Изучение содержания протеина и липидов в кормах для домашних животных
Исследование содержания протеина и липидов в кормах для домашних животных до и после термической обработки. Функция липидов корма - получение необходимой энергии для жизнедеятельности организма. Классификация и строение белков. Содержание сырого протеина.
| Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 03.06.2019 |
| Размер файла | 535,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВО "Тверской государственный университет"
Химико-технологический факультет
Специальность "Фундаментальная и прикладная химия"
Специализация "Органическая и биоорганическая химия"
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА
Изучение содержания протеина и липидов в кормах для домашних животных
Автор: Волкова Мария Юрьевна
Научный руководитель:
к. х. н., доцент Егорова И.Ю.
Допущена к защите
Руководитель ООП:
к. х. н., доцент Феофанова М.А.
Заведующий кафедрой органической химии:
д. х. н., профессор Ворончихина Л.И.
Тверь 2018
Содержание
- Введение
- 1. Литературный обзор
- 1.1 Протеины
- 1.1.1 Классификация и строение белков
- 1.1.2 Метаболизм протеинов в живом организме
- 1.2 Строение и классификация липидов
- 2. Экспериментальная часть
- 2.1 Определение содержания сырого протеина
- 2.2 Определение содержания жира
- 2.3 Определение содержания кальция и фосфора
- 2.3 Определение кислотного числа
- 2.4 Определение перекисного числа
- 3. Результаты и их обсуждение
- 3.1 Содержание сырого протеина
- 3.2 Содержание жира
- 3.3 Содержание кальция и фосфора
- 3.4 Кислотное число
- 3.5 Перекисное число
- Выводы
- Список литературы
Введение
Существует огромное количество условий внешней среды, которые оказывают влияние на живой организм, на интенсивность и направленность обмена веществ в нем. Важнейшая роль отводится питанию, другими словами, насколько организм снабжен веществами, обеспечивающими процессы синтеза. Пища, или корм, представляет собой материал, который после поедания животными может быть переварен и использован. В более широком смысле "пищей" для животных называют кормовые средства.
Питательность корма нельзя выразить одним показателем, она должна быть комплексной. В системе комплексной оценки питательности кормов особая роль отводится протеину. Слово "протеин" происходит от греческого protos - первый. И действительно, это вещество занимает первостепенное значение в кормлении животных, так как его нельзя заменить другими. Протеин играет главнейшую роль в построении тела и жизнедеятельности животного организма; является основой всех жизненно важных процессов - роста, размножения, развития, продуктивности, входит в состав ферментов, гормонов и иммунных тел [1].
Основной функцией липидов корма является получение необходимой энергии для жизнедеятельности организма, также жир служит важным источником теплоты.
Липиды входят в состав в качестве структурного материала протоплазмы всех клеток животного организма. Они необходимы для нормальной работы пищеварительных желез и играют роль основного запасного вещества.
Жиры содержат в основном высокомолекулярные жирные кислоты с точкой плавления выше 16°С. Животные не могут синтезировать ненасыщенные (непредельные) высокомолекулярные жирные кислоты, поэтому они должны получать их с кормом [2]. Чтобы в корме содержались все необходимые для животных питательные вещества, на стадии его изготовления контролируют показатели качества в специально оборудованных химических лабораториях.
Целью работы является исследование содержания протеина и липидов в кормах для домашних животных до и после термической обработки.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
· анализ научной литературы по теме исследования;
· выбор методик по определению содержания протеина и липидов;
· определение протеина и липидов в кормах до и после термической обработки.
1. Литературный обзор
1.1 Протеины
Протеины или белки - высокомолекулярные азотистые органические вещества, которые состоят из аминокислот и играют фундаментальную роль в структуре и жизнедеятельности организмов. Белки - основная и необходимая составная часть всех организмов. Именно белки осуществляют обмен веществ и энергетические превращения [3].
1.1.1 Классификация и строение белков
Существуют несколько подходов к классификации белков: по форме белковой молекулы, по составу белка, по функциям.
Таблица 1.
Классификация белков
|
Классификация |
Признаки классификации |
|
|
По форме белковых молекул |
- фибриллярные белки и глобулярные белки. |
|
|
По составу белковой молекулы: простые белки сложные белки |
- состоят только из аминокислотных остатков и не содержат других химических составляющих: рибонуклеиновая кислота, коллаген, кератин, эластин; содержат и полипептидные цепи, и другие химические компоненты: металлопротеины, хромопротеины, фосфопротеины, гликопротеины, липопротеины и др. |
|
|
По функциям |
-структурные белки: коллаген, эластин, кератин, фиброин; питательные белки: казеин; запасные белки: яичный белок, белки семян растений; сократительные белки: миозин, актин; транспортные белки: гемоглобин; белки-ферменты; защитные белки: иммуноглобулины. |
Строение белков
Молекулы белков являются макромолекулами, так как обладают большими размерами. Кроме углерода, кислорода, водорода и азота, в состав белков могут входить неорганические соединения, такие как сера, фосфор и железо. Белки отличаются друг от друга числом (от ста до нескольких тысяч), составом и последовательностью мономеров. Мономерами белков являются аминокислоты (рис.1).
Рис. 1. Примеры строения аминокислот - мономеров белковых молекул.
