Tłuszcze
Ze względu na pochodzenie tłuszcze można podzielić na roślinne i zwierzęce.
Roślinne stałe i ciekłe (oleje)
Oleje: nieschnące (oliwkowy i arachidowy), półschnące (rzepakowy, sezamowy i bawełniany), schnące (lniany, perilla)
Tłuszcze zwierzęce: stałe( łój wołowy), maziste (smalec wieprzowy), ciekłe (tłuszcz kostny), tłuszcze ssaków i ryb morskich -trany
Różnorodność tłuszczy wynika z różnych stosunków ilościowych poszczególnych glicerydów oraz rodzajów kwasów tłuszczowych wchodzących w ich skład.
Właściwości tłuszczów
Hydroliza- tłuszcze podobnie jak estry innych alkoholi i kwasów karboksylowych ulegają hydrolizie pod wpływem kwasów, zasad, enzymów, a także pary wodnej.
Zmydlanie- tłuszcze w środowisku zasadowym ulegają reakcji zmydlania
Utwardzanie- tłuszcze zawierające reszty kwasów karboksylowych nienasyconych ulegają reakcji addycji z wodorem i fluorowcami. W reakcji z wodorem następuje rozerwanie wiązań podwójnych w części węglowodorowej kwasu, uwodornienie nienasyconych atomów węgla w wyniku czego powstaje wiązanie nasycone. Pociąga to za sobą zmianę konsystencji tłuszczu
Schnięcie- tłuszcze ciekłe w cienkiej warstwie na skutek reakcji polimeryzacji i autooksydacji gęstnieją tworząc twardy film. Podczas wysychania oleju wzrasta jego lepkość i ciężar właściwy, zwiększa się ilość oksokwasów, maleje liczba jodowa. Oleje schnące to perilla i lniany.
Jełczenie- tłuszcze pozostające dłuższy czas pod wpływem działania powietrza i światła ulegają rozkładowi tzw. jełczeniu. Szczególnie szybko utleniają się tłuszcze zawierające niższe względnie nasycone kwasy. Jełczenie przypisuje się procesowi utleniania a mianowicie tworzenia nadtlenków w miejscu podwójnych wiązań, Nadtlenki ulegają rozpadowi z wydzieleniem aldehydów, ketokwasów i oksokwasów. Procesowi jełczenia towarzyszy rozpad glicerydów na wolne kwasy tłuszczowe i glicerynę.
Oznaczanie zawartości tłuszczu
W analizie środków spożywczych na zawartość tłuszczu przez pojęcie „tłuszcz” rozumie się swiązki rozpuszczalne w eterze lub innych rozpuszczalnikach. W skład wyekstrahowanej suchej pozostałości wchodzą przede wszystkim tłuszcze właściwe i uboczne składniki tłuszczów.
Wyekstrahowana za pomocą różnych rozpuszczalników masa nosi nazwę „tłuszcz surowy”.
Metody oznaczania zawartości tłuszczu
Metody oznaczania zawartości tłuszczu można podzielić na:
Ekstrakcyjne (np. metoda Soxhleta)
Objętościowe (np. metoda Gerbera)
Instrumentalne (NIR, NMR)
Wszystkie metody sprowadzają się do wykonania kolejno następujących czynności:
Rozpuszczenie lub rozkład substancji wiążących tłuszcz w badanym produkcie
Wydzielenie tłuszczu w procesie ekstrakcji lub mechanicznie
Otrzymanie wolnego tłuszczu surowego
Metoda Soxhleta !!!
Badany produkt po uprzednim wysuszeniu umieszcza się w specjalnej gilzie lub bibule filtracyjnej, a następnie w ekstraktorze aparatu Soxhleta.
Eter w procesie ogrzewania paruje i po skropleniu w chłodnicy spływa do ekstraktora, styka się z próbką rozpuszczając stopniowo tłuszcz. W miarę skraplania coraz to nowych porcji eteru po zrównaniu się poziomu eteru z górnym poziomem rurki przelewowej, eter z rozpuszczonym tłuszczem spływa na zasadzie lewara do kolby destylacyjnej.
Operacja powtarza się, z tym że tłuszcz pozostaje w kolbie destylacyjnej. Proces trwa 4-8 h. proces kończy się gdy spadająca kropla eteru z ekstraktora nie pozostawia tłustej plamy a bibule,.
Po zakończeniu eter odparowuje się, kolbę suszy i waży.
Z różnicy mas kolby pustej i z tłuszczem oblicza się zawartość tłuszczu. Można wyliczyć również z różnicy mas gilzy przed i po ekstrakcji.
Metody objętościowe (butyrometryczna)
Nazwa wywodzi się od naczynia butyrometru
Metody butyrometryczne stosowane były początkowo w przemyśle mleczarskim do oznaczania zawartości tłuszczu w mleku.
