Приготування 20 %-го розчину натрію сульфату. 20 г натрію сульфату зважують з похибкою не більше 0,1 г, розчиняють у дистильованій воді в мірній колбі місткістю 100 см³, доводять об'єм до мітки водою і перемішують.

Приготування розчину соляної кислоти. 20 г соляної кислоти розчиняють в 100 см³ дистильованої води.

Приготування розчину індикатора метиленового голубого. 1 г індикатора розчиняють в дистильованій воді в мірній колбі місткістю 100 см³, доводять об'єм до мітки водою і перемішують.

Встановлення поправочного коефіцієнта до титру суміші розчинів Фелінга. Сахарозу, ч.д.а., або цукор - рафінад, подрібнений до порошку, витримують протягом 2-3 днів в ексикаторі над кальцію хлоридом.

Відбирають наважку сахарози 2,0-2,5 г, зважену з похибкою не більшою 0,0005 г, поміщають у мірну колбу місткістю 250 см³ і розчиняють у 50 см³ дистильованої води. Після розчинення сахарози в колбу додають 3 см³ соляної кислоти (густина 1,19 г/см³) і проводять інверсію сахарози протягом 5 хв у водяній бані при температурі 67-70 ⁰С. Після цього вміст колби охолоджують, об'єм доводять до мітки дистильованою водою і перемішують.

Розчин інвертного цукру в кислому середовищі може зберігатися протягом місяця.

Для встановлення титру розчину Фелінга 50 см³ отриманого цукрового розчину поміщають у мірну колбу місткістю 200 см³, додають 1-2 краплі фенолфталеїну, нейтралізують до слаболужної реакції розчином гідрооксиду натрію і об'єм колби доводять до мітки дистильованою водою. Приготовлений розчин наливають у бюретку.

У конічну колбу місткістю 100 см³ вносять по 5 см³ розчинів Фелінга І і ІІ і приливають з бюретки 9 см³ розчину цукру. Суміш збовтують, доводять до кипіння і кип'ятять рівно 2 хв. Потім вносять 2-3 краплі розчину метиленового голубого і, не припиняючи кип'ятіння, додають по краплях із бюретки розчин інвертного цукру до зникнення синього забарвлення рідини.

Перше титрувань вважають орієнтовним, у наступні два проводять більш точніше і результати використовують для розрахунку. Титр розчинів Фелінга встановлюють не менше, ніж по двох наважках сахарози.

За результат визначення приймають середнє арифметичне результатів паралельних титрування, допустима розбіжність між якими не повинна перевищувати 0,05 см³.

Поправочний коефіцієнт до титру розчинів Фелінга (К) розраховують за формулою (1)

K = V ґ a, (1)

250

де V - об'єм розчину інвертного цукру, витрачений на титрування, см³; а - наважка сахарози, г;

250 - об'єм модельного розчину сахарози, см³.

Приклад. Приготовлено модельний розчин сахарози концентрацією 2,5 в 250 см³ водного розчину. На титрування Елінгової рідини витрачено 9,8 см³ інвертного розчину. Титр розчинів Фелінга становить:

K = 9.8 ґ 2.5 = 0.098

250

Хід аналізу

Для визначення загального цукру у свіжій плодово-ягідній сировині використовують фільтрат водної витяжки, отриманий від дигестії при визначенні розчинних сухих речовин.

Цукри легко розчиняються у воді. Якщо досліджувану пробу подрібнити і залити дистильованою водою, то цукри, які знаходяться в продукті можна повністю виділити із наважки у вигляді водної витяжки.

Хід проведення роботи

Метод настоювання холодною водою. Цим методом із подрібненого продукту екстрагують цукри одноразовим настоюванням на дистильованій воді при кімнатній температурі. Для цього беруть 100 г плодоовочевої продукції і через лійку її повністю переносять за допомогою дистильованої води в мірну колбу з притертою пробкою. Ємкість застосованої при цьому мірної колби залежить від вмісту цукрів у досліджуваній пробі і коливається від 100 до 500 см³ при цьому об'єм води повинен бути не більше 2/3 об'єму взятої колби. Після ретельного перемішування, коли це потрібно, вміст колби нейтралізують содою (СаСО₃) по лакмусу. Для цього в колбу занурюють лакмусовий папір і витяжку обережно нейтралізують 15 %-м розчином NaHCO₃ до легкого посиніння лакмусового паперу. Перш ніж приступити до безпосереднього аналізу необхідно із досліджуваної наважки відокремити білкові, дубильні і фарбуючі речовини. При цьому відбувається освітлення досліджуваної витяжки і розчинів.

Освітлення витяжки і приготування фільтру.

Як правило для освітлення використовують свинцеві солі оцтової кислоти. Після освітлення розчину необхідно із нього виділити надлишок свинцю. З цією метою застосовують насичений розчин Na₂SO₄ або розчин Na₂НРO₄.

До одержаної нейтральної витяжки по краплях доливають свинцевий реактив до закінчення утворення творожистого осаду. Після цього перевіряють реакцію розчину і, коли це потрібно, нейтралізують содою або оцтовою кислотою. Колбу доливають дистильованою водою до мітки, перемішують і залишають для повного виділення нерозчинних сполук свинцю з білковими, дубильними, фарбуючими, пектиновими та іншими сполуками речовини. Після 1-2 год розчин фільтрують через сухий складчастий фільтр у суху колбу. Одержаний фільтрат вміщує надлишок свинцевої солі, для виділення якої піпеткою беруть 50 -100 см³ фільтрату і переносять його в другу колбу місткістю 100-200 см³, куди обережно, по краплях, додають розчин Na₂SO₄ або Na₂НРO₄ до закінчення утворення білого осаду PbSO₄ або розчин Pb₃ (РO₄)₂. Після закінчена виділення свинцевих солей вміст колби доливають дистильованою водою до мітки і після 20 хв фільтрують через сухий складчастий фільтр.

Щоб не проводити додаткової фільтрації, і тим самим прискорити освітлення витяжки, її можна приготувати в одній колбі. В цьому випадку мірну колбу беруть місткістю 500 см³. Витяжку готують так: після осадження фарбуючих, дубильних і білкових речовин свинцевим реактивом, вміст колби збовтують і залишають на 30-40 хв. Після цього терміну виділення надлишку свинцю проводять в тій же колбі, так само як і після фільтрації в другій колбі.