Различное сочетание 20 аминокислот создает бесконечное разнообразие белков. Каждая аминокислота имеет свое название, особое строение и свойства. Их общую формулу можно представить в следующем виде (рис. 2):
Рис. 2. Общая формула -аминокислот.
По химическому составу белки классифицируют на простые (протеины) и сложные (протеиды). Простые белки содержат только б-аминокислоты. В состав сложных белков кроме аминокислот входит небелковая часть, так называемая простетическая группа [5].
Простые белки делятся на семь групп по растворимости в воде, растворах солей, спирте, аммиаке: альбумины, глобулины, глутелины, проламины, альбуминоиды, протамины, гистоны.
Часть молекулы - радикал (R), имеет различное строение у разных аминокислот. Молекула аминокислоты состоит из двух одинаковых для всех аминокислотных частей, одна из которых является аминогруппой (-NH2) с основными свойствами, другая - карбоксильной группой (-COOH) с кислотными свойствами [5].
Высокая реакционная способность аминокислот обуславливается наличием в одной молекуле основной и кислотной групп, через эти группы происходит соединение аминокислот при образовании белка. В результате этого образуется молекула воды, а освободившиеся электроны формируют пептидную связь (рис.3). Поэтому белки называют полипептидами.
Рис.3. Образование полипептидной цепи.
По числу аминокислотных остатков различают: дипептиды, три-, тетра-пептиды и т.д. Пептиды, включающие до 10 остатков, называются олигопептидами, более 10 - полипептидами. Полипептиды, которые содержат более 50 аминокислот в цепи, относят к белкам.
Молекулы белков могут иметь различные пространственные конфигурации, и в их строении различают четыре уровня структурной организации.
Первичная структура белка - последовательность аминокислот в составе полипептидной цепи. Вторичная структура белка образовывается за счет соединения водородных связей между - CO - и - NH - группами разных аминокислотных остатков полипептидной цепи, в результате молекула приобретает вид спирали. Третичная структура - трехмерная пространственная полипептидная цепь, имеющая форму глобулы. Прочность третичной структуры обеспечивается связями, которые возникают между радикалами аминокислот.
Четвертичная структура свойственна не для всех белков, ее образование происходит путем соединения нескольких молекул, имеющих третичную структуру, в сложный комплекс.
Денатурация - разрушение белковой молекулы. Этот процесс может происходить под действием температуры, химических веществ, ультрафиолетовых лучей и других факторов.
При разрушении вторичной структуры, белок остается в виде полипептидной цепи. Если не нарушена первичная структура, то денатурированный белок способен восстанавливать свою структуру. Отсюда следует, что все особенности строения макромолекулы белка определяются его первичной структурой [5].
Применение белков
Химическим путем белок можно синтезировать с помощью метода твердофазного синтеза. Таким же способом был получен гормон инсулин. В последнее время белки растительного происхождения все в большей степени используют для питания не только животных, но и человека [4].
Методом микробиологического синтеза белковые продукты производят уже на протяжении многих веков. В биотехнологии микробные белки применяются в качестве пищевых продуктов, так как их дешевле и быстрее получать по сравнению с животными и растительными белками.
В промышленности получение белка из микробных клеток осуществляется методом глубинного, непрерывного культивирования. В результате данного метода образуется большое количество примесей и из-за данного факта микробный белок в основном используется в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Белки и продукты их распада применяются в медицине в качестве лекарственных веществ и лечебных пищевых добавок.
В клинической практике широко используют белковые гидролизаты. При кислотном или ферментативном гидролизе казеина получают белковые гидролизаты медицинского назначения [7].
1.1.2 Метаболизм протеинов в живом организме
Белки (протеины) имеют особое значение для организма. Они имеют две функции:
· Пластическая - входят в состав всех веществ.
· Энергетическая - 1 г белка дает 4,0 ккал (16,7 кДж), 1 ккал = 4,1185 кДж.
В организм поступает белок с помощью двух источников:
· Экзогенный белок - белок пищи - 75-120 г/сутки.
· Эндогенный белок - секреторные белки, белки кишечного эпителия - 30 - 40 г/сутки.
Данные источники обеспечивают поступление белка в пищеварительный тракт, где происходит его распад до аминокислот. Процессы, при которых происходит расщепление аминокислот - дезаминирование и трансаминирование, протекают в печени. При этом идет отщепление одной группы аминокислоты, что приводит к образованию аммиака, аммония или мочевины, и эти продукты выводятся из организма.
Аминокислоты, которые образовались в процессе распада белка в организме, расщепляются до органических кетокислот, из которых в организме вновь синтезируются новые аминокислоты, а затем белки. Так формируются заменимые аминокислоты. Тем не менее, восемь аминокислот - изолейцин, лейцин, метионин, лизин, триптофан, фенилаланин, треонин и валин - не могут синтезироваться в организме человека из других аминокислот, в организм они поступают только с пищей. Эти аминокислоты называются незаменимыми [7].
Таблица 2.
Аминокислоты
|
Незаменимые аминокислоты |
Заменимые аминокислоты |
|
|
Триптофан Лизин Треонин Валин Изолейцин |
Таурин Аспарагин Глицин Глутамин Орнитин |
Если при поступлении пищи отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота в организме человека, необходимые белки не могут синтезироваться. При недостатке незаменимых аминокислот замедляются развитие и рост организма [2].