Zasada metody polega na wydzieleniu tłuszczu z próbki jako oddzielną fazę i zmierzeniu jego objętości na wyskalowanej części butyrometru.
Do wydzielenia tłuszczu niezbędne jest jego uwolnienie z otoczek białkowych. Dokonuje się tego przez:
Potraktowanie stężonym kwasem siarkowym (d=1,8- 1,83 g/cm³. Rozpuszcza otoczki białkowe)
Kazeinian wapnia -Kazeina , kazeina- związek podwójny kazeiny i kwasu siarkowego
Potraktowanie alkoholem izoamylowym , który obniża napięcie powierzchniowe, zmniejsza przyczepność do szkła i ułatwia wydzielenie tłuszczu jako jednorodny słupek.
Podgrzewanie i wirowanie roztworów (w tłuszczomierzach) w wirówce Gerbera
Badanie jakości tłuszczów:
Badania analityczne sprowadzają się do oznaczenia charakterystycznych cech odróżniających poszczególne tłuszcze.
Badania fizyczne:
Określenie barwy
Pomiar gęstości
Pomiar temperatury topnienia
Pomiar współczynnika refrakcji
Badania fizykochemiczne:
Oznaczenie zawartości tłuszczu
Oznaczenie części nierozpuszczalnej
Oznaczenie zawartości wilgoci
Wykrywanie zafałszowań
Badania chemiczne:
Oznaczenie liczby kwantowej (LK)
Oznaczenie liczby zmydlania (LZ)
Oznaczenie liczby jodowej (LJ)
Liczby charakterystyczne tłuszczów:
Liczba kwasowa (LK)- jest to ilość mg (g) czystego wodorotlenku potasu potrzebna do zobojętnienia wolnych kwasów tłuszczowych zawartych w 1g (kg) tłuszczu.
Jest miarą zawartości wolnych kwasów tłuszczowych w badanym tłuszczu, a tym samym miarą świeżości tłuszczu. W tłuszczach spożywczych nie może być większa od 5. Służy do obliczenia ilości ługu potrzebnej do odkwaszenia w procesie rafinacji. Ponieważ kwas olejowy występuje w tłuszczach w największej ilości przyjęto zawartość wolnych kw.tł. jako procent kwasu olejowego.
Liczna zmydlania (LZ) - jest to ilość mg (g) czystego wodorotlenku potasu potrzebna do zmydlenia estrów i zobojętnienia wolnych kwasów tłuszczowych zawartych w 1g (kg) tłuszczu.
Liczba zmydlania jest odwrotnie proporcjonalna do średniego ciężaru cząsteczkowego triglicerydów wchodzących w skład tłuszczu. Jest więc miarą długości łańcuchów kwasów tłuszczowych. Najczęściej spotykane liczby zmydlania są zawarte w przedziale 170-220. LZ wykorzystywana jest m in. w mydlarstwie do wyliczenia ilości ługu potrzebnej do zmydlenia osnowy tłuszczowej mydła.
Liczba estrowa (LE) - określa ilość mg (g) czystego wodorotlenku potasu potrzebną do zmydlenia estrów zawartych w 1g (kg) tłuszczu. Ponieważ LK, LZ i LE są wielkościami porównywalnymi można połączyć je równaniem LZ=LK+LE
Liczba jodowa- jest to liczba gramów jodu równoważna ilości chlorowca, która przyłącza się do 100g tłuszczu w określonych warunkach
Liczba jodowa jest proporcjonalna do liczby wiązań wielokrotnych w tłuszczach. Tłuszcze stałe mają liczby jodowe: (25-60) oleje i trany (70-190). Tłuszcze schnące wykazują liczbę jodową powyżej 170, a nieschnące poniżej 100.
Liczba nadtlenkowa- jest to ilość substancji w próbce, które utleniają jodek potasowy w warunkach oznaczenia, wyrażona jako milirównoważnik aktywnego tlenu w kilogramie. Jest miarą zawartości nadtlenków występujących jako produkty utleniania tłuszczu.
Stosowana jest jako wskaźnik stopnia zjełczenia tłuszczu.
Liczbę tę oznacza się przez reakcję nadtlenków z jodkiem potasu w kwaśnym środowisku chloroformu, a wydzielony jod odmiareczkowuje się tiosiarczanem sodu. Wyraża się się w mR tlenu na kg tłuszczu. Zawartości nadtlenków nie można traktować jako ostatecznego kryterium decydującego o ocenie stopnia zepsucia tłuszczu, ponieważ przy metodach jodometrycznych wydzielony jod może w pewnych warunkach reagować z innymi związkami. Np. aldehydami.