Перед визначенням цукру проводять інверсію

Інверсія

Дві паралельні проби фільтрату по 50 мл переносять у мірні колби об'ємом 100 см³ і ставлять в нагріту водяну баню. Одночасно туди ж поміщають контрольну колбу з 50 см³ води і термометром.

Після досягнення в контрольній колбі температури 60°С колби виймають і за допомогою мірного циліндра або піпетки додають в них по 3 см³ соляної кислоти густиною 1,19 г/см³ або 5,5 см³ 20 %-ї.

Потім колби знову занурюють у гарячу водяну баню і витримують 8 хв за температури 68...70 °С, відлік часу ведуть з моменту досягнення такої температури в контрольній колбі.

Вийняті колби швидко охолоджують, рідину в них нейтралізують насиченим розчином натрію вуглекислого або розчином натрію їдкого за метиловим червоним (метиловим оранжевим) до переходу червоного забарвлення розчину в золотисте або жовтувате (реакція розчину має бути нейтральною або слабкокислою).

Багаторазовим збовтуванням вивільняють розчин від вуглекислого газу, який виділяється при нейтралізації содою, доводять до мітки водою і добре перемішують (у разі отримання мутних розчинів вміст колби фільтрують).

Отриманий після інверсії розчин містить тільки моноцукри і використовується для визначення інвертованого цукру.

Визначення інвертного цукру

Вміст інвертного цукру визначають з фелінговою рідиною і розчином метиленового голубого.

У конічну колбу місткістю 200 см³ вносять по 10 см³ розчинів Фелінга І і ІІ та інвертного цукру. Суміш нагрівають до кипіння. Підігрів регулюють так, щоб кипіння настало не пізніше, ніж через 2 хв. Помічають час закипання і починають титрування розчином інвертного цукру, не припиняючи кипіння рідини в колбі. Незадовго до кінця титрування, коли синє забарвлення суміші знебарвиться, додають 3-5 крапель розчину метиленового голубого. При цьому розчин забарвлюється в яскраво - синій колір. Не припиняючи кип'ятіння, продовжують приливати розчин інвертного цукру по краплях дотих пір, поки колір киплячої рідини не зміниться на червоний або оранжевий.

Тривалість кипіння рідини в колбі протягом всього титрування не повинна перевищувати 3-х хв. Після цього відмічають об'єм витраченого на титрування цукрового розчину. Потім проводять повторне титрування.

При повторному визначенні до суміші розчинів Фелінга І та ІІ перд нагріванням додають на 0,05-1,0 см³ менше інвертного цукрового розчину, ніж при першому титруванні.

Рідину в колбі кип'ятять протягом 2-х хв і, не припиняючи кип'ятіння, додають 3-5 крапель розчину метиленового голубого.

Потім починають приливати із бюретки по 2-3 краплі досліджуваного розчину цукру, продовжуючи кип'ятіння протягом 2-3 с після кожного додавання розчину цукру. Цукровий розчин додають по краплях до зникнення синього кольору і появи червоного або оранжевого.

Після закінчення титрування відмічають об'єм розчину цукру, витрачений на титрування, і додають цю величину до того об'єму розчину цукру, який був доданий до розчинів Фелінга до кип'ятіння.

Таким чином визначають загальний об'єм досліджуваного цукрового розчину, витраченого на відновлення оксиду міді (ІІ).

Масову частку загального цукру, в %, розраховують за формулою (1)

C = K ґ V ґ V1 ґ 100,

V2 ґ V3 ґ a (1)

де К - поправочний коефіцієнт до розчинів Фелінга;

V - об'єм фільтру, отриманий після дистиляції, см³; V₁ - об'єм розчину інвертного цукру, см³;

V₂ - об'єм цукрового розчину, витрачений на титрування і доданий до реакційної суміші, см³;

V₃ - об'єм фільтру, взятий на інверсію, см³; 100 - коефіцієнт перерахунку у відсотки;

a - наважка сировини, взята на дигестацію, г;

Оскільки на проведення дигестції відбирають 100 г плодово-ягідної сировини, то об'єм фільтрату після дигестції в середньому становить 494 см³, а об'єм осаду - 6 см³.

На інверсію відбирають 50 см³ розчину, який розводять дистильованою водою до 100 см³. Підставляючи отримані значення у формулу (1), проводять необхідні скорочення, отримують спрощену формулу для розрахунку вмісту цукру в плодово-ягідній сировині, в %

С = К ґ 100 ґ 494 ґ 100 = 988 Ч К (2)

V₂ ґ 50 ґ 100 V₂

При визначенні вмісту цукру в кісточкових плодах розрахунок проводять за формулою (3)

С = К ґ (100 - в) ґ 988 (3) 100 ЧV2

Примітки:

1. У випадку визначення вмісту цукру в темнозабарвлених розчинах проводять їх знебарвлення, для чого після нейтралізації розчином бікарбонату натрію додають 5 см³ розчину оцтовокислого свинцю і ретельно перемішують. Осаду дають відстоятись і перевіряють повноту осідання обережним приливанням по стінці колби фосфату натрію. Потім у колбу додають 10 см³ насиченого розчину сульфату натрію, після взбовтування осаду дають відстоятися і фільтрують його крізь складчастий фільтр. Фільтрат використовують для визначення інвертного цукру.

2. Кількість сахарози в сировині визначають за різницею між вмістом інвертного цукру до і після інверсії. Отриману різницю помножують на 0,95, оскільки 1 г інвертного цукру відповідає 0,95 г сахарози.

Приклад.

Визначено вміст цукру в яблуках. На проведення дигесції взято 100 г яблук. На проведення інверсії відібрано 50см³ фільтрату.

Фільтр Елінгової рідини дорівнює К = 0,098.

На титрування витрачено 11,25 см³ інвертного цукрового розчину з врахуванням доданого в реакційну суміш. Масова частка загального цукру становить:

С = 988 ґ 0,098 = 8,60%

11,25

Фотоелектроколориметричний метод визначення цукру

Метод оснований на гідролізі сахарози в дуже кислому середовищі з утворенням моносахаридів із наступною дегідратацією та утворенням оксиметилфурфуролу, який, вступаючи в реакцію з антроном, утворює комплексну сполуку синьо-зеленого кольору.

Інтенсивність забарвлення пропорційна вмісту цукру в аналізованому матеріалі.

Апаратура, матеріали, реактиви.