С понятиями заменимые и незаменимые аминокислоты связаны понятия полноценные и неполноценные белки. Полноценные белки - белки, которые содержат все незаменимые аминокислоты. Белки, в которых отсутствует хотя бы одна аминокислота, называются неполноценными.
протеин липид корм домашнее животное
Биологическая ценность белка - это то количество белка, характерное для данного организма, которое образуется из 100 г поступившего белка с пищей.
Аминокислоты, образовавшиеся в результате расщепления белка в кишечнике, подвергаются процессам всасывания, причем для аминокислот существуют специфические натрий - зависимые переносчики. Такой комплекс проходит через мембрану. Аминокислоты поступают в кровь, а натрий - в натрий - калиевую АТФазу (насос), который поддерживает градиент для натрия. Такой транспорт является вторично активным.
L-изомеры аминокислот проникают легче, чем D. На транспорт аминокислот влияет строение молекулы. Легко проникают, метионин, аргинин, лейцин. Фенилаланин проходит медленней. Плохо всасываются аланин и серин. Одни аминокислоты могут способствовать прохождению других.
Расщепление происходит в печени. Основной путь распада - дезаминирование, в ходе которого образуются безазотистый остаток и азотистые соединения. Безазотистые осадки могут превращаться в углеводы и жиры и далее использоваться в ходе получения энергии. Азотистые соединения выводятся из организма с мочой.
Второй путь - это трансаминирование. Этот путь протекает с участием трансаминаз. Если же клетки повреждаются, трансаминазы могут переходить в плазму крови. При инфарктах и гепатитах содержание трансаминаз в крови увеличивается [2].
1.2 Строение и классификация липидов
Липиды представляют собой неоднородную группу химических соединений, нерастворимых в воде, но хорошо растворимых в неполярных органических растворителях: хлороформе, эфире, ацетоне, бензоле и др.
Липиды являются сложными эфирами жирных кислот и какого-либо спирта. Существуют следующие классы липидов: триацилглицерины, или жиры, гликолипиды, фосфолипиды, стероиды, терпены, воска [3].
Выделяют две категории липидов - омыляемые и неомыляемые. К омыляемым относятся вещества, которые содержат сложноэфирную связь (воска, триацилглицерины, фосфолипиды и др.). К неомыляемым относятся стероиды, терпены.
Триацилглицерины, или жиры
Триацилглицерины являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерина и жирных (высших карбоновых) кислот. Общая формула жирных кислот имеет вид: R-COOH, где R - углеводородный радикал. В природных жирных кислотах содержится от 4 до 24 атомов углерода. В качестве примера можно привести формулу стеариновой кислоты: C17H35COOH.
В общем виде молекула триацилгицерина выглядит следующим образом:
Триацилглицерины практически нерастворимы в воде и плохо растворимы в спирте. В органических растворителях, таких как ацетон, бензин, керосин, они растворяются хорошо [8].
Фосфолипиды
Наличие у фосфолипидов гидрофобной и гидрофильной области определяет их амфифильные свойства, т.е. они способны образовывать стойкие эмульсии с водой и растворяться в неполярных растворителях.
В зависимости от наличия в их составе спиртов глицерина и сфингозина фосфолипиды делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.
Глицерофосфолипиды
В основе строения молекулы глицерофосфолипидов лежит фосфатидная кислота, образованная глицерином, двумя жирными и фосфорной кислотами. Глицерофосфолипиды могут отличаться друг от друга полярными группами и остатками жирных кислот. В их состав входят как насыщенные (состоящие обычно из 16 - 18 атомов углерода), так и ненасыщенные (содержащие чаще 16 - 18 атомов углерода и 1 - 4 двойные связи) жирные кислоты.
Сфингофосфолипиды
По составу сфингофосфолипиды сходны с глицерофосфолипидами. Отличие между этими классами состоит в том, что вместо глицерина сфингофосфолипиды содержат аминоспирт - сфингозин:
или дигидросфингазин:
[3].
Применение липидов
Широко применяются соли высших карбоновых кислот - мыла, - моющее действие которых заключается в эмульгировании жиров и масел и суспендирования мелких твердых частиц грязи. Мыла также используют для стабилизации эмульсий, синтетических латексов, пен, в качестве присадок, структурирующих добавок и т.п.
Нашли широкое применение в медицине и парфюмерной промышленности природные воска - пчелиный воск и спермацет. Пчелиный воск используется в медицине для приготовления мазей, пластырей; входит в состав питательных, отбеливающих, очищающих кремов и масок. Также он применяется в промышленности, благодаря таким свойствам, как кислотоустойчивость, водо - и электроизоляционность, устойчивость к действию света, нагреванию.
В настоящее время ведутся поиски новых способов получения жиров, в том числе и на технические нужды. Рассматривается способ получения с участием микроорганизмов, липиды которых после определенной обработки можно использовать в различных отраслях промышленности: медицинской, химико-фармацевтической, лакокрасочной, шинной и других, что позволит образовать большие количества масел животного и растительного происхождения.
Простые липиды применяются как технологические смазки в процессах холодной и тепловой обработки металлов. В основном продуцентами сложных липидов являются бактерии.
Находит применение также концентрат фосфолипидов. Он используется в качестве антикоррозийной присадки к маслам и как добавка при флотации разнообразных минералов.
Очищенные монокарбоновые кислоты с числом углеродных атомов 14-18 широко применяются в шинной, химической, мыловаренной, лакокрасочной и других отраслях промышленности [9].
Метаболизм липидов в живом организме
Жиры входят в состав всех клеток организма и участвуют в ряде обменных процессов, являются "запасными" клетками организма, выполняющими функции по аккумуляции химической энергии и использованию ее при недостатке пищи.
Липиды состоят из жирных кислот, которые делятся на насыщенные и ненасыщенные.
Насыщенные жирные кислоты
Насыщенные жирные кислоты содержатся в животных жирах, а также могут частично синтезироваться из углеводов и даже из белков. Именно избыток насыщенных жирных кислот в питании человека приводит к нарушению обменных жировых процессов, повышению уровня холестерина в крови.
Ненасыщенные жирные кислоты
Ненасыщенные жирные кислоты, особенно такие, как линолевая, линолиновая и арахидоновая, играют важную роль в обменных процессах организма человека. Они не могут синтезироваться и потому являются незаменимыми и должны поступать в организм извне. Ненасыщенные жирные кислоты входят в состав клеточных мембран и других структурных элементов тканей и участвуют в обменных реакциях.
Таблица 3.
Примеры жирных кислот
|
Ненасыщенные жирные кислоты |
Насыщенные жирные кислоты |
|
|
Акриловая кислота С2Н3СООН Линолевая кислота С17Н31СООН Олеиновая кислота С17Н33СООН Линолиновая кислота С17Н29СООН Арахидоновая кислота С19Н31СООН |
Масляная кислота С3Н7СООН Лауриновая кислота С11Н23СООН Пальмитиновая кислота С15Н31СООН Стеариновая кислота С17Н35СООН Маргариновая кислота С16Н33СООН |
Фосфолипиды принимают участие в регуляции холестеринового обмена, препятствуют накоплению холестерина, то есть имеют липотропное действие. К этому классу липидов относятся лецитин, холин, кефалины. Больше всего фосфолипидов содержится в зерне, бобовых, нерафинированных растительных маслах, картофеле [9].
2. Экспериментальная часть
Для производства готового корма для кошек "Премиум" используют процесс экструдирования, который включает в себя термическую обработку компонентов корма при температуре 110-160С и повышенном давлении в 40-60 атм., с дальнейшим формированием гранул продукта.
2.1 Определение содержания сырого протеина
ГОСТ 13496.4-93
Подготовка образцов. Взвешивают 0,5 г образца (с точностью 10,0001г) сырья различного класса - глютен кукурузный, мясокостная мука или готовый корм, и помещают в колбу на 250 мл для дегидрирования пробы.
Дегидрирование. В каждую колбу помещают 12 мл концентрированной серной кислоты H2SO4 и 0,2 г меди Сu. Осторожно встряхивают колбу, для смачивания серной кислотой, и помещают образцы в блок дегидрирования при температуре 420С, дегидрируют в течение 60 минут. По окончании дегидрирования оставляют охлаждаться образцы не менее 15 минут.
Дистилляция. Перегонку образцов после дегидрирования осуществляют на дистилляционном блоке. В колбу подается вода и гидроксид натрия NaOH.
Количество реагентов дозируется прибором. В перегонную колбу помещается 25 мл борной кислоты H3BO3 с индикатором (бромкрезоловый зеленый либо метиловый красный). Дегидрированный образец перегоняют на дистилляционном блоке в течение 4 минут. После перегонки дистиллят титруют 0,2 н. раствором соляной кислоты HCl до появления розовой окраски, устойчивой в течение 30 секунд.
Обработка результатов анализа
,
где Спр. % - концентрация протеина в образце, %;
Vт - объем 0,2 н. раствора HCl, пошедшего на титрование дистиллята, мл;
1750,875 - постоянное значение поправки;
m - масса навески образца, г.
Расчет концентрации сырого протеина образца мясокостной муки:
Расчет концентрации сырого протеина образца глютена кукурузного:
Расчет концентрации сырого протеина образца корма для кошек "Премиум" после первой термической обработки:
Расчет концентрации сырого протеина образца корма для кошек "Премиум" после второй термической обработки:
Данные результатов анализа представлены в таблице 4.
2.2 Определение содержания жира
ГОСТ 13496.15-97
Проведение испытаний
Выпарительные стаканы высушивают до постоянной массы при температуре 1000 в течение 1ч., предварительно положив в каждый стакан по два кипятильных камушка.
После высушивания стаканы охлаждают в эксикаторе в течение 30 минут и взвешивают с точностью до 0,0001г.
В экстракционные гильзы помещают навески исследуемых образцов сырья различного вида в количестве 5,0 г с точностью до 0,0001 г. Сверху гильзу закрывают ватным тампоном. В каждый стакан наливают по 90 мл петролейного эфира и проводят экстракцию липидов испытуемого образца.
По окончании экстракции вынимают стаканы с выделившимся жиром, а гильзы с держателями перекладывают в выпарительную чашку.
Стаканы помещают в сушильный шкаф на 1 ч., затем охлаждают в эксикаторе 30 минут.
Стаканы взвешивают и по разности масс до и после анализа определяют количество извлеченных жиров.
Обработка результатов анализа
% = ,
где % - концентрация жира в образце, %;
m2 - масса стакана до анализа, г;
m1 - масса стакана после анализа, г;
m3 - масса навески образца, г.
Расчет концентрации жира в образце мясокостной муки:
% =
Расчет концентрации жира в образце глютена кукурузного:
% =
Расчет концентрации жира в образце корма для кошек "Премиум" после первой термической обработки:
% =
Расчет концентрации жира в образце корма для кошек "Премиум" после второй термической обработки:
% =
Данные результатов анализа представлены в таблице 4.
2.3 Определение содержания кальция и фосфора
Метод определения кальция
ГОСТ 26570-95
Проведение испытания
Взвешивают 0,5 г образца (с точностью 10,0001г) сырья различного класса - глютен кукурузный, мясокостная мука или готовый корм и сжигают 5 часов в муфельной печи при температуре 525-5600С. После чего тигли охлаждают в эксикаторе в течение 15 - 20 минут. Золу, образовавшуюся после сгорания, смачивают 1-2 каплями дистиллированной воды, добавляют 2 мл разбавленного (1+1) раствора соляной кислоты HCl. Содержимое тигля переносят в мерную колбу на 100 мл, доводят до метки дистиллированной водой и перемешивают.
Одновременно проводят контрольный опыт через все стадии анализа, кроме взятия навески анализируемого образца.
10 мл полученного раствора переносят в плоскодонную колбу, добавляют на кончике шпателя лимоннокислый натрий и гидроксиламин, 90 мл дистиллированной воды. Перемешивают, добавляют индикатор. Непосредственно перед титрованием добавляют 10 мл 20% раствора.
Титруют раствором трилона Б (динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты) с концентрацией 0,01 моль/л до появления фиолетового цвета, сравнивая окрас с контрольным опытом.
Обработка результатов анализа
Массовую долю кальция в исследуемой пробе (Х), вычисляют по формуле
,
где V-исходный объем исследуемого раствора, мл;
V1-объем раствора трилона Б, пошедшего на контрольный опыт, мл;
V2 - объем раствора трилона Б, пошедшего на исследуемый раствор, мл;
С - концентрация раствора трилона Б;
0,04 - масса Са, соответствующая 1 мл раствора трилона Б с молярной конц. эквив.1 моль/л, г;
V3 - объем исследуемого раствора, взятый для титрования, мл;
М - масса навески, г;
100 - коэффициент пересчета в проценты.
Расчет содержания кальция в образце мясокостной муки:
Х =
Расчет содержания кальция в образце глютена кукурузного:
Х =
Расчет содержания кальция в образце корма для кошек "Премиум" после первой термической обработки:
Х =
Расчет содержания кальция в образце корма для кошек "Премиум" после второй термической обработки:
Х =
Данные результатов анализа представлены в таблице 4.
Метод определения фосфора
ГОСТ 26657-97
Проведение испытания
Берут навеску 0,5г исследуемого образца - глютен кукурузный, мясокостная мука или готовый корм и сжигают в муфельной печи 5 часов при температуре 525-5600С. После чего тигли охлаждают в эксикаторе в течение 15 - 20 минут.
Золу, образовавшуюся после сгорания, смачивают 1-2 каплями дистиллированной воды, добавляют 2 мл разбавленного (1+1) раствора соляной кислоты HCl. Содержимое тигля переносят в мерную колбу на 100 мл, доводят до метки и перемешивают.
Одновременно проводят контрольный опыт через все стадии анализа, кроме взятия навески анализируемого материала.
10 мл полученного раствора переносят в мерную колбу на 50 мл, добавляют 5 мл раствора азотной кислоты HNO3 и 15 мл раствор окрашивающей смеси, доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.
Через 30 мин. окрашенные испытуемые растворы фотометрируют относительно контрольного (холостого) раствора.
Обработка результатов анализа
Массовую долю фосфора в исследуемой пробе Х, %, вычисляют по формуле
,
где D - оптическая плотность исследуемых образцов;
mN - масса навески, г;
К - коэффициент регрессии.
Расчет содержания фосфора в образце мясокостной муки:
Х =
Расчет содержания фосфора в образце глютена кукурузного:
Х =
Расчет содержания фосфора в образце корма для кошек "Премиум" после первой термической обработки:
Х =
Расчет содержания фосфора в образце корма для кошек "Премиум" после второй термической обработки:
Х =
Данные результатов анализа представлены в таблице 4.
2.3 Определение кислотного числа
ГОСТ 13496.18-85
Проведение испытания
Для определения кислотного числа жира требуется не менее 1,5 г липидов.
В делительную воронку последовательно помещают ватный тампон, фильтр и еще один ватный тампон. Далее туда же помещают навеску анализируемого образца и ставят под нее выпарительную чашку. Приливают диэтиловый эфир небольшими порциями по мере фильтрации.
Завершение экстракции липидов проверяют фильтровальной бумагой путем смачивания вытекающей капли. При отсутствии на фильтровальной бумаге жирового пятна экстракцию считают законченной. Оставляют чашку под вытяжным шкафом и выпаривают эфир путем постоянного помешивания.
Переносят нужное количество липидов в коническую колбу, добавляют 50 мл спирто-эфирной смеси и несколько капель фенолфталеина. Перемешивают тщательным образом до растворения липидов. После чего быстро титруют раствором гидроксида калия КОН 0,1 н. до появления розового окрашивания.
