Меню Рубрики

Методы анализа белка в молоке

Молоко — один из самых ценных продуктов питания человека. Роль молока как полноценного пищевого продукта в поддержании процессов жизнедеятельности организма хорошо известна. Особую ценность представляют белки молока — наиболее важные в биологическом отношении органические вещества. Образующиеся в результате расщепления белков аминокислоты идут на построение клеток организма, ферментов, защитных тел, гормонов и прочее. Некоторые аминокислоты легко образуются в организме из других кислот, но есть и такие, которые должны поступать с пищей. Эти аминокислоты (лизин, триптофан, метионин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин) называют незаменимыми. Количество многих незаменимых аминокислот в сывороточных белках молока значительно выше не только по сравнению с белками растительных продуктов, но и с некоторыми белками мяса и рыбы.

Кроме того, казеин и сывороточные белки молока обладают рядом важных функциональных свойств (водосвязывающая, эмульгирующая, пенообразующая способность), позволяющих использовать их концентраты в качестве стабилизаторов, эмульгаторов разнообразных продуктов (мороженое, кремы, пудинги и прочее).

Обычно в молоке контролируют массовую долю белков (общий белок), включающих казеин и сывороточные белки. Реже в молоке определяют только содержание казеина.

Для контроля массовой доли белка в молоке имеется несколько методов. Арбитражным считается сложный химический метод Кьельдаля ГОСТ23327-98 «Молоко. Методы определения общего белка».

Метод Кьельдаля

Метод основан на сжигании органических компонентов пробы молока в колбе Кьельдаля в присутствии серной кислоты; освобождающийся при этом азот определяют титрованием и по его количеству вычисляют содержание белка.

Для проведения измерения в колбу Кьельдаля последовательно помещают несколько стеклянных бусинок или кусочков фарфора, около 10 г сульфата калия, 0,04 г сульфата меди. В бюксу с крышкой отмеривают 5 см³ молока, крышку закрывают и взвешивают. Молоко из бюксы переливают в колбу. Пустую бюксу вновь взвешивают и по разнице между массой бюксы с молоком и массой пустой бюксы вычисляют массу взятого молока. В колбу добавляют 20 см³ серной кислоты, осторожно вливая ее по стенкам колбы, смывая с них капли молока. Колбу закрывают грушеобразной стеклянной пробкой и осторожно круговыми движениями перемешивают содержимое колбы.

Колбу ставят на нагревательный прибор в наклонном положении под углом 45º и осторожно нагревают до тех пор, пока не прекратится пенообразование и содержимое колбы не станет жидким. Затем сжигание продолжают при более интенсивном нагревании. Степень нагревания считают достаточной, когда кипящая кислота конденсируется в середине горловины колбы Кьельдаля.

Время от времени содержимое колбы перемешивают, смывая обуглившиеся частицы со стенок колбы. Нагревание продолжают до тех пор, пока жидкость не станет совершенно прозрачной и практически бесцветной (при применении в качестве катализатора окиси ртути) или слегка голубоватой (при применении в качестве катализатора сульфата меди). После осветления раствора нагревание продолжают в течение 1,5 час., после чего колбе дают остыть до комнатной температуры. Добавляют 150 см³ дистиллированной воды и несколько кусочков свежепрокаленной пемзы, перемешивают и снова охлаждают.

В коническую колбу отмеривают 50 см³ раствора борной кислоты , добавляют 4 капли индикатора и перемешивают.

Коническую колбу соединяют с холодильником с помощью аллонжа и резиновой трубки так, чтобы конец аллонжа был погружен в раствор борной кислоты в конической колбе. Колбу Кьельдаля соединяют с холодильником при помощи каплеуловителя, проходящего через одну пробку с делительной воронкой. Градуированным цилиндром отмеряют 80 см³ раствора гидроксида натрия (реактив 3) (при применении в качестве катализатора красного оксида ртути используют раствор гидроксида натрия, содержащий сульфид натрия) и через делительную (капельную) воронку вносят его в колбу Кьельдаля. Сразу же после выливания раствора кран делительной воронки закрывают для избежания потери образующегося аммиака.

Содержимое колбы Кьельдаля осторожно смешивают круговыми движениями и нагревают до кипения. При этом необходимо избегать пенообразования.

Перегонку продолжают до тех пор, пока жидкость не начнет булькать. При этом регулируют степень нагрева так, чтобы время дистилляции было не менее 20 минут. Убедиться в полноте перегонки аммиака можно путем дополнительной перегонки в новую порцию борной кислоты (20 см³) в течение 5 минут. Окраска раствора борной кислоты должна оставаться без изменений. При перегонке не допускают нагревания раствора борной кислоты в конической колбе. Слишком сильное охлаждение

(ниже 10ºС) также нежелательно, так как оно может вызвать переброс жидкости из конической колбы в колбу Кьельдаля.

Перед окончанием перегонки коническую колбу опускают так, чтобы конец аллонжа был над поверхностью раствора борной кислоты, и продолжают перегонку в течение 1-2 минут.

После прекращения нагревания отсоединяют аллонж. Внешнюю и внутреннюю поверхности аллонжа ополаскивают небольшим количеством дистиллированной воды, сливая ее в коническую колбу.

Дистиллят титруют раствором соляной кислоты до перехода зеленого цвета в серый. При избытке титранта раствор приобретает фиолетовый цвет.

Параллельно так же, как и основной проводят контрольный опыт, применяя 5 см³ дистиллированной воды место молока. Количество повторностей контрольного опыта должно быть не менее 5.

По объему аммиака, определяемого титрованием кислотой, устанавливают количество общего азота при умножении последнего на принятый коэффициент 6,38 и таким образом находят содержание общего белка в молоке.

Три следующих метода описаны в ГОСТе 25179-90 «Молоко. Методы определения белка».

Рефрактометрический метод

Метод основан на установлении разности показателей преломления луча света после прохождения его через молоко и полученной из него безбелковой сыворотки (для осаждения белков используют раствор хлорида кальция и нагревание пробы).

Массовую долю белков в молоке данным методом определяют на рефрактометре ИРФ-464.

Для измерения в 3 флакона наливают по 5 см³ молока, добавляют по 6 капель раствора хлорида кальция. Флаконы закрывают пробками и перемешивают путем переворачивания флаконов.

Далее флаконы помещают в водяную баню, наливая воду таким образом, чтобы ее максимальный уровень достигал половины высоты флаконов. Баню закрывают, помещают на электроплитку, воду в бане доводят до кипения и кипятят не менее 10 минут. Не открывая бани, горячую воду сливают через отверстие в крышке, наливают в баню холодную воду и выдерживают в ней не менее 2 минут.

Открывают баню, извлекают флаконы и разрушают белковый сгусток путем энергичного встряхивания флаконов.

Флаконы помещают в центрифугу и центрифугируют не менее 10 минут. Образовавшуюся прозрачную сыворотку отбирают пипеткой и наносят на измерительную призму рефрактометра 1-2 капли. Измерительную призму закрывают осветительной.

Наблюдая в окуляр рефрактометра, специальным корректором убирают окрашенность границы света и тени. Для улучшения резкости границы измерение проводят через одну минуту после нанесения сыворотки на призму, так как за это время из пробы удаляется воздух и поверхность осветительной призмы лучше смачивается.

По шкале «Белок» проводят не менее трех наблюдений. Затем сыворотку с призмы рефрактометра удаляют, промывают ее водой и вытирают фильтровальной бумагой.

На измерительную призму помещают две капли исследуемого молока и по шкале «Белок» проводят не менее пяти наблюдений, так как резкость границы света и тени у молока хуже, чем у сыворотки.