Фотоелектроколориметр з довжиною світової хвилі 590 нм і кюветами товщиною 3 мм, водяна баня, електроплитка. Посуд скляний лабораторний мірний: колби місткістю 100, 200, 250 см³, піпетки місткістю 2 см³ з ціною поділки 0,02 см³ і 10 см³ з ціною поділки 0,1 см³. Пробірки місткістю 15-26 см³ з пришліфованими пробками. Антрон (х, ч), концентрована сірчана кислота (ос.ч. або х.ч.), дистильована вода, сахароза (х.ч. або ч.д.а.).

Підготовка до аналізу. Приготування 0,2 %-го розчину антрону в концентрованій сірчаній кислоті. 0,9175 г антрону поміщають у мірну колбу місткістю 250 см³, приливають 100 -150 см³ концентрованої сірчаної кислоти, що витримує пробу Саваля (відносна густина 1,830), перемішують до повного розчинення антрону, об'єм доводять до мітки сірчаною кислотою. Приготовлений розчин витримують протягом 4 год у темному місці. Зберігають розчин антрону при температурі +4 - 6 ⁰С. Для аналізу отриманий розчин можна використовувати протягом 12-15 діб.

Визначення коефіцієнта екстинції. Перед проведенням аналізу обчислюють коефіцієнт екстинції для кожного фотоелектроколориметрично- го методу за формулою (4)

К = С,

D ( 4)

де С - масова концентрація сахарози в аналізованому розчині, г/100 см³.

D - оптична густина аналізованого розчину.

Для визначення оптичної густини проводять колориметричну реакцію модельних розчинів з розчином антрону.

Для цього 0,2 г сахарози зважують з похибкою не більше 0,0001 г, переносять у мірну колбу місткістю 250см³, розчиняють у дистильованій воді, об'єм доводять до мітки. Після перемішування проводять розведення отриманого розчину, для чого відбирають 8 см³ основного розчину, поміщають у мірну колбу місткістю 100см³ і доводять об'єм до мітки дистильованою водою. Отриманий розчин використовують для аналізу, проводять 5-6 паралельних визначень.

У 5-6 пробірок з пришліфованими пробками вносять по 5 см³ розчину антрону, обережно по стінці пробірки приливають по 2,5 см³ розчину сахарози, не допускаючи змішування обох розчинів.

Паралельно готують контрольний розчин, доливаючи до 5 см³ розчину антрону 2,5 см³ дистильованої води.

Пробірки закривають пробками, вміст енергійно перемішують і поміщають у киплячу водяну баню на 6 хв.

Потім розчин швидко охолоджують у проточній холодній воді або в воді з льодом і вимірюють інтенсивність забарвлення на фотоелектроколориметрі при довжині світлової хвилі 590 нм у кюветах товщиною 3 мм за інструкцією, яка додається до прикладу.

За результат аналізу приймають середнє арифметичне визначень 5-6 операцій.

При дотриманні вище названих умов розведення значення оптичної густини повинно дорівнювати 0,420.

Проведення аналізу. Для визначення вмісту цукру використовують фільтрат водної витяжки.

Якщо на дигестцію було взято 50 г плодово-ягідної сировини, то на визначення вмісту цукру відбирають 2 см³ фільтрату, а якщо 100 г - то 1 см³.

Пробу поміщають у колбу місткістю 100 см³ і об'єм доводять до мітки дистильованою водою.

Вміст колби перемішують, при необхідності фільтрують і використовують для аналізу. Аналіз проводять за методикою, що викладена вище для модельних розчинів сахарози.

Вміст цукру, г/100 см³, у плодово-ягідній сировині без кісточок розраховують за формулою (5)

C = K Ч D Ч n,

1000 (5)

де К - коефіцієнт екстинкції для конкретного фотоелектроколориметра, визначений експериментально;

D - оптична густина;

n - коефіцієнт розведення;

1000 - коефіцієнт перерахунку мг в г.

При визначенні цукру в кісточкових плодах розрахунок здійснюють за формулою (6)

c = K Ч D(100 - b),

1000 Ч100

де b - вміст кісточок в плодах, %.

Якщо на дигестцію брали 100 г сировини і від фільтрату відібрали

1 см³, то коефіцієнт розведення дорівнює:

n = 494 Ч100 = 494.

1Ч100

Якщо на дигестцію брали 50 г сировини і від фільтрату відібрали 2см³, то коефіцієнт розведення становить:

n = 497 Ч100 = 497,

2 Ч 50

де 494 і 497 - об'єм розчинів з врахуванням об'єму, що займає осад.

Приклад. На дигестцію відібрали 50 г вишні. Після проведення колориметричної реакції отримали оптичну густину 0,520. Вміст кісточок у вишні - 7,8 %. Коефіцієнт екстинкції К=19,6.

Вміст загального цукру дорівнює:

C = 19,6 Ч 497 Ч 0,520 Ч--(100 - 7,8)--= 4,67%.

1000 Ч100

Визначення вмісту цукру ціанамідним методом

Найпростішим способом кількісного визначення цукрів є ціанамідний метод. Метод оснований на здатності інвертних моноцукрів відновлювати в лужному середовищі залізосинеродистий калій (червону кров'яну сіль) в залізостосинеродистий калій (жовту кров'яну сіль).

2 К₃[Fe(CN)₆] + C₆H₁₂O₆ + 3KOH > 2 К₄[Fe(CN)₆] + C₆H₁₁O₇K + 2H₂O.

Реакцію проводять, використовуючи в присутності індикатор - метилову синь. Як тільки відновиться весь К₃[Fe(CN)₆], а його беруть певну кількість, так додавання порції інвертного цукру відновлює метиленову синь у безколірну сполуку. Перехід забарвлення свідчить про закінчення реакції. Оскільки реакція зворотна, то після охолодження розчину метилова синь знову забарвлюється і надає рідині синьо-фіолетового кольору, але це уже не приймають до уваги.

Хід аналізу. Із подрібненої і ретельно перемішаної проби беруть (у попередньо зважену склянку (чашку)) наважку 20 г і без втрат переносить у мірну колбу на 200 см³, змиваючи кілька разів посуд дистильованою водою. Колба повинна бути заповнена наполовину. Збовтують вміст і проводять нейтралізацію для плодів з кислим клітинним соком (ягід, помідорів, щавлю, солоно-квашених, маринованих продуктів тощо). При аналізі капусти, моркви, баштанних й інших монокислотних овочів нейтралізацію можна не проводити. В колбу опускають кусочок лакмусового паперу і додають малими порціями 10-15 %-й розчин лугу або соди до ледь помітного посиніння лакмусового паперу. Занурюють у колбу з вмістом термометр і нагрівають колбу на водяній бані протягом 30 хв при температурі 80 ⁰С, періодично помішуючи. Прогрівання витяжки проводиться для того, щоб цукри які є в продукті, перейшли в розчин.

Колбу знімають з бані, виймають термометр, змивають його дистильованою водою, вміст колби охолоджують до кімнатної температури.

Після цього приступають до освітлення витяжки. Освітлити витяжку означає видалити із розчину дубильні, пектинові, білкові і ряд інших речовин, присутність яких може заважати точності визначення цукру. Для осадження вказаних речовин у колбу з досліджуваною витяжкою додають невелику порцію розчину свинцю оцтовокислого, краще по краплях. Про надлишок оцтовокислого свинцю свідчить утворення “хмарки” на поверхні розчину.

Добре перемішують вміст колби і залишають на 15 хв, періодично збовтуючи. Потім видаляють надлишок оцтовокислого свинцю, осаджуючи його розчином натрію сірчанокислого або фосфорнокислого. Щоб запобігти надлишку осаджувача, натрій сіркокислий вносять краплями і, так само, як при осаджуванні оцтовокислим свинцем, кожного разу при цьому добре збовтують витяжку і випробовують її на помутніння від одної краплі осаджувача. Якщо розчин над осадом більше не мутніє від внесення краплі сіркокислого натрію, то можна вважати, що внесений надлишок свинцю осаджений, а процес освітлення витяжки закінчений. У колбу доливають до мітки дистильовану воду, добре збовтують, дають осісти осаду і фільтрують через складчастий фільтр. В одержаному фільтраті (розчин А) визначають редуковані цукри, а після інверсії - суму цукрів.

Інвертні цукри визначають так. Розчин А наливають у бюретку. В дві малі конічні колбочки вносять по 10 см³ чи 20 см³ 1 % - го розчину [Fe(CN)₆] точною піпеткою по 2,5 см³ чи 5 см³ 2,5н розчину КОН або NаОН. Вміст першої колби доводять до кипіння на електричній плитці або газовій горілці, додають краплю 1 %-го розчину метилової сині і, не зупиняючи кипіння, титрують із бюретки розчином А до зникнення синього забарвлення. Після приблизного титрування титрують другу колбу.

До залізосинеродистого калію і лугу спочатку додають із бюретки розчин А на 1-0,5 мл менше, ніж пішло на перше титрування, потім нагрівають до кипіння, кип'ятять 1 хв, прибавляють краплю метиленової сині, зменшують ступінь нагрівання і потім додають по краплях із бюретки розчин А до зникнення синього забарвлення. Кипіння в колбі не зупиняють протягом всього визначення.

Вміст інвертних цукрів (глюкоза + фруктоза) розраховують за формулою

K--= T (10,06 + 0,0175a) ґ c,%,

a ґ n ґ 10

де а- кількість розчину А, який пішов на титрування (мл); Т- поправка по титру 1 %-го розчину К₃[Fe(CN)₆];

с - об'єм витяжки (мл); н - наважка (г).

У випадку, коли вміст інвертних цукрів у розчині А великий і на титрування витрачається мала кількість його, застосовують інші об'єми реактивів. У колби для титрування вносять по 20 мл 1 %-го розчину К₃[Fe(CN)₆] і по 5 мл 2,5н розчину КОН або NаОН. У цьому випадку розрахунок ведуть за формулою

C--=--T(20,12 + 0,035a) ґ c,%

a ґ n ґ 10

Для визначення вмісту сахарози, а потім суми цукрів проводять інверсію сахарози в розчині А. Беруть піпеткою 50 мл розчину А, переносять його в мірну колбу на 100 см³, додають туди 3 мл НСl питомої ваги 1,19, занурюють у колбу термометр і нагрівають вміст колби на водяній бані протягом 8 хв при температурі 68 -70 ⁰С, після чого виймають термометр, споліскують його над колбою невеликою кількістю дистильованої води, колбу швидко охолоджують до кліматичної температури водопровідною водою. Потім розчин нейтралізують сухою содою (Nа₂СО₃). Додають її дуже обережно, невеликими порціями, щоб запобігти бурхливого пінення і викидання розчину із колби. Нейтралізацію закінчують, коли перестануть виділятися пухирці вуглекислого газу. Після цього в мірну колбу додають до мітки дистильовану воду. Якщо при нейтралізації випадає осадок, то його відфільтровують.

В одержаному розчині В визначають вміст сахарози, а потім суму цукрів. Суму цукрів у розчині В визначають тим же способом, що і при визначенні інвертних цукрів, але при розрахунку приймають до уваги додаткове розведення. Оскільки для інверсії брали 50 мл розчину А, а потім об'єм доводили до 100 мл (розчин В), тобто розводили початковий розчин у 2 рази. То за приведеними вище формулами для інвертних цукрів вміст суми їх (глюкоза + фруктоза + інвертний цукор, який утворився після інверсії сахарози) вираховується множенням результату на два.

Оскільки згідно з рівнянням інверсії один грам інвертного цукру утворюється 0,95 г сахарози і 0,05 г води, то вміст сахарози буде відповідати: (сума цукрів - інвертні цукри) * 0,95%.

Таким чином визначений вміст:

1) інвертних цукрів (глюкоза + фруктоза);

2) суми цукрів (глюкоза + фруктоза + інвертний цукор);

3) неінвертних цукрів (сахарози);

4) дійсної суми цукрів (глюкоза + фруктоза + сахароза).

Прилади і обладнання: ваги, мірні колби на 100 і 200 см³, конічні колби, лабораторні склянки, бюретки, термометр, секундомір, електрична плитка, водяна баня, азбестова сітка.

Реактиви: 1 %-й розчин К₃[Fe(CN)₆], 2,5 н розчин КОН або NаОН, НСІ, питома вага 1,19, 10 -15 % розчин КОН або NаОН, СаСО₃, розчин сірчанокислого або фосфорнокислого натрію, оцтовокислий свинець, метилова синь, дистильована вода, лакмусовий папір.

Підготовка реактивів.