Fizyczne metody badania tłuszczu czystego:
Oznaczanie gęstości- waha się w graniach 0,9-0,97. Jest tym większa, im większy udział tlenu w budowie cząsteczki tłuszczu. Orientacyjnie mówi o długości łańcuchów kwasów tłuszczowych i zawartości oksokwasów.
Temperatura topnienia (t.t.) i krzepnięcia (t.k.) wykonywane głównie w tłuszczach stałych są w pewnym sensie miarą przyswajalności tłuszczu. Tłuszcze spożywcze powinny być ciekłe w temperaturze ciała ludzkiego.
Współczynnik załamania- oznacza się za pomocą refraktometru w temperaturach 20, 40 i 60 ᵒC. tłuszcze zawierające kwasy nasycone wykazują wzrost współczynnika w miarę zwiększania ciężaru cząsteczkowego reszt kwasowych. W miarę wzrostu nienasycenia tłuszczów współczynnik załamania silnie rośnie.
BIAŁKA
Białka - są jednym z podstawowych składników odżywczych w produktach spożywczych będące przedstawicielem związków azotowych. Stanowią podstawowy element budowy tkanek, a ponadto wchodzą w skład enzymów i hormonów, regulując wiele ważnych procesów organizmu.
Zawartość białka w produktach spożywczych jest jednym z czynników określających ich wartość odżywczą. Ilość tego składnika w surowcach wykorzystywanych w przetwórstwie żywności decyduje często o prawidłowym przebiegu procesu produkcyjnego oraz o jakości gotowego wyrobu.
Oprócz substancji białkowych w produktach spożywczych mogą występować produkty ich rozpadu (polipeptydy i peptony).
Składowe białka stanowią aminokwasy, zbudowane z atomów węgla, tlenu, azotu, wodoru i siarki.
Białka zawierają prawie stałą ilość azotu, która wynosi (15-18 %), przeciętnie 16%, co stanowi 6,25 wszystkich pierwiastków. (100:16=6,25)
Zawartość białka obliczana jako iloczyn masy azotu ogólnego i przeciętnej zawartości azotu w białkach nosi nazwę białka surowego.
Oznaczanie białek
Ilościowe oznaczanie zawartości białka można przeprowadzić:
Metodami bezpośrednimi- polegającymi na wytrąceniu białka z roztworu i wagowym oznaczeniu wytrąconego osadu lub na oznaczeniu refraktometrycznym, nefelometrycznym lub kolorymetrycznym białek będących w roztworze
Metodami pośrednimi- opierającymi się na ilościowym oznaczeniu azotu i przeliczeniu go na białko (np. metoda Kjeldahla)
Metoda Kjeldahla
Najczęściej stosowaną metodą oznaczania azotu w artykułach spożywczych stosowana od 1883.Polega ona na przeprowadzeniu mineralizacji produktu ze stężonym kwasem siarkowym (VI) („na mokro”), zalkalizowaniu roztworu, a następnie oddestylowaniu i ilościowym oznaczeniu powstałego amoniaku.Metoda Kjeldahla- metoda pośrednia
Spalanie- kolba Kjeldahla (mineralizacja), (próba, stężony kwas siarkowy, jony miedzi, siarczan potasu)
I etap- rozkład kwasu siarkowego z uwolnieniem tlenu
2H2SO4 ---> 2SO2 +O2 +2H2O
II etap- utlenianie substancji organicznych, w tym również związków azotowych z uwolnieniem dwutlenku węgla, wody i amoniaku
R-CHNH2-COOH -- H2SO4à xCO2 + yH2O + 2NH3
CO2 i H2O podczas ogrzewania odparowują a NH3 łączy się z H2SO4
III etap- ulatniania się dwutlenku węgla i wody oraz przechodzenie amoniaku w siarczan (VI) amonu
2NH3 + H2SO4-> (NH4)2SO4
IV etap- Aparat Parnasa- Wagnera
Alkalizacja środowiska i wydzielenie się amoniaku
H2SO4 + 2NaOH ---> Na2SO4 + 2H2O
(NH4)2SO4 + 2NaOH ---> Na2SO4 + 2H2O + 2NH3
V etap- destylacja amoniaku i jego zobojętnienie w roztworze kwasu solnego
HCl +NH4OH ---> NH4Cl + H2O
VI etap- odmiareczkowanie nadmiaru kwasu solnego wobec odczynnika TASHIRO
Odmianą tej metody jest destylacja amoniaku do roztworu kwasu borowego i odmiareczkowanie nadmiaru kwasu borowego mianowanym roztworem kwasu solnego wobec TASHIRO.
Destylacja amoniaku do roztworu kwasu borowego
Miareczkowanie amoniaku związanego w kwasie, mianowanym roztworem kwasu solnego
Zawartość białka
X=6,25 (100*0,01401*(a-b)*f*n / c*p)
0,01401 - liczba gramów azotu odpowiadająca 1 milimolowi HCl lub 1cm3 roztworu HCl o stężeniu ściśle 1mola/dm3.