Массовую долю белка в молоке Х1 (%) вычисляют по формуле:

где Х2 — среднее арифметическое значение результатов наблюдения по шкале «Белок» для молока (%);

Х3 — среднее арифметическое значение результатов наблюдения по шкале «Белок» для сыворотки (%).

Колориметрический метод

Колориметрический метод основан на способности белков молока при рН ниже изоэлектрической точки связывать кислый краситель, образуя с ним нерастворимый осадок, после удаления которого измеряют оптическую плотность исходного раствора красителя относительно полученного раствора, которая уменьшается пропорционально массовой доле белка.

Методика определения массовой доли белков в молоке сводится к следующему. В пробирку отмеряют 1 см³ молока, приливают 20 см³ рабочего раствора сине-черного красителя (готовится путем смешивания водного раствора красителя и кислого буферного раствора с добавлением поверхностно-активного вещества) и смесь интенсивно перемешивают. Выпавший осадок центрифугируют или отфильтровывают. Полученный фильтрат разводят в 100 раз и колориметрируют на фотоколориметре КФК-3 при длине волны 500-600 нм в кювете с рабочей длиной 10 мм.

Массовую долю белков в молоке устанавливают в процентах, пользуясь градуировочным графиком. Для построения графика в нескольких пробах молока (с массовой долей белков 2,5-3,5%) определяют содержание белков методом Кьельдаля и оптическую плотность фильтрата, полученного указанным способом.

Метод формольного титрования

Метод применяют при условии согласия с поставщиком.

Метод формольного титрования основан на нейтрализации карбоксильных групп моноаминодикарбоновых кислот белков раствором гидроксида натрия, количество которого, затраченное на нейтрализацию, пропорционально массовой доле белка в молоке. Для проведения подготавливают, согласно инструкции, рН-метр-термометр «Нитрон». Бюретку, вместимостью не менее 5 см 3 с ценой деления не более 0,05 см 3 заполняют раствором гидроксида натрия с молярной концентрацией 0,1 моль/дм 3 . Для определения поправки к результатам измерения массовой доли белка методом формольного титрования проводят одновременное измерение массовой доли белка в одном и том же образце молока методом формольного титрования и по ГОСТ 23327.

В стакан помещают 20 см 3 молока и стержень магнитной мешалки. Стакан устанавливают на магнитную мешалку, включают двигатель мешалки и погружают электроды потенциометрического анализатора в молоко. Титруют раствор гидроксида натрия в стакан с молоком до точки эквивалентности равной 9 единицам рН, подавая раствор по каплям начиная с рН 4 и делают 30-секундную выдержку после достижения точки эквивалентности. Определяют количество раствора щелочи, затраченной на нейтрализацию молока, до внесения формальдегида, и вносят в стакан 5 см 3 формальдегида.

По истечении 2-2,5 минут вновь титруют раствор гидроксида натрия в стакан с молоком до точки эквивалентности равной 9 единицам рН, подавая раствор по каплям начиная с рН равное 4 и деляют 30-секундную выдержку после достижения точки эквивалентности.

Параллельно проводят контрольный опыт по нейтрализации смеси 20 см 3 воды и 5 см 3 раствора формальдегида.

Массовую долю белка Х7 (%) вычисляют по формуле:

где V2 — общее количество раствора, израсходованное на нейтрализацию, см 3 ;

V1 — количество раствора, израсходованное на нейтрализацию до внесения формальдегида (см 3 );

V — количество раствора, израсходованное на контрольный опыт (см 3 );

0,96 — эмпирический коэффициент (%/ см 3 );

Х4 — поправка к результату измерения массовой доли белка (%).

ГДЕ Х5 — среднее арифметическое значение массовой доли белка, полученное по ГОСТ23327 (%);

Х4 — среднее арифметическое значение массовой доли белка, полученное формольным титрованием (%).

Все вышеперечисленные методики определения белка имеют существенные недостатки: длительность определения, использование дорогостоящих реактивов, повышенная опасность для обслуживающего персонала.

Разработанный в последние годы электронный ультразвуковой анализатор молока «Клевер-2» лишен этих недостатков. Без применения химических реактивов прибор измеряет одновременно содержание массовой доли жира, сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), плотность, белок, количество добавленной воды и температуру пробы.

Принцип действия прибора основан на измерении скорости распространения ультразвуковых колебаний в зависимости от температуры и состава молока.

Анализатор молока «Клевер-2» работает следующим образом. В режиме измерения дегазированную пробу молока заливают в пробозаборник прибора, где ее последовательно нагревают до двух заданных температур, при каждой из которой определяют скорость ультразвука. На основе полученных данных микропроцессор автоматических вычисляет массовые доли белка, жира, плотности, СОМО, количество добавленной воды и температуру пробы молока. Полученные значения отображаются на цифровом индикаторе прибора. Процесс измерения полностью автоматизирован.

Прибор прост в обслуживании и портативен. Температура пробы молока может быть от 10º до 30ºС. Время измерения три минуты.

Использование анализатора молока «Клевер-2» позволяет значительно сократить трудовые ресурсы на проведение анализа, исключить приготовление реактивов, характерных для традиционных методов, сократить площади лабораторий.

Анализаторы на основе ультразвукового метода компактны, просты в эксплуатации, имеют умеренную цену и перспективны как на мини-заводах, заводах средней мощности, так и на животноводческих фермах и в фермерских хозяйствах.

источник

МОЛОКО И МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ

Методы определения массовой доли белка

Milk and milk products. Method for determination of protein

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Государственным научным учреждением Всероссийским научно-исследовательским институтом молочной промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВНИМИ Россельхозакадемии)

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 июля 2014 г. N 68-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по
МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 25 сентября 2014 г. N 1221-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25179-2014 введен в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 25179-90

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Настоящий стандарт распространяется на молоко и молочные продукты (молочное сырье, питьевое молоко, сухое молоко) и устанавливает методы определения массовой доли белка: формольного титрования и колориметрический.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.019-79* Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р 12.1.019-2009 «Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».

ГОСТ 12.4.009-83 Система стандартов безопасности труда. Пожарная техника для защиты объектов. Основные виды. Размещение и обслуживание

ГОСТ 12.4.021-75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляционные. Общие требования

ГОСТ OIML R 76-1-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания

ГОСТ 1770-74 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

Читайте также:  Анализ белка и его фракций

ГОСТ 3652-69 Реактивы. Кислота лимонная моногидрат и безводная. Технические условия

ГОСТ 4172-76 Реактивы. Натрий фосфорнокислый двузамещенный 12-водный. Технические условия

ГОСТ 4204-77 Реактивы. Кислота серная. Технические условия

ГОСТ 4328-77 Реактивы. Натрия гидроокись. Технические условия

ГОСТ ISO 5725-6-2003* Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике».

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 11773-76 Реактивы. Натрий фосфорнокислый двузамещенный. Технические условия

ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия

ГОСТ 23327-98 Молоко и молочные продукты. Метод измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белка.

ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры

ГОСТ 25794.1-83 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для кислотно-основного титрования

ГОСТ 26809-86 Молоко и молочные продукты. Правила приемки, методы отбора и подготовка проб к анализу

ГОСТ 27752-88 Часы электронно-механические кварцевые настольные. Настенные и часы будильники. Общие технические условия

ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний.

ГОСТ 29169-91 (ИСО 648-77) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки с одной отметкой

ГОСТ 29251-91 (ИСО 385-1-84) Посуда лабораторная стеклянная. Бюретки. Часть 1. Общие требования

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3.1 Отбор проб и подготовка их к анализу — по ГОСТ 26809.

3.2 Если определение не может быть проведено сразу после отбора проб, их хранят в холодильнике при температуре (4±2) °С не более суток.

При выполнении измерений в лаборатории следует соблюдать следующие условия:

температура окружающего воздуха

относительная влажность воздуха

Метод распространяется на непастеризованное молоко с титруемой кислотностью не выше 20 °Т.

Метод применяют при условии согласования с поставщиком.

5.1 Сущность метода

Метод основан на нейтрализации карбоксильных групп моноаминодикарбоновых кислот белков раствором гидроксида натрия, количество которого, затраченное на нейтрализацию, пропорционально массовой доле белка в молоке.

5.3 Подготовка к проведению измерений

5.3.1 Приготовление раствора гидроокиси натрия молярной концентрации 0,1 моль/дм

Приготовление раствора гидроокиси натрия молярной концентрации 0,1 моль/дм и проверку его молярной концентрации проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 25794.1.

Раствор хранят не более 1 мес при температуре (20±5) °С в бутыли из темного стекла.

где — среднеарифметическое значение шести измерений массовой доли белка, полученное по ГОСТ 23327, %;

— среднеарифметическое значение шести измерений массовой доли белка, полученное формольным титрованием, %.

Определение поправки проводят не реже одного раза в десять дней.

5.4.1 В стакан помещают 20 см молока и стержень магнитной мешалки. Стакан устанавливают на магнитную мешалку, включают двигатель мешалки и погружают электроды потенциометрического анализатора в молоко. Постепенно добавляют раствор гидроокиси натрия. При достижении точки эквивалентности ( 9) и истечении времени выдержки (30 с) после достижения точки эквивалентности определяют количество раствора гидроокиси натрия, пошедшее на нейтрализацию молока до внесения формальдегида. Затем вносят в стакан 5 см формальдегида.

По истечении 2,0-2,5 мин продолжают титрование. По окончании процесса определяют общее количество раствора, затраченного на нейтрализацию.

где — общее количество раствора, израсходованное на нейтрализацию, см ;

— количество раствора, израсходованное на нейтрализацию до внесения формальдегида, см ;

— количество раствора, израсходованное на контрольный опыт, см ;

0,96 — эмпирический коэффициент, %/см ;

— поправка к результату измерения массовой доли белка, %.

За окончательный результат принимают среднеарифметическое значение результатов двух измерений, выполненных в условиях повторяемости, округленное до второго десятичного знака, если выполняется условие приемлемости по разделу 7.

Диапазон измерений массовой доли белка, %

6.1 Сущность метода

Метод основан на способности белков молока при рН ниже изоэлектрической точки связывать кислый краситель, образуя с ним нерастворимый осадок, после удаления которого измеряют оптическую плотность исходного раствора красителя относительно полученного раствора.

6.2 Средства измерений, вспомогательное оборудование, посуда и реактивы

Весы неавтоматического действия по ГОСТ OIML R 76-1 с пределами допускаемой абсолютной погрешности ±0,001 г.

Колориметр или спектрофотометр лабораторный со спектральным диапазоном длин волн 315-990 нм, диапазоном измерения коэффициента пропускания от 0,1% до 100%, диапазоном измерения оптической плотности от 0 до 3, с кюветами длиной оптического пути 10 мм.

Анализатор потенциометрический диапазоном измерения от 1 до 14 ед. рН, погрешностью ±0,05 ед. рН.

Термометр ртутный стеклянный с диапазоном измерения от 0°С до 100°С, с ценой деления 0,5°С или 1,0 °С, с пределом допустимой погрешности ±1°С по ГОСТ 28498.

Центрифуга с частотой вращения не менее 1000 об./мин.

Мешалка магнитная с частотой вращения 800 об./мин.

Баня водяная термостатируемая, обеспечивающая поддержание температуры в интервале от 0°С до 100°С с погрешностью ±2°С.

Часы электронно-механические по ГОСТ 27752.

Пробки резиновые конусные N 16 или N 19 по нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.

Штатив для пробирок.

Фильтры бумажные обеззоленные или бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026.

Пробирки П2Т-25, П2Т-50, П3-25, П3-50 ХС по ГОСТ 25336.

Воронки В-36-50, В-75-110 ХС по ГОСТ 25336.

Колбы 1-50-2, 1-1000-2, 1-2000-2 по ГОСТ 1770.

Пипетки 1-2-1, 2-2-20 по ГОСТ 29169.

Цилиндр 3-250-2 по ГОСТ 1770.

Колбы Кн-1-500-29/32 ТС по ГОСТ 25336.

Краситель «Амидо черный 10 Б», ч.д.а., по нормативным документам, действующим на территории государств, принявших стандарт.

Кислота лимонная по ГОСТ 3652, х.ч. или ч.д.а.

Натрий фосфорнокислый двузамещенный, 12-водный по ГОСТ 4172, х.ч. или ч.д.а. или натрий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 11773, х.ч. или ч.д.а.

Кислота серная по ГОСТ 4204, х.ч. или ч.д.а.

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, ч.д.а., раствор массовой доли 40%.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Допускается применение других средств измерений, вспомогательного оборудования, не уступающих вышеуказанным по метрологическим и техническим характеристикам и обеспечивающих необходимую точность измерения, а также реактивов по качеству не хуже вышеуказанных.

6.3 Определение массовой доли белка в сыром и питьевом молоке

6.3.1 Подготовка к проведению измерений

6.3.1.1 Приготовление буферного раствора

В коническую колбу вместимостью 500 см помещают (31,70±0,01) г лимонной кислоты и (8,40±0,01) г натрия фосфорнокислого, добавляют 400 см дистиллированной воды. Содержимое колбы нагревают до температуры (68±2) °С, аккуратно перемешивая до полного растворения веществ, и затем охлаждают до температуры (20±2) °С.

6.3.1.2 Приготовление раствора красителя

В коническую колбу вместимостью 500 см помещают (4,60±0,01) г красителя Амидо черного, добавляют 200 см дистиллированной воды. Содержимое колбы нагревают до температуры (68±2) °С, аккуратно перемешивая до растворения красителя.

Затем раствор фильтруют через бумажный фильтр в мерную колбу вместимостью 2000 см . Фильтр промывают дистиллированной водой до удаления следов красителя. В эту же колбу переносят буферный раствор, приготовленный по 6.3.1.1.

Содержимое колбы охлаждают до температуры (20±2) °С, доливают дистиллированной водой до метки, закрывают резиновой пробкой и перемешивают содержимое путем переворачивания колбы не менее шести раз.

Измеряют значение рН полученного раствора: оно должно быть (2,3±0,1) ед. рН. Если рН раствора не соответствует данному значению, добавляют концентрированную серную кислоту или раствор с массовой долей гидроокиси натрия 40%.

Раствор, разбавленный в 50 раз, должен иметь оптическую плотность (0,82±0,02) на длине волны 590 нм в кювете с рабочей длиной 10 мм. Если оптическая плотность раствора не соответствует данному значению, то исправляют ее добавлением буферного раствора или раствора красителя.

Раствор используют после 12 ч выдержки.

Срок хранения раствора в плотно укупоренной темной посуде в холодильнике при температуре (4±2) °С — не более 4 мес.

При этом значения рН и оптической плотности еженедельно проверяют и при необходимости исправляют.

6.3.2.1 В стеклянную пробирку пипеткой отмеряют 1 см молока, добавляют 20 см раствора красителя (6.3.1.2) и, закрыв пробирку резиновой пробкой, перемешивают содержимое, переворачивая пробирку от 2 до 10 раз. Следует избегать встряхивания, т.к. при этом образуется трудноразрушимая пена.

6.3.2.2 Пробирку помещают в центрифугу и центрифугируют 10 мин при частоте вращения 1500 об./мин или 20 мин при частоте вращения 1000 об./мин.