1 %-й розчин залізосинеродистого калію перевіряють на точність, визначають поправку (К). Для цього в конічну колбу з притертою чи каучуковою пробкою відбирають піпеткою 50 мл 1 %-го розчину залізосинеродистого калію, додають 20 мл 10 %-го розчину сірчанокислого цинку, що не містить заліза та 20 мл 20 %-го розчину йодистого калію, що не містить вільного йоду. Вміст збовтують і зразу ж титрують йод, що виділяється 0,1н розчином тіосульфату при додаванні крохмалю. Поправку (К) вираховують до четвертого знака за формулою:

K = V ґ 0,3291,

0,5

де V - об'єм точно 0,1н розчину тіосульфату, який вибраний на титрування йоду, мл;

0,3291 - кількість залазосинеродистого калію в мл розчину, г.

Приготування 2,5 н розчину їдкого натру. Спочатку готують 45 %-й розчин натрію їдкого і залишають на 10 днів. Потім з цього розчину готують

11 %-й розчин. Точність розчину перевіряють титруванням 1н розчином сірчаної кислоти в присутності індикатора метилен рожевого: на 10 мл

11 %-го розчину лугу повинно витратитись 25 мл 1н розчину сірчаної кислоти (чи соляної кислоти).

Для приготування розчину оцтовокислого свинцю беруть 300 г оцтовосвинцевої солі, 50 г окису свинцю (глети) і 50 мл води, розмішують, нагрівають, знову розмішують, додають 950 мл гарячої води при помішуванні і залишають на 12 год у теплому місці, після чого фільтрують і зберігають у закупореному темному посуді.

Визначення масової частки клітковини

Клітковина - полісахарид, який складає основну масу стінок плодів та овочів, вона міститься в усіх плодових культурах у кількості 0,2-3 %. З вмістом клітковини пов'язують стійкість плодів до механічних пошкоджень.

Клітковина - найстійкіший вуглевод, який практично не розкладається і не окислюється.

Хід виконання роботи. Беруть наважку 1 г подрібненого продукту і переносять у колбу місткістю 75 см³, потім обережно вносять 16,5 см³ суміші кислоти (15 см³ 80 % оцтової та 1,5 см³ азотної кислоти (щільність - 1,140 г/см³), при цьому змивають і залишки наважки, що прилипли до стінок. Колбу закривають притертою трубкою довжиною 60-70 см, яка є холодильником і починають нагрівати на електроплитці. Щоб запобігти пригоранню речовини на стінках колби, на нагрівальний прилад кладуть шар азбесту з невеликим отвором, підведеним під дно колби. Поступово нагрівають, доводять до кипіння і кип'ятять 30 хв.

У випадку, якщо об'єктом досліджень є овочі з високим вмістом води, колбу з наважкою занурюють у киплячу водяну баню на 1,5-2 год, рівень води в бані має бути вище рівня речовини в колбі. До підсушеної таким чином речовини вносять 16,5 см³ суміші кислот, а потім колбу нагрівають на електроплитці.

Після 30-хвилинного кипіння вміст колби зливають у доведений до постійної маси тигель Гуча з азбестовим фільтром чи на паперовий беззольний фільтр. Колбу змивають 3-4 рази гарячою дистильованою водою, потім колбу 3-4 рази ополіскують гарячою сумішшю кислот і виливають суміш на фільтр з клітковиною.

Промивають клітковину на фільтрі гарячою водою, доти, доки не зникне запах оцтової кислоти. Фільтр з клітковиною змочують 2 см³ спирту, після його стікання тигель до країв заповнюють ефіром.

Після того, як ефір відфільтрується, тигель з фільтром підсушують у сушильній шафі при температурі 60-80 °С (можна залишити тиглі на ніч у сушильній шафі). Тиглі з клітковиною висушують до постійної маси при температурі 105 °С.

Масову частку клітковини вираховують з точністю до 0,01% за формулою

X = b ґ 100,

a

де Х - кількість клітковини, %;

а - наважка досліджуваної речовини, г; в -- маса отриманої клітковини, г.

Масова частка клітковини в процентах до абсолютно сухої речовини визначається за формулою

M = b ґ 100 ґ

a

100 , 100 - y

де у - масова частка води в досліджуваній речовині, %.

Прилади та обладнання: колба місткістю 75 см³ з відтягнутим дном і притертою трубкою довжиною 60-70 см; тиглі Гуча з азбестовим фільтром; паперові беззольні фільтри; електроплитка; сушильна шафа.

Реактиви: 80 %-на оцтова кислота; азотна кислота; 96° етиловий спирт; ефір.

Визначення вмісту аскорбінової кислоти (вітаміну С)

Аскорбінова кислота в організмі людини бере участь в окисно- відновних процесах, що відбуваються в клітинах, тому нестача її призводить до тяжких захворювань. Аскорбінова кислота розчинна у воді. У великій кількості вона знаходиться в ягодах (актинідії, смородині, суниці), плодах, овочах (перці, зеленних овочах). Є чутливою до кисню та нагрівання. Метод визначення аскорбінової кислоти базується на її редукуючих властивостях. Розчин 2,6 - дихлорфеноліндофенолу (синього забарвлення) відновлюється в незабарвлену сполуку аскорбіновою кислотою.

При взаємодії з індикатором 2,6-дихлоріндофенолом або з йодом, аскорбінова кислота відновлює (знебарвлює її розчин, при цьому вона сама окислюється, перетворюючись у дегідроаскорбінову кислоту.

Хід роботи. Наважку подрібненої плодоовочевої продукції масою 5-10 г (залежно від вмісту аскорбінової кислоти) поміщають у порцелянову ступку, доливають 20 мл 1 %-го розчину соляної кислоти (НСI) і розтирають не більше 10 хв (для запобігання інактивації вітаміну С). При потребі можна розтирати з товченим склом або кварцовим піском.

Розтерту масу кількісно переносять у мірну колбу на 100 мл за допомогою 2 %-го розчину метафосфорної кислоти. Соляна кислота вилучає вільну і зв'язану кислоту з протоплазми клітин, а метафосфорна - вільну кислоту і підвищує стійкість аскорбінової кислоти в екстрактах. Ступку і пестик споліскують кілька раз метафосфорною кислотою і виливають її в мірну колбу, доводячи до мітки, закривають пробкою, добре перемішують і залишають на 10 хв, фільтрують.

