. Ознакомится с ферментативным гидролизом жира под
действием липолитического фермента липазы.
Сущность метода.
В жировой ткани при хранении, даже при низкой температуре, значительного развития достигают автолитические процессы, происходящие под действием липазы жировой ткани и приводящие к
расщеплению жира на глицерин и жирные кислоты. Ферментативное расщепление жира удобно наблюдать при помощи липазы поджелудочной железы,
под действием которой в короткий период (2-3 часа) достигается значительный гидролиз животного жира.
Приборы. Водяная баня, химический стаканчик (100мл), фарфоровая
ступка, стеклянная палочка.
Проведение анализа. Топленый свиной жир исследуют на общую кислотность по реакции с нейтральным красным. Если получится желтозеленая окраска или желтая, то кислотность невелика и жир можно применять для работы. При получении коричневой или красной окраски жир непригоден для работы.
15г. топленого жира помещают в фарфоровую ступку, добавляют 2-3
мл водной вытяжки из поджелудочной железы, предварительно нейтрализованной, быстро растирают жир с липазой в однородную массу и в отобранной пробе проводят реакцию с нейтральным красным.
Содержимое ступки переносят в химический стаканчик, который ставят в водяную баню при 37 о. Периодически массу помешиваю стеклянной
палочкой.
По прошествии 30 минут отбирают пробу и делают реакцию с нейтральным красным. Наблюдают за изменением окраски. Отбор проб повторяют несколько раз.
109
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Обработка результатов.
Окраска жира после обработки нейтральным красным сначала получается желтой, затем, с увеличением время гидролиза, коричневой , а затем
красной (иногда оранжево- красной). Одновременно ставят контрольный
опыт (без добавления фермента).
На основании работы делают вывод, что при участии ферментов гидролиз протекает интенсивно.
Контрольные вопросы
1. Объясните термин « специфичность действия ферментов».
2.Зависимость действия ферментов от рН среды.
3.Как распознается степень гидролиза жира.
ГЛОССАРИЙ
Автолитические процессы-процессы распада компонентов тканей под влиянием находящихся в них ферментов.
Аномальное молоко- любое молоко, которое по составу и свойствам заметно
отличается от нормального молока.
Антитела- вещества, образующиеся в организме животного при введении в
него различных чужеродных белков (антигенов) и нейтрализующие их вредное действие.
Белки- высокомолекулярные полимерные соединения, построенные из аминокислот.
Буферная емкость молока- количество кислоты или щелочи, которое необходимо добавить к 100 мл молока, чтобы изменить рН на еденицу.
Градусы Тернера- количество кубических сантиметров0,1 Н раствора гидроксида натрия, которое расходуется на нейтрализацию 100см2 молока, разбавленного вдвое водой.
Денатурация- необратимые реакции осаждения с потерей первоначальных
свойств белка.
Изоэлектрическая точка – величина Рн раствора, при которой белок находится в изоэлектрическом состоянии.
Йодное число показывает содержание в жире ненасыщенных жирных кислот.
Оно выражается в граммах йода, которые связываются100 г жира.
110
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Копреципитат- белковый продукт, полученный на основе комплексного осаждения казеина и сывороточных белков.
Кофермент- небелковая часть сложных белков.
Липиды-это общее название жиров и жироподобных веществ, обладающих
одинаковыми физико-химическими свойствами.
Миоглобин- растворимый в воде белок, окрашивающий мышцы в красный
цвет.
Миофибриллы- активные сократительные элементы мышечного волокна.
Мышечная ткань- сочетание мышечных клеток с неклеточной структурой,
объединенных в единую живую систему, характеризующуюся определенным
составом, строением и функциями.
Мышечное волокно- основой морфологический и функциональный тканевой
элемент поперечно-полосатой мускулатуры.
Оксидоредуктазы- это большая группа ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции в живых организмах.
Пороки- все отклонения от нормы состава, физико-химических, органолептических и технологических свойств молока, ведущие к снижению его качества.
Синерезис- уплотнение, стягивание сгустка с укорачиванием нитей казеина и
вытеснением заключенной между ними жидкости.
Стойкость масла- способность масла сохранять длительное время высокое
качество.
Температура отвердевания- температура при которой жир приобретает твердую консистенцию.
Температура плавления жира- температура при которой он переходит в жидкое состояние ( и становится совершенно прозрачным).
Тиксотропия- способность структур после их разрушения в результате какого- нибудь механического воздействия самопроизвольно восстанавливаться
во времени.
Число омыления определяется количеством миллиграммов гидроксида калия,
которое необходимо для омыления 1 г жира.
Число Поленске показывает количество в жире летучих, нерастворимых в
воде жирных кислот ( каприловой, каприновой и частично лауриновой).
111
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Число Рейхерта- Мейссля характеризует содержание в жире летучих, растворимых в воде жирных кислот (масляной и капроновой).
Число рефракции- характеризует способность жира преломлять луч света,
проходящий через него.
Штафф- порок поражающий поверхностные слои масла, которые становятся
более прозрачными и приобретают темно-желтый оттенок.
Эмульсии- дисперсные системы двух нерастворимых друг в друге жидкостей, одна из которых диспергирована в другой.
Сведения об авторах
Морозова Нина Ивановна
доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Почетный работник высшего профессионального образования РФ (1999), заведующая кафедрой технологии производства и переработки продукции животноводства Рязанского государственного агротехнологического
университета имени П. А. Костычева, член-корреспондент Петровской академии наук и
искусств. Автор более 200 научных и учебно-методических работ
112
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Емельянова Анна Сергеевна
кандидат биологических наук, доцент кафедры технологии производства и переработки
продукции животноводства Рязанского государственного агротехнологического университета имени П. А. Костычева. Автор более 40 научных и учебно-методических работ.
113
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Бумага офсетная. Гарнитура Times. Печать ризографическая.
Усл. печ. л.7,12 Тираж 40экз. Заказ № 431
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Рязанский государственный агротехнологический университет
имени П.А. Костычева
390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1
Отпечатано в издательстве учебной литературы и
учебно-методических пособий
ФГОУ ВПО РГАТУ
390044 г. Рязань, ул. Костычева, 1
114
Документ
Категория
ГОСТ Р
Просмотров
895
Размер файла
3 332 Кб
Теги
биохимии, практикум, 2678, мяса, молоко, лабораторная
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа