Методи визначення масової частки мінеральних речовин, активності ферментів.
Методи визначення окремих мінеральних елементів. Методи визначення повареної солі.
1.Методичні вказівки щодо вивчення питання 1.При вивченні методів визначення окремих мінеральних речовин. Зверніть увагу на те, які елементи включені в число найбільш небезпечних, які методи мінералізації використовують при цьому, ознайомтесь з методами визначення деяких хімічних елементів.
Рекомендована література: стор. А. Т. Марх, Т. Ф. Зыкина, В. Н. Голубев.
1. Методи визначення окремих мінеральних елементів. В число обов’язково контрольованих мінеральних компонентів харчових продуктів включено вісім самих небезпечних токсичних елементів – ртуть, кадмій, свинець, миш’як, мідь, олово, цинк, залізо. Крім вказаних елементів передбачений контроль вмісту сурми, нікелю, селену, хрому, алюмінію, фтору і йоду.
Для визначення вмісту металів використовують мокру кислотну мінералізацію (мокре озолення) або сухе озоленння. Звичайно вибирають такий метод, який для аналізованих металів забезпечує необхідну надійність і точність.
Процес мокрого озолення Здійснюють в колбах Кьєльдаля при відносно невисоких температурах (від 120 до 340°С). Як окислювачі використовується азотна, сірчана, хлорна, кислоти і пероксид водню (часто у вигляді сумішей).
Пробу масою 5г поміщають в колбу Кьєльдаля, додають туди ж 10 см3 концентрованої НNO3 і 10 см3 дистильованої води. Колбу обережно нагрівають до кипіння і продовжують кип’ятити до зменшення об’єму в 2 рази. Потім суміш охолоджують і поступово приливають 10 см
концентрованої H2 SO4, після чого знову нагрівають і додають невеликими порціями концентровану HNO3 до почорніння вмісту колби. Нагрівати слід обережно, щоб уникнути сильного обвуглювання. Озолення продовжують до тих пір, доки розчин не посвітлішає і не почнуть виділятися пари SO2. Після цього розчину дають остигнути, додають 5 см3 дистильованої води і суміш знов нагрівають до виділення SO
. Після охолодження доводять аналізовану пробу дистильованою водою до мітки і аналізують вибраним аналітичним методом.
У випадку якщо при тривалому нагріванні розчин в колбі не темніє, рекомендується додавати трохи хлорної кислоти або HО, що прискорює окислення і зменшує витрати азотної кислоти.
Перевага мокрого озолення полягає в тому, що при його використовуванні зведені до мінімуму втрати легко летючих речовин і досягається висока швидкість окислення. Негативним моментом є можливість спалювання малих кількостей продуктів.
Сухе озолення Застосовано для всіх видів харчових продуктів і для визначення всіх металів, окрім ртуті і миш’яку. При цьому виключено внесення в пробу реактивів, що заважають.
Сухою мінералізацією Називають озолення в муфельних печах при 400-600°С, при чому час обробки проби залежить від виду аналізованого продукту і може коливатися від 4 до 16 год. Озолення проводять в тиглі, який може бути з кварцу або фарфору.
Для прискорення розкладання органічних речовин рекомендується використовувати розрихлювачі (NH
)CО, NHНСО
, NaHCO, а також каталізатори, деякі мінеральні кислоти, солі металів, що додаються або на початку, або коли розкладання вже частково пройшло.
Різновидом даного способу є сухе спалювання в кисневій бомбі, яке зручно використовувати при аналізі малих проб. Для цього пробу в платиновому утримувачі поміщають в бомбу, заповнюють киснем, і закривають. На дні бомби знаходиться рідина для поглинання продуктів спалювання. Запалення здійснюють електричним розрядом. Процес спалювання займає від 3 до 5 хв. Отриману золу, в якій метали знаходяться у вигляді оксидів, обробляють розчином HCI (1:1) для отримання розчинних хлоридів металів.
Визначення макроелементів
Калій. Для визначення калію використовується як сухе, так і мокре озолення. Сухе озолення проводять при температурі не вище 450°С. Проба заздалегідь змочується в розбавленій HSO, іноді додають Mg(NO). Мокре озолення здійснюють в середовищі сарною і холодної або азотної і хлоридної кислот.
Отриману золу розчиняють в розбавленій HCI (1:1) і аналізують фотометруванням ліній при λ=776,5÷769 нм.
Визначення проводять порівнянням з серією стандартних розчинів, які готують того ж дня в мірних колбах місткістю 250 см, місткістю 0,1913 г висушеного KCI в 100 см³.
При методі атомно-абсорбції використовують повітряно-ацетиленове полум’я, безелектродну газорозрядну лампу і лінію резонансного дублету 766,5 нм, що забезпечує велику чутливість і точність (0,002 мкг/см³).
Дуже зручним і експресним методом визначення калія в консервованих продуктах і соках є способом потенціометра з використанням калій-селективних скляних і мембранних електродів. Електрод дозволяє встановити концентрацію іонів калія в діапазоні від 10
до 1,0 моль/дм³ при температурі від 0 до 40°С. Вміст калія в аналізованих середовищах розраховують по калібрувальному графіку.
Натрій. Визначається спектроскопією атомно-абсорбції. Для аналізу використовують окислювальне повітряно-ацетиленове полум’я, безелектродну газорозрядну лампу і лінію резонансного дублету 583 нм.
В продуктах, багатих кальцієм, можливі перешкоди, тому застосовують реагенти для попереднього осадження кальцію у вигляді оксалатів, тартратів і ін. Іони кальцію облягають додаванням 2,5 см³ 10%-ного розчину (NH)CО у присутності NH, додаючи його до появи запаху.
Натрій визначають також фотометруванням ліній Na 589,6 нм в розчині, отриманому із золи і HCI (1:1). Фільтрат фотометрують, порівнюючи його із стандартними розчинами, що містять, окрім солей Na, ще й (NH)СН і NH.
Стандартний розчин NaCI, що містить 1 мг/см³ Na, готують розчиненням у воді 0,2543 г висушеного NaCI в мірній колбі місткістю 100 см³.
Кальцій. Найточнішим методом є спектроскопія атомно-абсорбції. Оскільки визначенню заважає натрій, калій, а також фосфати, то для усунення їх впливу в пробу додають трилон Б, солі лантану і ін. Для аналізу використовують газову суміш ацетилензакись азоту. При резонансній лінії 422,7 нм і спектральній ширині щілини 0,7 нм межа виявлення кальцію складає 0,0005 мкг/см³.
Об’ємні комплексонометруючі методи засновані на титруванні проби трилоном Б в лужному середовищі у присутності індикатора мурексида або еріохромового чорного Т. Індикатор утворює з іонами кальцію комплексне з’єднання червоного кольору. В точці еквівалентності при титруванні трилоном Б забарвлення розчину набуває кольору, характерного для вільного індикатора. Оскільки стійкість внутрішньокомплексної солі кальцію з трилоном Б залежить від pH середовища, то для забезпечення оптимальних умов титрування проводять в сильно лужному середовищі, при значеннях pH вище 12.
Для проведення аналізу в мірній колбі місткістю 250 см³ розчиняють хлорид аналізованої проби харчового продукту і доводять об’єм до мітки. Потім відбирають піпеткою 25 см³ приготованого розчину, додають 50 см³ дистильованої води, 25 см³ 20%-ного розчину NaOH, 2-3 краплі індикатора і титрують при безперервному помішуванні розчином трилона Б (0,1 моль/дм³) до переходу червоного забарвлення у фіолетове або синє. Поблизу точки еквівалентності титрування ведуть дуже поволі.
В багатьох рідких харчових продуктах вміст солей кальцію можна визначити без мінералізації проби за допомогою кальцій-селективних електродів. Що випускаються вітчизняною промисловістю кальцій-селективні електроди звичайно володіють лінійною електродною функцією в діапазоні концентрацій 10-400 мг/дм³ кальцію.
Вимірювання виконуються в наступній послідовності:
1. Перед використовуванням кальцій-селективний електрод вимочують в стандартному розчині CaСІ2 (40 мг/дм³) протягом 30 хв, після чого промивають дистильованою водою.
2. Занурюють селективний електрод і стандартний електрод порівняння (хлор срібний) в вимірюваний розчин, помішуючи на магнітній мішалці з середньою інтенсивністю.
3. Коли на потенціометрі (pH-метрі) буде досягнуте стійке свідчення (приблизно через 2-3 хв), записують величину ЕДС.
4. По калібрувальному графіку, побудованому для кальцієвого електроду і потенціометра, що використовується, знаходять концентрацію кальцію в аналізованій пробі.
Залізо. При визначенні заліза в харчових продуктах використовують сухе і мокре озолення. Якщо продукт містить багато хлоридів, то при сухому озоленні в пробу додають Mg(NO) або розбавлену HNO. При цьому користуються колориметричними, спектрофотометричними і іншими інструментальними методами.
Використовують також спектроскопію атомно-абсорбції в повітряно-ацетиленовому полум’ї при резонансній лінії 248,3 нм. Застосовують і колориметричний метод з ортофенантролином або 2,2-дипіридилом. Ці індикатори містять специфічні для заліза (II) угрупування атомів і утворюють в широкій області pH (2-9) з іонами Fe
комплекс оранжево-червоного або рожевого кольору. Чутливість методів з ортофенантролином і 2,2-дипіридилом однакова. Мольний коефіцієнт погашення розчину комплексу заліза (II) з ортофенантролином рівний 1,1·10
при λ=512 нм, з дипіриділом-8,7·10³ при λ=522 нм.
2. Методи визначення повареної солі.
Методичні вказівки щодо вивчення питання 2. При вивченні питання зверніть увагу на стандартизовані методи визначення солі: метод Фольгарда і метод Мора.
Рекомендована література: стор. А. Т. Марх, Т. Ф. Зыкина, В. Н. Голубев. Технохимический контроль консервного производства. М.: – ВО Агропромиздат, 1989. с.205-208.
NaCl (поварена сіль) входить до складу харчових продуктів в якості харчової приправи, яку додають згідно рецептури. Зміст її в різних продуктах регламентується стандартами.
Для визначення змісту хлоридів використовують кілька аналітичних методів. Два з них стандартизовані — це аргентометричні методи за Фольгардом і за Мором, засновані на осадженні хлоридів титрованим розчином AgNO3:
NaCl + AgNO3 — > AgCl+NaN03.
За методом Фольгарда надлишок доданого AgNO3 відтитровується роданидом калії або амонію в присутності насиченого розчину залізоамонійних квасців.
Наважку продукту масою 20 г переносять через лійку в мірну колбу місткістю 250 см3 за допомогою 100 см3 гарячі дистильованої води (80°С), добре збовтують і витримують 15 хв. на водяній бані температурою 80°С. В охолоджений до кімнатної температури розчин для осадження білків додають 2 см3 реактиву Карреза I (розчин К4Fе(СN)6, масовою концентрацією 106 г/дм3), 2 см3 реактиву Карреза II (220 м Zn(CH3COO)2 розчиняють у 30см3 СН3СООН і доводять дистильованою водою до обсягу 1000 см3) і доводять дистильованою водою до мітки. Потім вміст колби фільтрують через сухий паперовий фільтр у суху колбу.
Далі 20 см3 фільтрату вносять у конічну колбу, додають 5 см3 розчину HNO3 (252 г/дм3) і 5 см3 насиченого розчину залізоамонійних квасців. В отриманий розчин з бюретки вносять 20 см3 розчину AgNO3 (0,1 моль/дм3) і 3 см3 нітробензолу, після чого збовтують.
Зворотне титрування надлишку AgNO3 здійснюють розчином KCNS або NH4CNS (0,1 моль/дм3) до появи стійкого червоного забарвлення.
Масову частку хлоридів Хх У перерахуванні на NaCl (у %) обчислюють по формулі
Хх= 100× (V1 — V2)БМV0/( 1000mV3),
Де V1 — обсяг розчину AgNO3, cм3; V2 — об’єм роданида, витрачений на зворотне титрування, см3; С — молярні концентрації титрованих розчинів AgNO3 і роданида, моль/дм3; М — молярна маса хлориду натрію, рівна 58,45 г/моль; Vo — загальний об’єм витяжки, см3; Т — маса навішення, м; V3 — обсяг фільтрату, узятий для титрування, см3.
При визначенні хлоридів по методу Мору готують водну витяжку без осадження білків. Для цього 20 см3 фільтрату нейтралізують у конічній колбі розчином NaOH за фенолфталеїном. Допускається використання водної витяжки, отриманої при визначенні титруємої кислотності. До нейтралізованого фільтрату додають 1 см3 10%-ного розчину КО2СгО4 і титрують AgNO3 (0,1 моль/дм3) до появи цегляно-червоного осаду.
Розрахунок масової частки хлоридів Хх’ (у %) роблять по формулі
Хх1=100VCMV0/(1000mV3)
Питання для самоконтролю
1. Які існують способи мінералізації харчових продуктів?
2. Дайте характеристику методу визначення золи і.
3. Які токсичні елементи підлягають контролеві в харчових продуктах?
4. Які застосовуються методи визначення калію і натрію в консервах?
5. Дайте характеристику методу визначення хлористого натрію. Приведіть хімічні реакції.
Ви прочитали: "Методи визначення масової частки мінеральних речовин, активності…"Читати далі