По 5-10 мл фільтрату приливають у круглодонні колби і титрують з мікробюретки 0,001 н розчином 2,6-дихлорфеноліндофенолу до появи рожевого забарвлення, яке не зникає протягом однієї хвилини.

Для більш точного визначення необхідно провести контрольне тарування. Для цього в мірну колбу місткістю 100 мл приливають 20 мл 2 % - го розчину соляної кислоти і доводять об'єм до мітки 2 %-м розчином метафосфорної кислоти. 5-10 мл отриманого розчину титрують, як і досліджуваний розчин, до появи рожевого забарвлення. Результат титрування суміші кислот віднімають від даних титрування досліджуваних зразків.

Коли визначення аскорбінової кислоти проводять у забарвлених витяжках, то до 5-10 мл фільтрату додають 2-3 мл дихлоретану, який нерозчинний у воді і залишається на дні колби. Титрують, як описано вище. Розчин при титруванні періодично злегка збовтують.

Поява рожевого забарвлення дихлоретану, що відстоюється на дні колби, свідчить про закінчення титрування.

Вміст аскорбінової кислоти в сировині виражають у мг% і вираховують за формулою

X = 100 Ч A Ч T Ч B,

b Ч a

де Х - мг % вітаміну С;

А - кількість фарби, яка пішла на титрування екстракту;

Т - міліграм-титр фарби, що вираховується за аскорбіновою кислотою; В - об'єм витяжки, одержаний з наважки, см³;

в - кількість фільтрату, взятого на титрування, см³;

а - наважка досліджуваного зразка, г.

Допустима різниця між паралельними визначеннями для картоплі, редиски, цибулі, редьки - 10 %, якщо вирахуваний процент вітаміну С прийняти за 100, для інших культур - 5 %.

Приклад розрахунку: Наважка помідор -10г, витяжку довели до 100 см³, аскорбінову кислоту визначили в 10 мл, на титрування пішло 1,29 мл фарби з міліграм-титром 0,1081.

мг%вітамінуС = 100 Ч1,29 Ч 0,1081 Ч100 = 13,3мг%.

10 Ч 10

Форма запису в журналі

Прилади і обладнання: мікробюретки, піпетки, лійки, фільтри, хімічні стакани, вимірювальні колби, конічні колби, порцелянові ступки, товчене скло (чисте, просіяне через сито з отворами діаметром 1-1,5 мм) або кварцовий пісок (без домішок заліза), круглодонні колби.

Реактиви: 2 %-на соляна кислота і 2 %-на метафосфорна чи щавлева кислоти (44,3 мл концентрованої соляної кислоти щільністю 1,19 г/см³ на 1 л води); 2 %-на сірчана кислота - 11,6 см³ концентрованої кислоти щільністю 1,84 г/см³ розводять водою до 1 л; аскорбінова кислота кристалічна; йодистий калій кристалічний; розчин крохмалю (індикатор) -1 г розчинного розтертого крохмалю збовтують з 20 см³ холодної дистильованої води, виливають цю суміш у 80 см³ гарячої води. Кип'ятять на електроплитці 3 хв. Розчин фільтрують гарячим. Для аналізу придатний протягом 3 днів за умови зберігання у холодильнику; 0,001 н розчин йодистого калію (КІО_з). На аналітичних вагах зважують 0,356 г йодистого калію, висушеного протягом 2 год при температурі 102 °С, розчиняють у воді і доводять до 1 л, отриманий 0,01н розчин розводять у 10 разів і зберігають в добре закритій посудині в темному місці; 0,001н розчин 2,6 дихлорфенолінфенол (фарба). На чистому годинниковому склі відважують 60 мг сухої фарби, переносять у мірну колбу на 200 см³, додають 150 -100 см³ теплої дистильованої води та 4-5 крапель 0,1н лугу. Колбу інтенсивно збовтують протягом 10 хв, потім доводять водою до мітки і ще раз збовтують. Потім фільтрують через щільний фільтр у суху колбу. Розчин фарби використовують протягом 3 днів після приготування, а в день використання обов'язково визначають титр. При зберіганні в холодильнику розчин фарби можна використовувати протягом 7 днів.

Титр розчину 2,6 дихлорфеноліндофенолу встановлюють по йодату калію. Цей метод базується на паралельному титруванні розчину аскорбінової кислоти 0,001н розчином йодату калію. Оскільки 1 см³ 0,001 н розчину йодату калію еквівалентний 0,088 мг аскорбінової кислоти, то легко розраховують титр фарби.

Для визначення титру розчиняють декілька кристалів (1-1,5 г) аскорбінової кислоти в 50 см³ 2 %-ї сірчаної кислоти. Піпеткою беруть 5 см³ цього розчину в невеликий стаканчик і титрують фарбою із мікробюретки до появи рожевого забарвлення, яке не зникає протягом 30 с. Одразу після цього титрують такий же об'єм розчину аскорбінової кислоти із мікробюретки 0,001н розчином йодату калію. В колбу перед титруванням додають кілька кристалів (5-10 мг) йодистого калію і 2-3 крапель розчину крохмалю і титрують до появи голубого забарвлення. Якщо з'являється буре чи фіолетове забарвлення, необхідно приготувати свіжий крохмаль. Недопустимо застосовувати велику кількість йодистого калію, оскільки при цьому сповільнюється окислення аскорбінової кислоти йодом.

Розрахунок титру проводять за формулою

T = 0,088 Ч a, мг, b

де а- кількість 0,001 н розчину йодату калію, см³; в- кількість розчину фарби, см³.

Визначення вмісту каротину за методом Циреля

Каротин (провітамін А) в рослинах зустрічається у вигляді альфа-, бета- та гамма- ізомерів. Бета-ізомер переважає серед інших, що присутні у рослин у невеликих кількостях. Аналіз продуктів харчування на вміст каротинів дає уявлення про їх якість та повноцінність.

Визначення вмісту каротину ґрунтується на його здатності розчинятись в органічних розчинниках (бензині або петролейному ефірі), надаючи їм при цьому жовтого забарвлення. Інтенсивність забарвлення пропорційна вмісту каротину і вимірюється шляхом колориметрування розчину при довжині хвилі 440 - 450 нм або його спектрофотометрування. Оскільки кристалізований каротин легко окислюється на повітрі, для приготування стандартної шкали використовують розчин калію дихромату.