Обработка результатов анализа
Кислотное число жира (Х) в миллиграммах гидроксида калия на 1г жира вычисляют по формуле
,
где 5,611 - массовая доля концентрации КОН в растворе молярной концентрации 0,1 моль/л, мг/мл;
К - коэффициент поправки раствора КОН;
V - объем раствора КОН, пошедшего на титрование образца, мл;
m - масса жира, г.
Расчет кислотного числа в образце мясокостной муки:
Расчет кислотного числа в образце глютена кукурузного:
Расчет кислотного числа в образце корма для кошек "Премиум" после первой термической обработки:
Расчет кислотного числа в образце корма для кошек "Премиум" после второй термической обработки:
Данные результатов анализа представлены в таблице 4.
2.4 Определение перекисного числа
ГОСТ 31485-2012
Проведение испытания
Для определения перекисного числа требуется не менее 1,0 г липидов. Расчет навески образца - глютена кукурузного, мясокостной муки или готового корма, для получения необходимого числа липидов
,
где, X - требуемая навеска корма, г;
m1 - масса липидов необходимая для анализа, г;
m2 - масса образца корма поступившего на анализ, г;
m3 - содержание жира в поступившем образце, г.
В делительную воронку последовательно помещают ватный тампон, фильтр и еще один ватный тампон, далее насыпают навеску анализируемой пробы и ставят под нее выпарительную чашу. Приливают диэтиловый эфир небольшими порциями по мере фильтрации.
Завершение экстракции липидов проверяют фильтровальной бумагой путем смачивания вытекающей капли. При отсутствии на фильтровальной бумаге жирового пятна экстракцию считают законченной.
Чашку помещают с экстрагированными липидами под вытяжной шкаф и выпаривают эфир путем постоянного помешивания.
Переносят нужное количество липидов в коническую колбу.
Определение гидроперекисей
Добавляют 10 мл хлороформа и тщательно перемешивают. Далее приливают 15 мл ледяной уксусной кислоты, 1мл насыщенного раствора KI и сразу закрывают пробкой. Содержимое колбы перемешивают и ставят в темное место на 20 минут.
К 100мл дистиллированной воды добавляют 1 мл раствора крахмала (=1%) и по истечении выдержки этот раствор приливают к содержимому в колбе. Выделившийся йод быстро титруют раствором тиосульфата натрия до исчезновения синей окраски
Обработка результатов анализа
Перекисное число (масса гидроперекисей и пероксидов) Х вычисляют по формуле:
,
где, V - суммарный объем раствора Na2S2O3•5H2O, пошедшего на титрование в рабочем опыте, мл;
V0 - суммарный объем раствора Na2S2O3•5H2O, пошедшего на титрование в контрольном опыте, мл;
mл - масса выделенных липидов, г.
Расчет перекисного числа в образце мясокостной муки:
Расчет перекисного числа в образце глютена кукурузного:
Расчет перекисного числа в образце корма для кошек "Премиум" после первой термической обработки:
Расчет перекисного числа в образце корма для кошек "Премиум" после второй термической обработки:
Данные результатов анализа представлены в таблице 4.
3. Результаты и их обсуждение
Для полноценного питания животных используется корм, в котором содержатся все необходимые питательные вещества, на стадии его изготовления контролируют показатели качества.
В состав корма для кошек марки "Премиум" входят различные компоненты: куриная мясокостная мука, кукурузный глютен, неорганические добавки, содержащие в своем составе кальций Са и фосфор Р. А так же присутствуют компоненты растительного происхождения виде муки крупного помола, содержащие клетчатку: горох, овес, пшеницу, шрот подсолнечный.
Таблица 4.
Качественные показатели исследуемых материалов
|
Исследуемые материалы |
Сырой протеин Спр. % |
Жир, % |
Кальций Са, % |
Фосфор Р, % |
Кислотное число, мг КОН/г |
Перекисное число, ммоль/г |
|
|
Мука мясокостная куриная |
70 |
13 |
1,500 |
1,0 |
20,0 |
0,10 |
|
|
Глютен кукурузный |
57 |
6 |
0,024 |
0,4 |
2,7 |
0,05 |
|
|
Корм для кошек "Премиум" (1-ая термическая обработка) |
31 |
12 |
1,100 |
0,9 |
10,1 |
0,10 |
|
|
Корм для кошек "Премиум" (2-ая термическая обработка) |
36 |
7 |
1,040 |
0,85 |
14,2 |
0,23 |
3.1 Содержание сырого протеина
Определен сырой протеин в образцах мясокостной муки, кукурузного глютена и в образце корма для кошек "Премиум" после термической обработки (экструдирования).
На первой стадии анализа происходит разложение органического вещества серной кислотой при нагревании. Во время минерализации органическое вещество окисляется до углекислого газа и воды, а азот превращается в аммиак, который образует с серной кислотой аммонийную соль. Реакция разложения проходила по следующей схеме:
2 NH3 + H2SO4 > (NH4) 2SO4
Дальше наступает этап перегонки (дистилляции) в водном растворе гидроксида натрия c добавлением борной кислоты. Реакция проходила по схеме:
(NH4) 2SO4 + 2NaOH > 2 NH3H2O + Na2SO4
H3BO3 + NH3 > NH3H3BO3
Дистиллят, в котором образующийся борат, эквивалентен количеству аммиака, титровали 0,2 н. раствором соляной кислоты:
NH3H3BO3 + HCl > NH4Cl + H3BO3
Как показал анализ, содержание сырого протеина в первых двух образцах до термической обработки значительно больше 50%. В готовой же пробе корма содержание сырого протеина снижается до 30%.