6.3.2.3 Отбирают пипеткой 1 см надосадочной жидкости, переносят в мерную колбу вместимостью 50 см , доливают до метки дистиллированной водой и перемешивают.

6.3.2.4 В мерную колбу вместимостью 50 см помещают 1 см раствора красителя (6.3.1.2), объем раствора доводят дистиллированной водой до метки и перемешивают.

6.3.2.5 Измеряют оптическую плотность разбавленного раствора красителя (6.3.2.4) по отношению к анализируемой пробе (6.3.2.4). После каждых 24 измерений кювету промывают буферным раствором, приготовленным по 6.3.1.1.

где 7,78 — эмпирический коэффициент, %/ед. оптической плотности;

— измеренная оптическая плотность, ед. оптической плотности;

1,34 — эмпирический коэффициент, %.

За окончательный результат принимают среднеарифметическое значение результатов измерений, выполненных в условиях повторяемости, округленное до второго десятичного знака, если выполняется условие приемлемости по разделу 7.

источник

78-87%) от всех белков. Основными компонентами казеина являются α s1- , β-, χ-, γ-казеин. Казеины α и β-наиболее чувствительные к ионам Ca, γ-казеин ионами Ca не осаждается, однако γ-казеин содержит чувствительную к сычужному ферменту пептидную связь, образованную остатками фенилаланина и метионина. Казеин, как и любой другой белок, распадается при термической обработке, однако он гораздо более термоустойчив. Для его разрушения необходимо температурное воздействие в 130 градусов Цельсия. Также, казеин образован из большого числа различных аминокислот, объединенных друг с другом в полипептидной цепи, но содержит также множество фосфатных групп, которые и связывают кальций (казеинат кальция, соль кальция)

В молоке казеин находится не в свободном виде, а в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса – ККФК. Казеинаткальцийфосфатный комплекс образует мицеллы сферической формы, состоящие из субмицелл. Нативные мицеллы казеина имеют на поверхности общий отрицательный заряд и прочную гидратную оболочку, что в заметной степени обусловливает их устойчивость в молоке. Такой вид казеина иногда именуется как казеиноген.

При прокисании молоко сворачивается, и казеин осаждается в форме творожного сгустка. Свёртывание казеина в молоке протекает под влиянием протеолитических ферментов сычужного сока, кислот, вырабатываемых молочнокислыми бактериями, либо при прямой добавке кислот (технический казеин).

Казеин получают разными способами. Важный фактор, определяющий промышленное получение казеина, является его растворимость в различных растворах. Казеин растворим в разбавленных растворах щелочей и в сильных кислотах, однако нерастворим в разбавленных кислотах, где он выпадает в осадок. Для производства казеина применяется свежее обезжиренное молоко. Удаление жира в молоке происходит с помощью центрифугирования, после чего в него добавляют слабощелочной раствор. Для отделения малейших следов жира снова центрифугируют и приливают разбавленный раствор кислоты, чтобы добиться максимально полного выпадения казеина в осадок. Образовавшийся творожный сгусток промывают для удаления кислоты и высушивают при низкой температуре, поскольку казеин чувствителен к нагреванию.

Существуют четыре основных метода определения массовой доли белка в молоке и молочных продуктах:

– Метод формольного титрования

ГОСТ 25179-2014 устанавливает методы определения массовой доли белка в колориметрическом методе и в методе формольного титрования. ГОСТ 53951-2010, а так же ГОСТ 23327-98 регулируют измерение массовой доли белка по Кьельдалю.

Метод Кьельдаля

Данный метод основывается на сжигании органических компонентов молочной пробы в колбе Кьельдаля с добавлением серной кислоты в присутствии катализатора сульфата меди. Определяют массовую долю азота, который в ходе реакции освобождается. Массовую долю белка находят, умножая полученный результат на соответствующий коэффициент.

Массовую долю азота определяют следующими способами:

Электрохимический.Кулонометрическое титрование аммиака происходит автоматически в минерализованной пробе.

Химический. Раствор подщелачивается, аммиак с водяным паром дистиллируется, с поглощением его раствором борной кислоты и титрованием последнего раствором соляной кислоты. Индикация точки эквивалентности происходит по изменению окраски индикатора или с помощью потенциометрического анализатора.

Измерения проводится с добавлением, в колбу Кьельдаля, нескольких кусочков фарфора, примерно 10 г. сульфата калия, 0,04 г. сульфата меди. Молочную пробу отмеривают в бюксу с крышкой в количестве 5 см³, крышку закрывают и взвешивают. Перелив молоко из бюксы в колбу, пустую бюксу взвешивают и по разнице определяют массу взятого молока. В колбу с молоком осторожно по стеночкам, тем самым смывая молоко со стенок колбы, добавляют 20 см³ серной кислоты. Колбу закрывают, содержимое с осторожностью перемешивают.

Колбу устанавливают на нагревательный прибор под углом в 45º и осторожно, нагревают до тех пор, пока не прекратится бурное вспенивание и содержимое колбы не станет жидким. Далее процесс продолжают при более интенсивном нагревании. Кипящая кислота должна конденсироваться в середине горловины колбы Кьельдаля. Степень нагревания считается достаточной, когда жидкость становится прозрачной, бесцветной (при применении в качестве катализатора окиси ртути) или слегка голубоватой (при применении в качестве катализатора сульфата меди).

Как только раствор обесцветится, нагревание следует продолжать в течение 1,5 часа. После чего колбе необходимо дать остыть до комнатной температуры. Как только температура достигнет комнатной, доливают 150 см³ дистиллированной воды и вносят несколько кусочков свежепрокаленной пемзы, перемешивают, и снова остужают.

В коническую колбу отмеривают 50 см³ раствора борной кислоты, добавляют 4 капли индикатора и перемешивают.

Коническую колбу с борной кислотой устанавливают под холодильником, и соединяют при помощи аллонжа и резиновой трубки, при условии ,что конец аллонжа должен быть погружен в кислоту. Колбу Кьельдаля соединяют с холодильником при помощи каплеуловителя, проходящего через одну пробку с делительной воронкой. Отмеряют 80 см³ раствора гидроксида натрия и приливают его через делительную воронку в колбу Кьельдаля. Кран делительной воронки закрывают незамедлительно для избегания потери образующегося аммиака. Содержимое колбы Кьельдаля круговыми движениями осторожно смешивают и доводят до кипения. Пенообразования следует избегать.

В холодильнике происходит конденсация паров раствора аммиака, которые попадают в колбу с раствором борной кислоты. Перегонка продолжается пока жидкость не начнет бурлить. Степень нагрева регулируется так, чтобы время дистилляции было не менее 20 минут. Борная кислота в процессе принимает зеленую окраску. Полнота перегонки аммиака проверяется путем дополнительной перегонки в новую порцию борной кислоты (20 см³) в течение 5 минут. Окраска раствора борной кислоты не должна меняться. При перегонке не допускается нагревания раствора борной кислоты. Слишком сильное охлаждение (как правило, ниже 10ºС) недопустимо, оно может вызвать переход жидкости из конической колбы в колбу Кьельдаля. По окончании перегонки аллонж вынимают из раствора борной кислоты, и продолжают перегонку в течение 1-2 минут. После прекращения нагревания отсоединяют аллонж. Поверхности аллонжа промываются небольшим количеством дистиллированной воды, сливая ее в коническую колбу. Дистиллят титруют раствором соляной кислоты до перехода зеленого цвета в серый. При избытке титранта раствор приобретает фиолетовый цвет.

Читайте также:  Анализ белка по методу кьельдаля

Параллельно основному проводят контрольный опыт, применяя 5 см³ дистиллированной воды вместо молочной пробы. Контрольный опыт необходимо повторить не менее 5 раз. По объему аммиака, определяемого титрованием, устанавливают количество общего азота. При умножении количества азота на принятый коэффициент 6,38 для молока; 6,25 для молокосодержащих продуктов; 6,28 для сыворотки, таким образом, находят содержание общего белка в молоке.