Хід аналізу. Після ретельного перемішування проби з різних її місць беруть наважку продукту масою 3-5г кожна з похибкою зважування не більше 0,05 г. Розмір наважки визначається залежно від однорідності проби та очікуваного вмісту каротину. Наважку переносять у порцелянову ступку, додають 5 г піску або подрібненого скла, 15-25 г натрію сульфату. В продукти з підвищеною кислотністю, крім того, додають ще натрію бікарбонат на кінчику ножа. Суміш ретельно розтирають протягом 3- 4 хв для подрібнення та зневоднення тканин. Суху суміш без втрат переносять у колбу місткістю 200 см³, додають 100 см³ петролейного ефіру або бензину, ополіскують ступку та макогінчик мінімальною його кількістю. У колбу додають 10 г алюмінію оксиду 10 %-ної вологості і 0,5 г розтертого в порцеляновій ступці до порошкоподібного стану кальцію оксиду, перемішують скляною паличкою, щільно закривають колбу пробкою.

Щільно закриті колби залишають у темному місці на 14-18 год. При проведенні експрес-аналізу окремих зразків допускається заміна настоювання термостатуванням. Для цього щільно закриті колби ставлять у попередньо нагрітий до 35 °С термостат, витримують при цій температурі (±3 °С) протягом 2-х год. Охолоджують до кімнатної температури.

Після настоювання або термостатування шприцом або піпеткою з грушею, не змішуючи, відбирають прозорий розчин і переносять у кювету фотоелектроколориметра з товщиною просвічування 20-30 мм. При фотометруванні екстрактів каротину для порівняння використовують петролейний ефір або бензин.

При оптичній щільності розчину понад 0,625 см³ витяжки переносять у мірні колби місткістю 50 см³ і доводять до мітки.

Результат, в такому випадку, множать на 2.

Вміст каротину (X) в 1 кг продукту (мг), обчислюють за формулою

Х = а Ч 0,00416 Ч1000,

m

де а - еквівалентна кількість основного розчину, знайдена на графіку, см³; m - маса наважки, г;

0,00416 - коефіцієнт переведення 1 см³ основного розчину калію біхромату в еквівалентну кількість міліграмів каротину;

1000 - коефіцієнт перерахунку на 1 кг продукту.

Результати заокруглюють до цілого числа. За кінцевий етап випробовування беруть середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень.

Вміст каротину (Х₁) в 1 кг продукту (мг) в розрахунку на суху речовину обчислюють за формулою

деW - вологість продукту, %.

Х 1 =

Х ґ 100,

100--- W

Підготовка до аналізу. Для приготування алюмінію оксиду 10 %-ної вологості до 900 г безводного алюмінію оксиду додають 100 см³ дистильованої води, ретельно перемішують. Реактив зберігають у герметичній ємкості і використовують для аналізу не раніше, ніж наступного дня. Для приготування основного розчину 0,720 г калію біхромату, висушеного до постійної температури маси при 140 °С, розчиняють у дистильованій воді і доводять об'єм розчину до 1000 см³. 1 см³ цього розчину за забарвленням відповідає 0,00416 мг каротину. Розчин можна зберігати протягом року.

З метою приготування розчинів порівняння в мірні колби місткістю 100 см³ у бюреткою відмірюють 10, 20, 30, 40, 50 см³ основного розчину калію біхромату і доводять об'єм розчину до мітки дистильованою водою, ретельно перемішують. Строк зберігання - не більше 3-х місяців.

Фотометрування розчинів порівняння проводять у кюветах з товщиною шару, що просвічується, 20 -30 мм при довжині хвилі 440-450 нм. При вимірюванні оптичної щільності розчинів калію біхромату за розчин порівняння приймають воду.

Для побудови градуйованого графіка на горизонтальній осі наносять значення об'ємів основного розчину калію біхромату, взятих для приготування шкали; на вертикальній осі - відповідну їм оптичну щільність розчину.

При стабільній роботі приладу перевірку калібрувального графіка проводять не рідше одного разу на тиждень.

Апаратура, матеріали та реактиви: подрібнювач проб рослин типу ППР-2; електрофотокалориметр, ваги лабораторні, т; термостат; ступка порцелянова №3; циліндр мірний на 100 см³; бюретка на 50 см³; колби мірні на 100 та 1000 см³; колби на 200 см³; кальцію оксид (б/в); калію дихромат; ефір петролейний або бензин Б-70; алюмінію оксид; натрію сульфат (б/в); натрію бікарбонат; пробки для колб.

Визначення вмісту етилового спирту

Наявність спирту в свіжих плодах, ягодах, продуктах переробки плодів та овочів зумовлена утворенням його в сировині або продукті в процесі зберігання. Кількість спирту залежить від ступеня зіпсованості продукту. Допустимий вміст етилового спирту (масова частка) в продуктах від 0,3 до 0,5 %.

Метод визначення спирту оснований на окисленні спирту біхроматом калію К₂Cr₂O₇ у присутності сірчаної кислоти до оцтової кислоти. Етиловий спирт окислюється надлишком біхромату калію, а надлишок останнього визначається йодометрично. Для цього в розчин вводять йодистий калій, який окислюється до йоду, що залишився у розчині біхромату калію. Кількість виділеного вільного йоду еквівалентна кількості біхромату калію, який знаходиться у досліджуваному розчині.

Вільний йод титрують 0,1н розчином тіосульфату з додаванням крохмалю.

Хід роботи. Плоди або ягоди подрібнюють, добре перемішують, беруть на технічних вагах наважку в 10 г і переносять без втрат, змиваючи рештки дистильованою водою у круглодонну перегінну колбу місткістю 300 - 500 см³. Загальний об'єм рідини у колбі доводять до 200 - 400 см³, колбу з'єднують за допомогою грушоподібної насадки з холодильником.

Вміст перегінної колби нагрівають і відганяють спирт у приймальну мірну колбу на 100 см³ через холодильник доти, поки дистилят не заповнить колбу до мітки.

Потім готують хромову суміш для окислення спирту.

У конічну маленьку колбу наливають із бюретки 10 см³ 0,2 н розчину біхромату калію і сюди ж обережно краплями по стінці приливають 5 см³ концентрованої сірчаної кислоти при безперервному збовтуванні вмісту колби. Після охолодження суміші до неї приливають по краплях (також при безперервному збовтуванні) 10 см³ ретельно перемішаного одержаного дистиляту.