В процессе экструдирования происходит удаление излишней влаги, что повышает содержание протеина в готовом продукте. Однако, как видно из данных, представленных в табл.4, происходит снижение сырого протеина. Возможно, снижение показателей связано с многокомпонентным составом корма, куда включаются наряду с мясокостной мукой и кукурузным глютеном компоненты, содержащие клетчатку, что в целом и понижает процентное содержание сырого протеина.
Проведена повторная термическая обработка готовой продукции при температуре 110-160С и нормальном давлении в течение 60 минут. Испытание проведено для исследования влияния температуры на основные качественные показатели.
Как видно из данных, представленных в табл.4 содержание сырого протеина повысилось. Возможно, это связано с дальнейшим удалением влаги из образца продукции.
3.2 Содержание жира
Гравиметрическим методом определено процентное содержание жира в образцах мясокостной муки, кукурузного глютена и в образце корма для кошек "Премиум" после первой (экструдирования) и второй термических обработок.
Как показал анализ, содержание животного жира в образце мясокостной муки в 2 раза превышает содержание растительного жира в образце глютена кукурузного. В готовом продукте содержание общего жира 12%.
Общее содержание жира в исследуемом образце после вторичной термической обработки значительно понизилось (с 12% до 7%). Вероятно, это связано с окислительной деструкцией жиров, в результате чего образуются свободные жирные кислоты.
3.3 Содержание кальция и фосфора
Как показал анализ, процентная концентрация кальция и фосфора в исходном сырье, готовом продукте и в образце, вторично подвергнутом нагреванию, практически не меняется. Представленные данные говорят о том, что термическая обработка не влияет на содержание неорганических компонентов корма.
3.4 Кислотное число
Кислотное число показывает степень разложения липидной фазы. При нагревании жиров происходит деструкция липидной фазы и накопление свободных жирных кислот. Возможные продукты деструкции:
В результате термической деструкции жиров в присутствии кислорода воздуха образуются свободные жирные кислоты, которые далее окисляются до гидроксикислот и гидроперекисей.
Показателем, характеризующим содержание в жирах свободных жирных кислот, является кислотное число (к. ч.). Чем выше кислотное число, тем ниже качество жира, т.е. возрастает концентрация свободных жирных кислот, глицерина, а концентрация липидной фазы в испытуемом образце падает.
Как видно из данных, представленных в табл.4, кислотные числа мясокостной муки и глютена лежат в пределах нормы. Однако, к. ч. мясокостной муки (20 мг КОН/г) примерно в 10 раз выше, чем к. ч. глютена (2,7 мг КОН/г). Это связано с более высокой концентрацией липидной фазы в муке, чем в глютене.
К. ч. готовой продукции 10,1 мг КОН/г, т. е в 2 раза ниже к. ч. исходного сырья. Это связано с включением в корм низколипидных компонентов растительного происхождения, содержащих большое количество клетчатки, которые в целом и понижают к. ч. готовой продукции.
Как видно из данных, представленных в табл.4, к. ч. образца корма, подвергнутого дополнительной термической обработке, возрастает примерно на 50%, что подтверждает увеличение содержания свободных жирных кислот в испытуемой пробе готовой продукции. Однако, показатель к. ч. лежит в пределах допустимого содержания свободных жирных кислот.
3.5 Перекисное число
Перекисное число (п. ч.) - показатель, характеризующий количество первичных продуктов окисления липидов, выраженный в миллимолях активного кислорода в одном килограмме липидов.
Для определения перекисного числа жира применяли йодометрический метод. Для этого рассчитывали количество йода, выделенного из йодистого калия перекисями, содержащимися в 100 г жира.
При взаимодействии жира с водным насыщенным раствором йодистого калия в кислой среде гидроперекиси и перекиси выделяют йод в свободное состояние, который оттитровывают 0,01н. раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала.
Реакция протекает в кислой среде, При этом уксусная кислота взаимодействует с насыщенным раствором йодистого калия с образованием йодистоводородной кислоты.
KI + CH3COOH CH3COOK + HI
Гидроперекиси вступают в реакцию с йодистоводородной кислотой:
Выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата натрия:
I2 + 2Na2S2O3 2NaI + 2Na2S4O6
Все данные, представленные в табл.4, лежат в интервале от 0,10 до 0,23 ммоль/г, что соответствует пределам допустимой нормы (0,01-0,3ммоль/г). Однако наблюдается увеличение значений п. ч. в 2 раза, что свидетельствует о процессе окисления липидов, в результате чего, возможно, образуются первичные продукты - гидроперекиси.
Выводы
1. Подобраны методики определения содержания сырого протеина, жиров, кальция и фосфора, кислотного и перекисного чисел.
2. Определены значения процентного содержания сырого протеина, жиров, кальция и фосфора, кислотного и перекисного чисел и проведен анализ полученных данных.
3. Показано, что процентное содержание сырого протеина падает в среднем на 25%, значения кислотного и перекисного чисел, после второй термической обработки готового продукта растут с 10 до 14 мгКОН/г и с 0,1 до 0,2 ммоль/г соответственно. Процентное содержание жира падает на 5%, а остальные качественные показатели практически не меняются.
4. Показано, что при нагревании происходят процессы окисления готового корма, что приводит к незначительному образованию продуктов деструкции.