Колориметрический метод.

Метод основывается на способности белков молока связывать кислый краситель (при рН ниже изоэлектрической точки), образуя с ним нерастворимый осадок, удаляя который измеряют оптическую плотность исходного раствора красителя относительно полученного раствора.

В пробирку отмеряют 1 см³ молока, приливают 20 см³ рабочего раствора сине-черного красителя, который готовится путем смешивания водного раствора красителя и кислого буферного раствора с добавлением поверхностно-активного вещества (ПАВ). Пробирку закрывают и получившуюся смесь интенсивно перемешивают. Встряхивание не допускается во избежание появления трудноразрушаемой пены. Выпавший осадок центрифугируют 10 минут при 1500 об./мин (20 минут при меньшей частоте вращения в 1000 об./мин.) Далее необходимо отобрать 1 см³ надосадочной жидкости и перенести в мерную колбу №1. Дистиллированной водой доливают до метки 50 см³ и перемешивают. В мерную колбу №2 помещают 1 см³ красителя и так же доливают дистиллированной водой до метки 50 см³. Используя колориметр или спектрофотометр, измеряют оптическую плотность разбавленного раствора красителя (колба №2) по отношению к анализируемой пробе (колба №1). После каждых 24х измерений кювету промывают, специально приготовленным по ГОСТу, буферным раствором.

Массовую долю белка Х4, %, вычисляют по формуле:

где 7,78 — эмпирический коэффициент, %/ед. оптической плотности;

D — измеренная оптическая плотность, ед. оптической плотности;

1,34 — эмпирический коэффициент, %.

Окончательный результат есть среднеарифметическое значение результатов измерений, выполненных в условиях повторяемости, округленное до второго десятичного знака.

Метод формольного титрования.

Этот метод основывается на нейтрализации карбоксильных групп моноаминодикарбоновых кислот белков раствором гидроксида натрия. Количество гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию, пропорционально массовой доле белка в молоке.

В стакан помещают стержень магнитной мешалки и вносят 20 см 3 молочной пробы. Далее стакан устанавливается на магнитной мешалке, двигатель мешалки запускают и в молочную пробу погружают электроды потенциометрического анализатора. Постепенно приливают раствор гидроокиси натрия. При достижении точки эквивалентности (pH = 9, подавая раствор по каплям начиная с рН = 4) и окончании времени выдержки, которая длится 30 сек., определяют количество раствора гидроокиси натрия, израсходованное на нейтрализацию молочной пробы до внесения формальдегида. После в стакан вносят 5 см 3 формальдегида и засекают время. Через 2 — 2,5 мин. продолжают титрование (снова до точки эквивалентности, где рН=9) и по окончании процесса определяют общее количество раствора, использованного для нейтрализации.

Параллельно основному проводится контрольный опыт по нейтрализации смеси 20 см 3 воды и 5 см 3 раствора формальдегида.

Массовую долю белка Х3, %, вычисляют по формуле:

V2– общее количество раствора, израсходованное на нейтрализацию;

V1– количество раствора, израсходованное на нейтрализацию до внесения формальдегида;

V – количество раствора, израсходованное на контрольный опыт;

0,96 – эмпирический коэффициент;

K – поправка к результату измерения массовой доли белка, %.

Окончательный результат есть среднеарифметическое значение результатов измерений, выполненных в условиях повторяемости, округленное до второго десятичного знака.

Рефрактометрический метод

Метод основывается на измерении разности показателей преломления луча света, после прохождения его через молоко и безбелковую молочную сыворотку, полученную из той же молочной пробы. Разность между ними прямо пропорциональна массовой доле белка в молоке.

Навеску 40,0 г хлористого кальция вносят в колбу вместимостью 1000 см 3 , сюда же добавляют 500 см 3 воды и перемешивают до полного растворения осадка. Содержимое колбы нагревают до температуры 20 о С и доводят дистиллированной водой до метки.

Наливают в 3 флакона по 5 см 3 молока, вносят по 6 капель 4%-ного раствора хлористого кальция. Закрывают флаконы пробками, и их содержимое перемешивают, переворачивая флаконы. Далее флаконы помещают в водяную баню, при этом уровень воды в бане должен достигать половины высоты флаконов. Баню закрывают, ставят на электроплитку, доводят содержимое бани до кипения и продолжают кипятить как минимум 10 мин. Сливают горячую воду через отверстия на крышке, не открывая бани, добавляют в баню холодную воду и держат в ней как минимум 2 мин.

Через время баню открывают, достают флаконы и разрушают белковый сгусток, энергично встряхивая флаконы. Флаконы устанавливают в центрифугу и центрифугируют как минимум 10 мин. Получившуюся прозрачную сыворотку отбирают пипеткой и капают на измерительную призму рефрактометра 1-2 капли. Закрывают измерительную призму осветительной. Наблюдая в окуляр рефрактометра, специальным корректором убирают окрашенность границы света и тени. Для того чтобы улучшить резкость границы, измерение проводят через 1 мин после нанесения сыворотки на призму, так как за это время из пробы удаляется воздух и происходит лучшее смачивание поверхности осветительной призмы. Осуществляют по шкале «Белок» как минимум 3 наблюдения. Удаляют сыворотку с поверхности призмы рефрактометра, промывают ее водой и протирают фильтровальной бумагой.

Вносят на измерительную призму 2 капли исследуемого молока и проводят по шкале «Белок» как минимум 5 наблюдений, так как резкость границы света и тени у молока хуже, чем у сыворотки. Вычисляют средние арифметические результаты наблюдений для сыворотки и молока.

Массовую долю белка в молоке X1, %, в процентах вычисляют по формуле:

Х2 — среднее арифметическое значение результатов измерений по шкале «Белок» для молока, %;

ХЗ — среднее арифметическое значение результатов измерений по шкале «Белок» для сыворотки, %.

Предел допустимой погрешности результата измерений составляет ±0,1 % массовой доли белка при доверительной вероятности 0,90 и расхождении между двумя параллельными определениями не более 0,1 % массовой доли белка.

Окончательный результат есть среднеарифметическое значение результатов измерений, выполненных в условиях повторяемости, округленное до второго десятичного знака.

В сыром коровьем молоке согласно ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» массовая доля белка должна быть в пределах 2,8-3,6%, но не менее 2,8%. Базисная норма массовой доли белка составляет 3,0%.

Сумм Б. Д. Основы коллоидной химии: учебник для студентов хим. и нехим. спец. — М.: Высшая школа, 2010 — 410 с.

Боровская Л.В. Электронный учебно-методический комплекс дисциплины «Физическая и коллоидная химия: учебно-методический комплекс дисциплины» Учебное пособие. ФГУП НТЦ «ИНФОРМРЕГИСТР» Депозитарий электронных изданий. Москва 2010 .

Феноменологическая модель термокислотной коагуляции белков обезжиренного молока / Л.А. Остроумов, А.М. Осинцев, И.А. Смирнова и др. // Техника и технология пищевых производств. – 2011. – № 1. – С. 133–139.

Транспортировка и хранение скоропортящихся пищевых продуктов. Данилин В.Н., Петрашев В.А., Боровская Л.В.// Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1996. № 1-2. С. 7

Осинцев, А.М. Роль ионов кальция в коллоидной стабильности мицелл казеина / А.М. Осинцев, В.И. Брагинский О.Ю. Лапшакова А.Л. Чеботарев // Техника и технология пищевых производств. – 2009. – № 1. – С. 63–67

Исследование термодинамических свойств белково-полисахаридной системы методом дифференциальной сканирующей калориметрии /Бугаец Н.А., Тамова М.Ю., Боровская Л.В., Миронова О.П. //Известия высших учебных заведений. Пищевая технология Издательство: Кубанский государственный технологический университет .Краснодар, № 5-6,с.112.