X - liczba gramów azotu odpowiadająca 100g (cm3) badanego produktu (% masowy)
a- objętość w cm30,1M NaOH do miareczkowania 50 cm3 ok. 0,1M HCl (próba odniesienia)
b- objętość w cm30,1M NaOH do miareczkowania nadmiaru kwasu w badanej próbie
n- stosunek objętości kolby miarowej do objętości roztworu poddanego destylacji
p- sucha substancja badanego materiału w %
Metodą Kjeldahla oprócz białka mogą być oznaczone jony amonowe, grupy amidowe, aminowe bądź iminowe
Metodą tą NIE SĄ OZNACZANE azotany, azotyny, azot aromatyczny pierścieni heterocyklicznych
Oznaczanie zawartości azotu białkowego i niebiałkowego
Azot występujący w badanym produkcie można podzielić na dwie frakcje: AZOT BIAŁKOWY i AZOT NIEBIAŁKOWY
Metody stosowane do oznaczanie tych frakcji azotu opierają się na wytrąceniu białek z badanego roztworu i określeniu ilości azotu w osadzie i przesączu.
Azot oznaczony w osadzie odpowiada azotowi białkowemu.
Azot oznaczony w przesączu odpowiada azotowi niebiałkowemu.
Do wytrącania białek stosujemy jony miedzi II, ołowiu II, cunku, żelza III, kwas trichlorooctowy, metafosforowy V, taninę, alkohol etylowy (zazwyczaj 70%).
Białko surowe- otrzymujemy z wyliczenia azotu ogólnego.
Białko czyste- otrzymujemy z wyliczenia azotu białkowego.
Białko strawne (przyswajalne) - oblicza się z różnicy białka czystego i nieprzyswajalnego.
Białko nieprzyswajalne oznacza się po trawieniu pepsyną i kwasem solnym.
Metody bezpośrednie oznaczania białka
Metoda biuretowa- służy do oznaczania białek i peptydów zawierających co najmniej 2 wiązania peptydowe, które tworzą w środowisku alkalicznym barwne kompleksy z jonami miedzi. Zawartość białka oznacza się przez pomiar zabarwienia roztworu przy λ=540 nm (zastosowanie w próbach do 4% białka)
Metoda Lowry'ego- metoda kolorymetryczna. Przebiega w 2 etapach:
Przyłączenie jonów miedzi do białka (reakcja biuretowa)
Kompleks białkowo- miedziowy redukuje odczynnik Folina-Ciocalteu'a (fosforomolibdenianowo-fosforowolframowy)
W wyniku reakcji powstaje barwny niebieski kompleks. Pomiar absorbancji wykonuje się przy długości fali 750nm.
Czulsza od reakcji biuretowej ok 100 razy!!( zastosowanie do prób nie zawierających polifenoli o zawartości białka 0,5-1 mg %)
Metody oparte na wbudowywaniu barwnika:
Barwniki organiczne jak np. oranż G, czerń amidowa 10B, Coomassie Blue G-250 mogą być ilościowo wbudowywane do białek. Barwnik i białko w pewnych warunkach, zwykle poniżej pktu izoelektrycznego reagują ilościowo tworząc nierozpuszczalne kompleksy, które można oddzielić przez wirowanie.
Natężenie barwy roztworu zależy od ilości barwnika niezwiązanego z białkiem (barwnik dodawany jest w nadmiarze) czyli jest odwrotnie proporcjonalne do ilości białka w analizowanej próbce.
Czerń amidowa- aparat Pro-Milk do szybkiego oznaczenia białka w przemyśle mleczarskim.
Metody bezpośrednie
Spektrofotometria w zakresie nadfioletu- do oznaczania białek na podstawie absorbancji jaką wykazują aminokwasy aromatyczne fenyloalanina, tryptofan i tyrozyna
Większość białek dzięki obecności aminokwasów aromatycznych tryptofanu i tyrozyny, wykazuje maksimum absorbancji przy około 280 nm co pozwala na oznaczenie zawartości białka w roztworze przez bezpośredni pomiar absorbancji w nadfiolecie.
Promieniowanie w zakresie podczerwieni- wykorzystuje selektywne pochłanianie promieniowania przez grupy białek (aparaty INFRATEC firmy TECATOR)
Metody immunoenzymatyczne- polegają na utworzeniu połączeń specyficznych przeciwciał z analizowanym białkiem oraz enzymem. Enzym ten reagując z bezbarwnym substratem, przeprowadza go w barwny związek, którego stężenie można oznaczyć spektrofotometrycznie.
Wyszukiwarka