Список литературы
1. Кавардаков, В.Я. Экономическое и технологическое состояние животноводства Российской Федерации [Текст]: научная статья / В.Я. Кавардаков, А.Ф. Кайдалов // Вестник Донского государственного аграрного университета. - №2 (16), 2015. - С.12-16.
2. Рядчиков, В.Г. Реакция животных на баланс и имбаланс незаменимых аминокислот - безусловный рефлекс [Текст]: научная статья / В.Г. Рядчиков, С.Л. Полежаев, И.В. Тарабин // Актуальные вопросы в биологии в животноводстве. - Боровск, 2006. - С.87-89.
3. В.Н. Канюков, А.Д. Стрекаловская, Т.А. Санеева. Белки и липиды. Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ОГУ, 2012. - 122с.
4. Хохрин С.Н. Кормление собак и кошек. - М: "КолосС". 2006. - 248с.
5. Грандберг И.И. Органическая химия. - М: Дрофа. - 2001.
6. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. - М.: Медицина 2008.271-413 с.
7. Рядчиков, В.Г. Производство и рациональное использование белка [Текст]: научная статья / В.Г. Рядчиков // Аминокислотное питание животных и проблема белковых ресурсов кормопроизводства. - Краснодар, 2005. - С.17-70
8. Комов В.П., Шведова В.Н. Биохимия. - М: "Дрофа", 2008. - 638с.
9. Яновая С.М. Химия жиров. - М.: Издательство "НОРМА", 2002.
10. Мухина, Н.В. Корма и биологические активные кормовые добавки для животных [Текст]: монография / Н.В. Мухина, А.В. Смирнова, З.Н. Черкан, И.В. Талалаева. - М.: Колос, 2008. - 278 с.
11. Скопичев, В.Г. Частная физиология собак и кошек [Текст]: монография / В.Г. Скопичев., Т.А. Эйсымонт, Л. Карпенко. М.: Колос. 2008. - 462 с.
12. Сницарь, А.И. Кормовые добавки для собак [Текст]: научная статья / А.И. Сницарь, Э.В. Бесланеев, К.Н. Сон // Хранение и переработка сельхозсырья. 2001, № 5. - С.54-56.
13. ГОСТ 13496.4-93
14. ГОСТ 13496.15-97
15. ГОСТ 26570-95
16. ГОСТ 26657-97
17. ГОСТ 13496.18-85
18. ГОСТ 31485-2012
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие о протеине и его значение для животных. Протеиновая питательность кормов, качество протеина. Питательная ценность протеина для жвачных и моногастричных животных. Доступность и усвоение аминокислот. Решение протеиновой проблемы в животноводстве.
реферат [32,1 K], добавлен 11.12.2011Значение протеина в кормлении животных. Применение углеводов в рационе кормления. Значение жиров для жизнедеятельности животных. Основная функция жира - аккумуляция энергии в организме, жир как источник тепла, биологический катализатор обмена веществ.
реферат [17,9 K], добавлен 25.10.2009Определение значения протеина для организма животного. Роль жиров и углеводов в питании сельскохозяйственных животных. Корма, используемые в рационах коров. Зимнее содержание и кормление дойных коров. Содержание, кормление, разведение коров и свиней.
контрольная работа [90,1 K], добавлен 08.01.2011Исследование понятия питательности корма, современной схемы зооанализа растительных, природных кормов. Характеристика роли питьевой воды, углеводов и липидов в питании домашних животных. Анализ заболеваний, возникающих при нарушениях углеводного обмена.
реферат [24,3 K], добавлен 11.12.2011Биологическая роль липидов. Препараты и добавки, устраняющие недостаток данных веществ в организме животных. Виды кормов, дозировка и нормы их скармливания. Влияние сбалансированного кормления на состояние здоровья и производственные функции животных.
курсовая работа [34,7 K], добавлен 29.04.2014Организация рационального и полноценного кормления животных. Качество скармливаемого животному протеина. Расход кормов на производство продукции. Процесс обработки кормов аммиаком для повышения в них содержания азота. Аммиачная вода.
реферат [10,8 K], добавлен 19.11.2006Способы использования жмыхов масличных культур, полученных из сортов сибирской селекции. Значение соевого, подсолнечникового, рапсового, сафлорового шрота в рационах КРС. Шроты, как источник дополнительного протеина для свиней и крупного рогатого скота.
реферат [34,5 K], добавлен 26.10.2010Баланс содержания обменной энергии, сырого протеина, сырой клетчатки, витаминов, минеральных веществ, микроэлементов в рационе. Характеристика кормов по питательной ценности. Кормление яичных кур, их посезонный рацион, дневной рацион цыплят яичных пород.
курсовая работа [50,0 K], добавлен 24.01.2009Определение времени одомашнивания, содержания и снабжения кормом мелких домашних животных и крупного рогатого скота в странах Передней Азии и Средней Европы. Дикие предки домашних собак, свиней, овец, коз, коров, лошадей, ослов, курей, гусей и голубей.
реферат [28,8 K], добавлен 30.06.2011Ознакомление с патогенезом, клиническими признаками, течением и основными симптомами бешенства у домашних и диких теплокровных животных. Изучение патологоанатомических изменений организма. Дифференциальная диагностика, лечение и профилактика заболевания.
реферат [24,2 K], добавлен 07.12.2011