источник

Определение содержания белка в молоке методом формольного титрования

Определение содержания белка в молоке методом формольного титрования

Руководитель: , учитель химии

Выполнила: Кошкина Мария, ученица 11 “Б” класса

Метод формольного титрования 7 Проведение эксперимента 7 Обработка результатов 8

Особую ценность в молоке представляют белки, они полезнее, чем белки мяса и рыбы, и быстрее перевариваются. Массовая доля белка в молоке является важным показателем качества молока. Россия отстает по этому показателю от других развитых стран.

Поэтому целью работы является исследование образцов молока местных производителей на содержание белка и определение, соответствует ли оно норме. Работа имеет экспериментально-исследовательский характер.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

    Изучить различные методы определения содержания белка в молоке. Оптимальным для себя методом определить содержание белка в молоке и сравнить результаты с заявленной производителем массовой долей.

Массовая доля (в %) общего количества белков в молоке равна количеству 0,1 н раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию в присутствии формалина, умноженному на коэффициент 0,959.

    Исходя из наличия реактивов и оборудования, оптимальным для меня методом определения белка является метод формольного титрования. Результаты исследования содержания белка в молоке совпали с массовой долей указанной на упаковке в случаях проб «Молоково!» и «33 коровы», во всех остальных случаях полученный мною результат оказался больше). Из результатов видно, что содержание белка в исследуемых образцах молока оказались выше заявленных производителями.

Введение

Молоко — полноценный и полезный продукт питания. Оно содержит все необходимые для жизни питательные вещества. Перевариваемость молока в организме человека составляет 95 — 98%. Питательная ценность молока при ежедневном употреблении около литра удовлетворяет в среднем всю суточную потребность взрослого человека в жире, кальции, фосфоре и рибофлавине, 50% потребности в протеине, 33% потребности в витамине А, аскорбиновой кислоте и тиамине, 25% потребности в энергии и, за исключением железа, меди, марганца и магния, полностью удовлетворяет потребность во всех минеральных веществах. В настоящее время молоко входит в состав многих продуктов, используемыхчеловеком, аего производствостало крупной отраслью промышленности. Для многих жителей нашей страны молоко и молочные продукты основной источник белковой пищи. Повышение качества молока также актуально, как и увеличение его производства. Более половины сырья сегодня не отвечает требованиям переработки. Только качественное молоко полезно для здоровья. Особую ценность в молоке представляют белки, они полезнее, чем белки мяса и рыбы, и быстрее перевариваются. Физиологическое значение белков трудно переоценить; не случайно их называют «носители жизни». Белки — основной материал, из которого построен живой организм, т. е. протоплазма каждой живой клетки. При биологическом синтезе белка в полипептидную цепь включаются остатки 20 аминокислот (в порядке, задаваемом генетическим кодом организма). Среди них есть и такие, которые не синтезируются вообще (или синтезируются в недостаточном количестве) самим организмом, они называются незаменимыми аминокислотами и вводятся в организм только вместе с пищей. Пищевая ценность белков различна; животные белки, имеющие более высокое содержание незаменимых аминокислот, считаются для человека более важными, чем растительные белки. Белки молока содержат почти все аминокислоты, встречающиеся в белках (таблица 1). В состав белков молока входят как циклические, так и ациклические аминокислоты — нейтральные, кислые и основные, причем преобладают кислые. Количество отдельных групп аминокислот в белках зависит от зоотехнических факторов, что и обуславливает их физико-химический состав. Молоко по содержанию незаменимых аминокислот является полноценным. Из таблицы(2) видно, что биологическая ценность казеина несколько ограничивается дефицитом серосодержащих аминокислот — цистина, вместе с тем казеин содержит высокое количество фенилаланина, тирозина и метионина, что вызывает затруднения при их метаболизме в организме грудных детей. В сывороточных белках баланс дефицитных серосодержащих и других незаменимых аминокислот лучше, чем в казеине, и значит биологическая ценность их выше. А в растительных белках недостает триптофана, лизина, которыми богаты молочные белки. Благодаря тому, что белки молока находятся в растворенном состоянии, они легко атакуются и перевариваются протеолитическими ферментами пищеварительного тракта. Степень усвоения белков молока 96-98%.

Особую ценность в молоке представляют белки, они полезнее, чем белки мяса и рыбы, и быстрее перевариваются. Массовая доля белка в молоке является важным показателем качества молока. Россия отстает по этому показателю от других развитых стран (таблица 3). Поэтому целью моей работы является исследование образцов молока местных производителей на содержание белка и определение, соответствует ли оно норме.

Определить содержание белка в различных пробах молока и сравнить результаты с заявленной производителем массовой долей белка

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

    Изучить различные методы определения содержания белка в молоке Оптимальным для себя методом определить содержание белка в молоке и сравнить результаты с заявленной производителем массовой долей

Гипотеза

Содержание белка в молоке российских производителей меньше заявленного на упаковке.

Основная часть работы Метод формольного титрования

Метод формольного титрования основан на нейтрализации карбоксильных групп моноаминодикарбоновых кислот белков раствором гидроксида натрия, количество которого, затраченное на нейтрализацию, пропорционально массовой доле белка в молоке.

Аппаратура, материалы и реактивы:

    колба коническая, вместимостью 100 см3; пипетка вместимостью 20 см3; бюретка вместимостью 25 см3; натрия гидроокись, стандарт-титр по ТУ 6–09–2540, раствор с молярной концентрацией 0,1 моль/дм3; формальдегид, водный раствор с массовой долей формальдегида 30% по ГФ СССР, № 000.

Проведение эксперимента

Для приготовления эталона окраски в химический стакан вместимостью 150–200 см3 отмеривают пипеткой 20 см3 молока и добавляют 0,5 см3 2,5 %- го раствора сульфата кобальта. Эталон пригоден для работы в течение одной смены. Для лучшего сохранения к эталону можно добавить одну каплю формалина. Во избежание отстоя сливок – эталон рекомендуется периодически перемешивать. Проведение анализа: В колбу вместимостью 100 см3 отмеривают 20 см3 молока, 0,25 см3 (10–12 капель) 1 %-ного раствора фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором гидроксида натрия до появления розовой окраски, соответствующей окраске эталона. Затем в стакан вносят 4 см3 нейтрализованного 36–40 %-го формалина, перемешивают круговыми движениями и через 1 мин. вторично титруют до появления слабо-розового окрашивания, соответствующего окраске эталона. Если испытания проводят при искусственном освещении, то для точного определения момента появления окраски используют белый экран, для чего лист чертежной бумаги размером 40 ? 40 см сгибают пополам.

Читайте также:  Анализ басни волк и белка

Массовая доля (в %) общего количества белков в молоке равна количеству 0,1 н раствора гидроксида натрия, затраченного на нейтрализацию в присутствии формалина, умноженному на коэффициент 0,959.

Выводы

    Исходя из наличия реактивов и оборудования, оптимальным для меня методом определения белка является метод формольного титрования Результаты исследования содержания белка в молоке совпали с массовой долей указанной на упаковке в случаях проб «Молоково!» и «33 коровы», во всех остальных случаях полученный нами результат оказался больше (Таблица 4). Из результатов мы видим, что содержание белка в исследуемых образцах молока оказались выше заявленных производителями. Причиной этого может быть то, что ценообразующим фактором на российском рынке молока является жирность, и производитель в первую очередь следит за тем, чтобы именно она соответствовала норме, пренебрегая другими параметрами. Возможно повлияло что-то еще. Это я хочу выяснить в своей следующей работе.