Колбочку з хромовою сумішшю і дистилятом накривають годинниковим склом, ставлять на азбестову сітку і нагрівають протягом 10 хв, не допускаючи кипіння,

Після нагрівання вміст колби переносять без втрат у велику колбу, використовуючи допомогою 300 см³ дистильованої води, обливаючи як колбочку, так і годинникове скло. В цю колбу вносять 1 г йодистого калію і, накривши її пробкою, залишають стояти 2 хв. При цьому йодистий калій окислюється до йоду надлишком біхромату калію.

Йод, який виділився, титрують децинормальним розчином гіпосульфіту. В кінці титрування, коли витяжка стає слабко-жовтою, до неї як індикатор приливають 5-6 крапель 0,5 або 1 %-го розчину крохмалю. Титрування вважають закінченим в момент, коли синє забарвлення розчину буде переходити в світло-зелене. Якщо на титрування пішло менше 8 мл гіпосульфіту або при нагріванні суміш забарвлюється у зелений колір, дистилят розводять й повторюють визначення.

Вміст етилового спирту у процентах в досліджуваній речовині визначають за формулою

Х = 0,00115 ґ (VK - V1 K1 ) ґ 100,

g

де V - кількість 0,2 н розчину калію біхромату, взятого для приготування хромової суміші, см³;

К - коефіцієнт для перерахунку об'єму 0,2н розчину біхромату калію на точно 0,1 н розчин (поправочний коефіцієнт 0,1 н розчину гіпосульфіту, помножений на 2);

VI - кількість розчину гіпосульфіту, витраченого на титрування йоду, що виділився, мл;

К₁- поправка до титру 0,1 н розчину гіпосульфіту;

0,00115-коефіцієнт перерахунку мілілітрів 0,1 н розчину калію біхромату на грами спирту (1 мл 0,1 н розчину біхромату калію окислює 0,00115 г спирту);

g - кількість продукту, яка відповідає частині дистиляту, взятого для приготування хромової суміші, г.

Прилади й обладнання: ваги технічні; колба мірна місткістю 100 мл; колби конусоподібні на 500 і на 150-200 мл; колба кругдодонна перегонна на 300-400 мл; установка для відгонки спирту; горілка; плитка електрична та азбестова сітка; холодильник Лібіха; грушевидна насадка.

Реактиви: 0,2 н розчин К₂Cr₂O₇ ; 0,1 н розчин гіпосульфіту; 10 %-й свіжеприготовлений йодистий калій; концентрована сірчана кислота; 0,5 або 1 %-й розчин крохмалю.

Визначення вмісту нітратів іонометричним методом

Вміст нітратів контролюється, як у свіжій, так і переробленій плодоовочевій продукції. Максимально допустимі концентрації (мг/кг) є такими: для яблук, груш - 60, капусти білоголової - 900, бульб картоплі - 250, капусти після 1 вересня - 500, моркви пучкової - 400, моркви після 1 вересня - 250, томатів - 150, огірків - 150, столових буряків - 1400, цибулі- ріпки - 80, цибулі-перо - 600,дині - 90, кавуна - 60, кабачків - 400, гарбуза - 200, зеленних - 2000.

Визначення нітратів. Принцип методу визначення нітратів полягає в екстрагуванні їх з матеріалу, що аналізується розчином алюмокалієвих галунів і настпуним вимірюванням концентрації нітратів в отриманій витяжці за допомогою іоноселективного електрода.

Метод непридатний у тому випадку, коли вміст хлоридів у досліджуваному матеріалі перевищує вміст нітратів більше, ніж у 50 раз, тому метод може бути застосованим тільки для аналізу сирої продукції, до якої не додають хлориди.

При аналізі цибулі-ріпки, капусти та інших рослин родини хрестоцвітих обов'язковим є фільтрування і розведення витяжок, що аналізуються, із досліджуваного матеріалу. Це включає вплив супутніх речовин, що можуть бути присутніми в цих матеріалах, на величину потенціалу електрода. Сумарна похибка методу становить ±12%.

Апаратура, матеріали, реактиви: іонометр типу ЕВ-74 ФН-метр, іоноселективний нітратний електрод ЕМ - NO₃ - 01, Зім - 1, Зім - 11, електрод порівняння хлорсрібний насичений зразковий 2-го розряду; ваги лабораторні, колби місткістю 50 і 100 см³, дозатор місткістю 50 см³, мішалка лабораторна електротехнічна, порцелянова ступка, макогони, тертка, гомогенізатор, ніж, ножиці, галуни алюмінієві, калій азотнокислий, вода дистильована.

Підготовка до дослідження. Проби для аналізу подрібнюють за допомогою тертки, гомогенізують до отримання однорідної маси. Для приготування розчину алюмінієвих галунів з масовою часткою 1 % 10 г алюмінієвих галунів зважують з точністю до першого десяткового знака, переносять у мірну колбу місткістю 1000 см³, розчиняють у дистильованій воді і доводять об'єм розчину водою до мітки. Розчин зберігають не більше 1 року.

Приготуванн рзчинів. 1 %-й розчин алюмокалієвого галуну; 0,1 моль/ дм³ KNO₃ (рСNO₃ ). 10, 11 г хімічно чистого перекристалізованого й висушеного при температурі 100 -105 ⁰С до постійної маси азотнокислого калію розчиняють в 10 %-му розчині алюмокалієвого галуну в мірній колбі місткістю 1000 мл і доводять до мітки.

Приготування розчинів порівняння азотнокислого калію. Розчин порівняння з концентрацією (NO ^- )= 0,01 моль/дм³ рСNO готують із 3 3 розчину азотнокислого калію 0,1 моль/дм³, розбавляють у 10 раз розчином алюмокалієвих галунів.

Розчин порівняння з концентрацією (NO ^-2 )= 0,001 моль/дм³ готують із розчину азотнокислого калію (NO₃^- )= 0,01 моль/дм³, розбавляють його в 10 раз розчином алюмокислих галунів.

Розчин порівняння з концентрацією (NO ^-3 )= 0,0001 готують із розчину азотнокислого калію (NO ^- )= 0,001 моль/дм³, розводячи його в 10 раз розчином алюмокалієвих галунів.

Підготовка. Приготування мембранного іоноселективного електрода порівняння до роботи.

Мембранний іоноселективний нітратний електрод і хлорсрібний електрод порівняння готують до роботи відповідно до інструкцій, які додаються до електродів.