Методи контролю якості харчових виробництв

До колориметричних методів належить визначення рН за допомогою індикаторного паперу або індикаторних олівців. Випускають два набори індикаторних папірців. Перший набір використовується для орієнтовного визначення рН. Він містить універсальні індикаторні папірці та кольорову шкалу порівняння. Для визначення рН смужку папірця змочують досліджуваним розчином та порівнюють її колір зі шкалою. За збігом забарвлення знаходять приблизне значення рН розчину. Другий набір використовується для точного визначення рН.  В ньому містяться кольорові смужки з цифрами, які вказують вузький  діапазон чутливості (1,8 - 3,6; 3,6 - 5,7; 5,7 -7,4;…12,4 -13,6  рН), та індикаторні папірці з відповідним інтервалом переходу. Встановивши приблизне значення рН розчину, беруть  відповідний йому індикаторний папірець, занурюють його в розчин до повного змочування, а потім колір середньої частини папірця порівнюють із забарвленням кольорових шкал, знаходячи границі рН, в яких відтінок шкали повністю співпадає з відтінком індикаторного папірця. Точність методу не перевищує 0,1 рН. Колориметричні методи використовуються для швидкого орієнтовного визначення активної кислотності.

Потенціометричні  методи базуються на визначенні потенціалу між водневим електродом та рідиною, що має водневі іони. Між ними виникає стрибок потенціалу, що залежить від концентрації водневих іонів. Потенціал електрода визначають за допомогою іншого електрода, що має постійний потенціал. За допомогою потенціометра вимірюють електрорушійну силу, що виникає між цими електродами. Потенціометри, рН – метри дозволяють визначати активну кислотність достатньо швидко та точно.

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту, технічні ваги, рН - метр, стандартний буферний розчин, дистильована вода, фільтрувальний папір.

рН - метр включають у  мережу, прогрівають протягом 25 хв та перевіряють за стандартним буферним розчином. Електроди перед внесенням  в буферний чи досліджуваний розчин промивають дистильованою водою  та протирають фільтрувальним папером. Відхилення приладу за стандартним буферним розчином повинно бути не вище 0,02 рН, а чутливість - не нижче 0,01рН.

В  рідких чи слабов’язких продуктах рН визначають безпосереднім  внесенням  в них електродів потенціометра або опусканням електродів у попередньо відібраний у склянку приладу продукт. Для визначення активної кислотності патоки готують її основний розчин.

Для визначення рН у сипких (борошно, крохмаль)  або твердих  продуктах зі зразка (твердий попередньо подрібнюють) готують суспензію  або розчин визначеної концентрації.

Для аналізу найчастіше беруть 5 г продукту та 50 см³ дистильованої води. Суміш збовтують протягом 5 хв, настоюють 10…15 хв, переносять бовтанку в склянку потенціометра. Опускають електроди та вимірюють значення рН.

Борошно має активну кислотність 5,9 - 6,2. Такий вузький діапазон змінення рН борошна пов’язаний з великою буферною здатністю білкових речовин та фосфатів.

Відлік показів приладу  проводять тричі. За отриманими даними розраховують середнє значення.

Результати досліджень оформлюють в табл. 4.3.

Таблиця 4.3 –  Визначення активної кислотності харчових продуктів

Досліджуваний продукт	Активна кислотність		Активна кислотність за літературними даними
	за індикаторним папірцем	за рН –  метром
Борошно
Молоко
Патока крохмальна
Пресовані дріжджі

 

Одержані результати досліджень порівняти з літературними  даними та зробити висновок.

 

РОБОТА 2. ВИВЧЕННЯ МЕТОДІВ  ВИЗНАЧЕННЯ ЛУЖНОСТІ

 ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

З метою розпушення тіста  для борошняних кондитерських виробів (печива, пряників) застосовують хімічні розпушувачі лужного характеру (вуглекислий амоній, двовуглекислу соду). Під час нагрівання тіста в печі ці речовини розкладаються з утворенням продуктів СО₂  та  NH₃, які і розпушують тісто.  Вуглекисла сода, що утворюється в результаті реакції, зумовлює лужну реакцію печива:

2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂↑;

(NH₄)₂CO₃ → 2 NH₃↑ + CO₂ + H₂O.

Лужність визначається методом титрування, який базується  на нейтралізації лужних речовин наважки кислотою в присутності бромтимолового синього до появи жовтого забарвлення.

Лужність борошняних кондитерських виробів виражають  в градусах. Під градусом лужності розуміють кількість 1 моль/дм³ розчину кислоти,необхідну для нейтралізації лужних речовин в 100 г виробу.

Для всіх сортів печива лужність не повинна перевищувати 2 град.  

Прилади, обладнання, матеріали: зразок продукту, аналітичні ваги, фарфорова ступка, мірна колба місткістю 250 см³, конічна колба місткістю        100 см³, піпетка місткістю 50 см³, дистильована вода, вата, 1 %-й розчин бромтимолового синього, 0,1 моль/дм³ розчин сірчаної або соляної кислоти.

Зважують 25 г подрібненого виробу з точністю до 0,01 г, вміщують у мірну колбу місткістю 250 см³, доливають 3/4 об’єму дистильованої води, енергійно збовтують, закривають пробкою, залишають у спокої на 30 хв, збовтуючи кожні 10 хв. Вміст колби доводять водою до позначки, перемішують, фільтрують крізь вату в суху колбу. 50 см³ фільтрату вносять в конічну колбу місткістю 100 см³, додають 2…3 краплі 1 %-го розчину бромтимолового синього і титрують 0,1 моль/дм³ розчином соляної чи сірчаної кислоти до появи жовтого забарвлення.

Лужність Л, град, розраховують за формулою:

 

де  - кількість 0,1 моль/дм³ розчину сірчаної кислоти, що пішла на титрування, см³;

    250 – об’єм води, взятої для приготування витяжки, см³;

    – перерахунок на 100 г продукту;

    - поправочний коефіцієнт до титру кислоти (приймається =1);

маса наважки досліджуваного продукту,г;

    50 – кількість  досліджуваного розчину, взятого для титрування, см³;

    1/10 – переведення  0,1 моль/дм³ розчину кислоти до 1 моль/дм³.

Відхилення між двома  паралельними визначеннями не повинно  перевищувати 0,2 град.

 

 

Контрольні  питання

1. Чим обумовлена кислотність  борошна? Одиниці її вимірювання.

2. Значення кислотності  під час оцінки якості борошна.

3. Методи визначення  загальної кислотності борошна,  їх переваги та недоліки.

4. Визначення загальної  кислотності борошна за водно  – борошняною суспензією.

5. Визначення загальної кислотності борошна за водною витяжкою.

6. Охарактеризуйте показник загальної  кислотності молока.

7. Чим обумовлена кислотність  патоки? Одиниці її вимірювання.

8. Охарактеризуйте показник загальної  кислотності пресованих дріжджів.

9. Поняття активної кислотності. Значення цього показника. Методи визначення.

10. Сутність колориметричного методу  визначення рН.

11. Сутність електрометричного  методу визначення активної кислотності.

12. Поняття «лужність». Одиниці  вимірювання.

13. Чим обумовлена лужність печива? Методи її визначення.

14. Хімічні розпушувачі та механізм  їх дії у процесі випікання  борошняних кондитерських виробів.

 

 

Лабораторна робота № 5

Тема: Методи визначення масової частки мінеральних речовин у харчових продуктах

Мета: ознайомитися з метод добавок, карбонатним, сульфатним    методами визначення масової частки мінеральних речовин у харчових продуктах. Навчитися визначати  вміст «чистої» золи та показник білості у зразках борошна, дати оцінку їх якості за результатами аналізу.

Порядок виконання роботи

До складу мінеральних  речовин сировини та продуктів харчових виробництв входять солі кальцію, калію, натрію, магнію, заліза, алюмінію, сірчаної, соляної, фосфорної і деяких органічних кислот, а також сліди рідкісних та важких металів.

Мінеральні речовини мають великий вплив на живий організм. Натрій і калій є регуляторами осмотичного тиску, фосфати забезпечують буферні властивості цитоплазми клітини, фосфор є основним енергетичним компонентом біосинтезу мікроорганізмів. Ряд макро- та мікроелементів (Ca, Fe, Zn, Cu, Co) входять до складу ферментів та вітамінів або є активаторами їх дії (Mg, Mn, Zn, K, Na та інш.). Деякі з них беруть активну участь в окисно-відновних процесах під час витримування та дозрівання пива, вина і т.д.

Показником загальної  кількості мінеральних речовин в харчових продуктах є зола. Золою називають залишок, який залишився після повного спалювання органічних речовин досліджуваних продуктів. Значна кількість зольних макро- та мікроелементів надходять до виробництва з водою та розчинами поживних речовин.

При спалюванні органічних речовин одержують так звану  «сиру» золу, яка складається з  різних солей мінеральних кислот і окислів ряду металів – в  основному карбонатів, що утворюються  внаслідок спалювання солей органічних кислот. Тому «сиру» золу ще називають «карбонатною». До її складу, крім карбонатів, входять і випадкові нерозчинні домішки у вигляді піску та глини. Зола, з якої видалено нерозчинні випадкові домішки і вуглекислий газ, називають «чистою». В «чистій» золі міститься 60 – 70% карбонатів.

 

РОБОТА 1. ВИВЧЕННЯ МЕТОДІВ  ВИЗНАЧЕННЯ МАСОВОЇ ЧАСТКИ МІНЕРАЛЬНИХ  РЕЧОВИН У ХАРЧОВИХ ПРОДУКТАХ

Існують хімічні та електрометричні  методи визначення золи у харчових продуктах.

До хімічних належать карбонатний, сульфатний  та метод  добавок.

Карбонатний метод полягає у повному сухому оголенні 1-2 г продукту без додавання будь-яких речовин і кількісному визначенні вмісту золи. Сухе оголення – тривалий та складний процес (5 год). Органічна частина речовини спалюється при температурі, що викликає плавлення карбонатів та хлоридів лугів. Плавлена маса обволікає поверхню продукту, перешкоджає доступу кисню і спалювання проходить складно і неповно. Тому краще використовувати методи спалювання у присутності реактивів, що діють як окисники і переводять всі неорганічні елементи у відповідні солі або змінюють фізичні властивості продукту так, що процес озолення прискорюється.

Сульфатний  метод визначення золи, запропонований К. Шейблером і видозмінений Г.Райхе, полягає в тому, що речовину спалюють у присутності сірчаної кислоти при температурі 550 та 650^оС. Сірчана кислота спочатку обвуглює продукт, а потім окиснює вуглець, що утворився до СО_, перетворюючись при цьому на сірчисту кислоту:

C+H₂SO₄→CO+SO₂+H₂O.

Всі карбонати та хлориди  перетворюються у сульфати, що не плавляться (температура плавлення CaSO₄ – 1450^оС). Тому спалювання проходить швидко і легко.

Молекулярна маса сульфатів  більша, ніж карбонатів і хлоридів. Експериментально встановлено, що карбонатна зола становить 90% сульфатної. Тому для перерахунку сульфатної золи в карбонатну кількість сульфатної золи слід помножити на коефіцієнт 0,9.

Метод добавок полягає в озоленні досліджуваних продуктів з додаванням інертних неплавких домішок. Дія  домішок механічна – їх часточки змішуються із золою, перешкоджають обволіканню обвугленої маси, завдяки чому прискорюється процес спалювання (40 – 45 хв). Окрім, прискорення озолення, деякі добавки утворюють сполуки з фосфором, який утворюється при високих температурах спалювання, і таким тином зменшують його втрати при озоленні продукту. Особливо це відноситься до продуктів з високим вмістом фосфору – дріжджів та борошна. Як добавки рекомендують застосовувати MgO, BaCO₂, CaCO₃. Для обчислення масової частки карбонатної золи віднімають масу добавок.

Прилади, обладнання, матеріали: муфельна піч МП-2У, тиглі фарфорові № 2-5 з кришками, розчин ацетату магнію (наважку 1,61 г Mg(C₂H₃O₂)×4H₂O розчиняють у 96% -му етиловому спирті та кількісно переносять у мірну колбу на 100 мл, додають 2-3 кристали металічного йоду, доводять спиртом до мітки і перемішують. Якщо розчин знебарвився додають ще кристал йоду.)

В прокалений до постійної  маси та зважений тигель беруть близько 1 г граму продукту. Сюди ж додають  із піпетки додають 3 мл ацетату магнію. Суміш залишають у спокою на 3 хв, щоб розчин просочив наважку. Потім тигель поміщають на відкидні двері муфельної печі, яка нагріта до темно-червоного забарвлення (750 – 800^оС). Після  запалювання та вигорання спирту тигель закривають кришкою і переносять в муфельну піч. Озолення проводять близько 40 хв в двох паралельних пробах до одержання білої та пухкої маси без чорних вкраплень. Після охолодження, зважування, повторного прокалювання на протязі 0,5 год, охолодженні та зважуванні проби розраховують вміст золи А (у %) у абсолютно сухому борошні за формулою:

A=                                                       ( 5.1 )