Литература

    ГОСТ 25179-90 Молоко. Методы определения белка , Технология молока и молочных продуктов // М.,Агропромиздат, 1991. — 463с. , Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств // М., Агропромиздат, 1981г. [и др.], Лабораторный контроль качества молока: учеб.-метод. пособие // Витебск: ВГАВМ, 2011 – 64 с. , Биологический эксперимент в школе // М., Просвещение, 1990 В. Вакула Биотехнология: что это такое? // М., Молодая гвардия, 1989 , , Общая биология // М., Дрофа, 2000 , Химия // М., Дрофа, 2005 , Химия и пища // М., Наука,1986 , Химия в технологиях индустриального общества // Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011

Приложение

Таблица 1. Аминокислотный состав белков коровьего молока (г).

Белки молочной сыворотки и протеозо-пептоны

источник

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАССОВОЙ ДОЛИ БЕЛКА В МОЛОКЕ И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТАХ

Цель работы: Ознакомиться с различными методами определения белка в молоке.

  • 1. Изучить различные методы определения белка в молоке.
  • 2. Дать сравнительный анализ полученных результатов, указать причины расхождений значений массовой доли белка при определении различными методами.
  • 3. Сделать вывод о целесообразности использования исследованных методов в лабораторных и промышленных масштабах.

Краткие теоретические сведения

Определение белковых веществ в молоке методом формольного титрования. Метод основан на связывании свободных аминогрупп белков альдегидными группами формалина, в результате чего кислотность молока изменяется. Наблюдается сдвиг (на кривой титрования) в область более низких значений рН. Метод применим для определения суммы белковых веществ в молоке (кислотностью не выше 22 0 Т).

Определение процентного содержания белка в молоке рефрактометрическим методом. Показатель преломления Пд молока состоит из суммы Пд воды и Пд растворенных в ней белков, молочного сахара, небелковых азотистых веществ и солей. Небелковые азотистые вещества, молочный сахар и соли находятся в молоке в виде истинного раствора, белки — в виде коллоидного. Жир в молоке находится в виде эмульсии и на суммарный показатель преломления молока не влияет. Содержание белков (сумму казеина, альбумина, глобулина) в молоке определяют по разности показаний по шкале “Белок” молока и безбелковой сыворотки при одинаковых условиях производимых измерений.

Колориметрический метод определения белка в молоке. Метод предназначен для исследовательских целей. В основу его положена способность белков связывать кислые красители. Колориметрическим методом, как и стандартным методом Къельдаля, определяют массовую долю общего белка, включая фракцию небелкового азота.

Экспрессное измерение содержания белка в молоке на приборах белкомер БМЦ-1 или БМ-003. Принцип действия прибора основан на фотоколориметрическом методе измерения оптической плотности отфильтрованной смеси дозы молока и дозы раствора красителя органического кислотного сине-черного.

Метод основан на способности белков молока при рН ниже изоэлектрической точки связывать кислые красители, образуя с ними нерастворимый комплекс, при этом оптическая плотность раствора красителя уменьшается пропорционально количеству белка. После удаления нерастворимого комплекса вновь измеряют оптическую плотность раствора, содержащего остаточно несвязанный краситель, которая пропорциональна массовой доле белка в молоке. Конструктивно прибор состоит из двух блоков: измерительного и блока приготовления пробы.

Определение общего белка в молоке методом Къельдаля. Метод определения азотистых веществ в пищевых продуктах был предложен Къельдалем в 1883 г. и до сих пор, с небольшими изменениями, является основным методом определения белковых веществ в молоке и молочных продуктах. Къельдаль разработал метод определения количества белков по азоту, основываясь на том, что органические вещества при нагревании с концентрированной серной кислотой окисляются до H2O и CO2, а азот аминогрупп — NH2 переходит в сернокислый аммоний.

Серная кислота при нагревании разлагается на сернистый ангидрид, атомарный кислород и воду:

Выделяющийся атомарный кислород окисляет аминнокислоты. После окончания окисления аминный азот белковых веществ будет находиться в форме аммонийной соли. Переводя азот белковых соединений в форму сернокислого аммония, определяют количество азота в форме аммиака, для этого раствор разбавляют водой, серную кислоту нейтрализуют раствором едкого натра и избытком его создают щелочную реакцию, благодаря чему аммонийные соли выделяют аммиак:

Образующийся аммиак перегоняют в приемную колбу с борной кислотой, в результате получается борат аммония, который в водной среде сильно гидролизован и имеет щелочную среду, Для нейтрализации его используют соляную кислоту. По количеству мл 0,1 н раствора HCl, пошедших на титрование бората, находят количество азота. Для определения количества белков количество азота умножают на коэффициент 6,38. Коэффициент установлен из расчета, что количество азота в молочных белках равно 15,65 %.

Оборудование, приборы и технические средства:

Рефрактометр, термостат водяной циркуляционный, весы, пипетки на 1мл, 5 мл, 10 мл, 20 мл, прибор для отмеривания формальдегида вместимостью 1 мл, пробирки емкостью 10 мл, колбы мерные на 100 мл, фильтровальная бумага, колба Къельдаля, бюкса с крышкой, уксусной кислоты 10%-й раствор, хлорид кальция 4%-й раствор, фенолфталеин 2%-й раствор, гидроокись натрия 0,1 н раствор, формалин 36-40%-й раствор, сульфат кобальта 25%-й раствор, молоко разного состава; сернокислый калий, окись ртути, сернокислая медь, серная кислота, индикатор Таширо, борная кислота.

Порядок выполнения работы

Определение белковых веществ в молоке методом формольного титрования. В стакан вместимостью 150-200 мл вносят пипеткой 20 мл молока, 0,25 мл 2%-го раствора фенолфталеина и титруют 0,1 н. раствором гидроксида натрия до появления слабо-розовой окраски, соответствующей контрольному эталону. Затем вносят 4 мл нейтрализованного 36-40%-го формальдегида и вторично титруют до такой окраски, как и при первом титровании.

Для приготовления контрольного эталона окраски в такой же стакан отмеривают 30 мл молока и 1 мл 0,25 %-го раствора сульфата кобальта. Эталон пригоден для работы в течение одной смены. Во избежание отстоя сливок эталон рекомендуется периодически переливать. Долю общего белка в молоке можно определить также по таблице 3.1

Количество 0,1 н раствора NaOH, см 3

Массовая доля белков в молоке, %

Количество 0,1 н раствора NaOH, см 3

Массовая доля белков в молоке, %

  • 2,45
  • 2,50
  • 2,55
  • 2,60
  • 2,65
  • 2,70
  • 2,75
  • 2,80
  • 2,85
  • 2,90
  • 2,95
  • 3,00
  • 3,05
  • 3,10
  • 3,15
  • 3,20
  • 3,25
  • 2,35
  • 2,40
  • 2,44
  • 2,49
  • 2,54
  • 2,59
  • 2,64
  • 2,69
  • 2,73
  • 2,78
  • 2,83
  • 2,88
  • 2,93
  • 2,98
  • 3,03
  • 3,07
  • 3,12
  • 3,30
  • 3,35
  • 3,40
  • 3,45
  • 3,50
  • 3,55
  • 3,60
  • 3,65
  • 3,70
  • 3,75
  • 3,80
  • 3,85
  • 3,90
  • 3,95
  • 4,00
  • 4,05
  • 4,10
  • 3,16
  • 3,21
  • 3,25
  • 3,31
  • 3,35
  • 3,40
  • 3,45
  • 3,50
  • 3,55
  • 3,60
  • 3,65
  • 3,69
  • 3,74
  • 3,79
  • 3,84
  • 3,89
  • 3,94

Параллельно проводят контрольный опыт по нейтрализации смеси 20 мл воды и 5 мл раствора формальдегида.

Массовую долю белка (Х2) в процентах вычисляют по формуле:

где: V2 — общее количество раствора, израсходованное на нейтрализацию, мл; V1 — количество раствора, израсходованное на нейтрализацию до внесения формальдегида, мл;

V — количество раствора, израсходованное на контрольный опыт, мл;

0,96 — эмпирический коэффициент, % / мл;

Х1 — поправка к результату измерения массовой доли белка, %.

Определение процентного содержания белка в молоке рефрактометрическим методом. Для получения безбелковой сыворотки отмеряют во флакон 5 мл исследуемого молока и добавляют в него 5-6 капель 4%-го раствора хлористого кальция (40 г СаСI2 в одном литре дистиллированной воды).

Флакон закрывают пробкой и слегка взбалтывают содержимое. Одновременно готовят 2-3 параллельных пробы (флаконы должны быть пронумерованы). Флаконы помещают в бачок термостата, наливают в него воду до половины высоты флаконов, закрывают крышкой. Воду в бачке кипятят в течение десяти минут. Затем горячую воду заменяют холодной. Флаконы охлаждают в течение двух минут. Флаконы вынимают из бачка, встряхивают так, чтобы сгусток разрушился и выделившаяся сыворотка смешалась с конденсатом.

Отфильтрованную сыворотку наносят на измерительную призму рефрактометра и плавно закрывают ее осветительной призмой. Наблюдая в окуляр, убирают окрашенность границы светотени. Для улучшения резкости границы измерение необходимо проводить через 0,5 — 1 мин., т.к. за это время из пробы удаляется воздух и лучше смачивается поверхность осветительной призмы.

По шкале «Белок» снимают показание для сыворотки. Измерения повторяют 3-4 раза и подсчитывают среднеарифметическое значение Бс. Удалив сыворотку с обеих призм, их тщательно промывают водой и вытирают чистой мягкой салфеткой или ватой. Затем 1-2 капли исследуемого молока помещают на измерительную призму.

Проводят измерения по шкале «Белок» в том же порядке, как на сыворотке. Так как резкость границы у молока несколько хуже, чем у сыворотки и воды, измерения повторяют 4-5 раз и подсчитывают среднеарифметическое значение Бм. Содержание белков в молоке определяют по формуле:

Общий белок (белки и небелковые азотистые вещества) определяют по формуле:

По шкале «Белок» также можно определить содержание казеина, сывороточных белков (альбумина и глобулина) в молоке. Содержание казеина в молоке определяют по формуле:

где Бк.с. — показание по шкале «Белок» для бесказеиновой сыворотки.

Для получения бесказеиновой сыворотки во флакон с молоком (5 мл) вносят 10 капель 10%-го раствора уксусной кислоты. Содержание сывороточных белков определяют по формуле:

Определение общего белка в молоке методом Къельдаля. В колбу Къельдаля помещают последовательно несколько стеклянных бусинок или кусочков фарфора, около 10 г сернокислого калия, 0,5 г окиси ртути или 0,04 г сернокислой меди. В бюксу с крышкой отмеривают 5 мл молока, крышку закрывают и взвешивают с точностью до 1 мг. Пустую бюксу вновь взвешивают и по разнице между массой бюксы с молоком и массой пустой бюксы устанавливают массу взятого молока. В колбу добавляют 20 мл серной кислоты, вливая осторожно по стенкам колбы, смывая с них капли молока. Колбу закрывают грушеобразной стеклянной пробкой и осторожно круговыми движениями перемешивают содержимое колбы.

Колбу ставят на нагревательный прибор в наклонном положении под углом 45 0 и осторожно нагревают. Продолжают нагревание колбы до тех пор, пока не прекратится пенообразование и содержимое колбы не станет жидким. Затем сжигание продолжают при более интенсивном нагревании. Степень нагревания считают достаточной, когда кипящая кислота конденсируется в середине горловины колбы Къельдаля.

Время от времени содержимое колбы перемешивают, смывая обуглившиеся частицы со стенок колбы. Нагревание продолжают до тех пор, пока жидкость не станет совершенно прозрачной и практически бесцветной (при применении в качестве катализатора окиси ртути) или слегка голубоватой (при применении в качестве катализатора сернокислой меди).

После осветления раствора нагревание продолжают в течение 1,5 ч, после чего колбе дают остыть до комнатной температуры. Добавляют 150 мл дистиллированной воды и несколько кусочков свежепрокаленной пемзы, перемешивают и снова охлаждают.

В коническую колбу отмеривают 50 мл раствора борной кислоты, добавляют 4 капли индикатора Таширо и перемешивают. Коническую колбу соединяют с холодильником с помощью аллонжа и резиновой пробки так, чтобы конец аллонжа был ниже поверхности раствора борной кислоты в конической колбе. Колбу Къельдаля соединяют с холодильником при помощи каплеуловителя, проходящего через одну пробку с делительной воронкой. Градуированным цилиндром отмеривают 80 мл раствора гидроокиси натрия (при применении в качестве катализатора красной окиси ртути используют раствор гидроокиси натрия, содержащий сульфид натрия) и через делительную (или капельную) воронку вносят его в колбу Къельдаля. Сразу же после выливания раствора закрывают кран делительной воронки для избежания потери образующегося аммиака. Содержимое колбы Къельдаля осторожно смешивают круговыми движениями и нагревают до кипения. При этом необходимо избегать пенообразования.

Продолжают перегонку до тех пор, пока жидкость не начнет вскипать толчками. При этом регулируют степень нагрева так, чтобы время дистилляции было не более 20 мин. Убедиться в полноте перегонки аммиака можно путем дополнительной перегонки в новую партию борной кислоты (20 мл) в течение 5 мин. Окраска раствора борной кислоты должна остаться без изменения. При перегонке не допускают нагревания раствора борной кислоты в конической колбе. Слишком сильное охлаждение (ниже +10 0 С) также нежелательно, так как оно может вызвать переброс жидкости из конической колбы в колбу Къельдаля.

Перед окончанием перегонки опускают коническую колбу так, чтобы конец аллонжа оказался над поверхностью раствора борной кислоты, и продолжают перегонку в течение 1-2 мин. Прекращают нагревание и отсоединяют аллонж. В коническую колбу смывают внешнюю и внутреннюю поверхности аллонжа небольшим количеством дистиллированной воды. Титруют дистиллят 0,1 н раствором соляной кислоты до перехода зеленого цвета в фиолетовый.

Параллельно проводят контрольный анализ так же, как и основной, применяя 5 мл дистиллированной воды вместо молока. Контрольный анализ проводят в каждой серии определения количества белка и при каждой замене реактивов.

Массовую долю общего белка (Б) в процентах вычисляют с точностью до третьего десятичного знака по формуле:

где 1,4 — количество азота, эквивалентное 1 мл 0,1 н раствора соляной кислоты, мг;

0,1 — нормальность раствора соляной кислоты;

V1 — объем 0,1 н соляной кислоты, израсходованной на титрование дистиллята в основном анализе, мл;

V — объем 0,1 н соляной кислоты, израсходованной на титрование дистиллята в контрольном анализе, мл;

6,38 — коэффициент для перевода массовой доли общего азота на массовую долю общего белка;

m — масса молока, взятого на анализ, г.

Отчёт о выполнении задания

Результаты работы представить по форме, приведённой в табл.3.2

Метод формального титрования

  • 1. Белки молока, их классификация.
  • 2. Методы формольного титрования и Къельдаля, их химическая сущность.
  • 3. Рефрактометрический метод, на каких свойствах казеина и сывороточных белков он основан?

источник