Способ определения свободной и кристаллизационной вод в сухих пищевых продуктах Советский патент 1989 года по МПК G01N33/04 G01N30/02 

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для определения содержания кристаллизационной и свободной вод в сложных многокомпонентных смесях, , содержащих аминокислоты сахара в форме кристаллогидратов.

Целью изобретения является упрощение способа и сокращение расхода продукта.

На чертеже представлен калибровочный график.

Способ осуществляется следукщим образом.

На первом этапе навеску продукта предварительно растворяют в растворителе -- абсолютно сухом диэтиловом эфире - с последующим нагреванием раствора до температуры кипения, охлаждением до 18-22°С и добавлением днэтилового эфира, введением раство ра в реактор, превращением воды в ацетилен с помощью карбида кальция, проводят газохроматографический анализ и расчет содержания свободной в,оды по калибровочному графику (см. чертеж),

Перед проведением второго этапа из продукта удаляют диэтиловый. эфир, сушат осадок над безводным силикаге- лем и растворяют сухой осадок в растворителе - Абсолютно сухом пиридине или абсолютно сухом диметилформамиде с последующим нагреванием раствора до температуры кипения и охлаждением до 18-22 С и далее определение ведут, как и на первом этапе, а по калибровочному графику определяют содержание кристаллизационной воды. Соотношение навески продукта и растворителя на каждом этапе устанавливают равным от 1:3 до 1:5,

Возможность определения различных форм воды основывается на способности кристаллогидратов избирательно растворяться в органических растворителях с потерей кристаллизационной воды. Например, в дIiэтилoвoм эфире сахара сахароспирты, аминокислоты нерастворимы8 и, соответственное кристаллизационная вода не переходит в эфир несмотря на то, что свободной воды может содержаться в данном растворителе до 65,5%. В то 5ке время в таких растворителяхр. как пиридин, диметилформамид, сахара, сахароспир- ты, аминокислоты растворимы и освобождающаяся вода переходит в растворитель. Соответственно, при использовании диэтилового эфира можно определять свободную воду, содержащую- 5 ся в сухих пищевых продуктах, помещенных в данный растворитель. Поместив навеску в диэтиловый эфир, можно определить количество свободной воды в данном продукте, а после 0 удаления растворителя и последующего обезвоживания от остатков свобэд- ной воды и растворителя при перемешивании к навеске пиридина определяют кристаллизационную воду. Сумма 5 определенных свободной и кристаллизационной, воды дает общее содержание воды в продукте.

Остаточная влажность сухих пищевых продуктов составляет 0-15%, Со- , отношение навески продукта и растворителя устанавливают равным от 1:3 до 1:5. При увеличении разбавления более чем 1:5 затрудняется обсчет данных ввиду несоблюдения пропорциональности в отклике пламенно-ионизационного детектора газожидкостного хроматографа. Поскольку кристаллизационная вода в пищевых продуктах, в основном, присутствует в сахарак, 0 а растворимость Сахаров в пиридине ограничена, то при отношении навески с высоким содержанием Сахаров к растворителю менее чем 1:3 переход кристаллизационной во,цы в растворитель затруднен (см.табл,).

Т а б л и ц а 1

0

5

Максимальная скорость растворения кристаллогидратов в пиридине наблюдается при высоких температурах - близких к температуре его кипения (см, табл.2) Поэтому с целью ускорения

кипения

Соотношение органического растворителя и продукта на каждом э.тапе устанавливают от 1:3 до 1:15, так как при более высоких концентрациях продукта вода не полностью переходит в органический растворитель, а при сильном разбавлении продукта органическим растворителем затрудняется обсчет данных ввиду несоблюдения про10

5U51596

порциональности в отклике пламенно- ионизационного детектора гизожидкост- ного хроматографа.

Нагрев растворителей до кипения необходим дпя более полного перехода свободной и кристаллизационной вод в соответствующий ; растворитель и для сокращения времени анализа на одно определение.

Предлагаемый способ поясняется следующими примерами.

Пример 1, На первом этапе навеску детской молочной смеси Дето лакт массой 1,6667 г, взвешенную с точностью до 0,0002 г, помещают в пикнометр вместимостью 5 мп, приливают 3 МП абсолютно сухого диэтилово- го эфира, закрывают пробкой с газоотводной трубкой с внутренним диамет- 20 ром 0,5 мм и нагревают до кипения растворителя (36°С), затем быстро охлаждают под .струей воды до 18°С, после чего доводят содержимое пикно15

м - масса навески, г;

М - содержание воды в растворителе, найденное по калибровочному графику или по формуле

М ,

где S - площадь пика, мВс; 1118 - коэффициент пересчета содержания воды по отклику пламен но-ионизационного детектора, мВс,

На втором этапе декантируют раст воритель, осадок осущают, помещая пикнометр с осадком в эксикатор, заг руженный обеявоженным силикагелем, выдерживают 2 ч дпя удаления остатков свободной воды, к остатку в пикнометре приливают 3 МП абсолютно сухого пиридина, закрывают пробкой с газоотводной трубкой с внутренним

метра до метки абсолютно сухим диэти- 25 0.5 мм и нагревают до начала кипения растворителя (НОС).

ловым эфиром,что соответствует соот-г нощению продукт;растворитель :3. Перевод воды в ацетилен осуществляют в реакторе, совмещенном с испарителем газожидкостного хроматографа. 1,0 мкл раствора диэтилового. эфира с водой из пикнометра вводят в реактор, представляюпщй собой стеклянную трубку с внутренним диаметром 3 мм,длиной 150 мм, наполненную карбидом кальция. Образовавшийся ацетилен с помощью газа- носителя попадает на хроматографи- ческую колонку. Разделение ацетилена и диэтилового эфира проводят на газожидкостном хроматографе Цвет- 104 с пламенно-ионизационным детектором на стеклянной капиллярной колонке 50 м-0,5 мм с фазой СКТФТ-50 в изотермическом режиме-при 50 с. Температура испарителя 100°С. Время удерживания ацетилена при этих условиях 13 с. Обсчет площадей пиков осуществляют с помощью цифрового автоматического интегратора И-02. Расчет содержания свободной воды в продукте осуществляют по формуле

30

35

40

Определение и расчет ведут аналогично первому этапу,

П р и м е р 2, Навеска детской молочной смеси Детолакт составляет 0,7143 г, что при смещивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 sп обеспечивает соотношение продукт: растворитель 1:7, Определение проводят аналогично примеру 1,

Пример 3, Навеска детской молочной смеси Детолакт составляет 0,3333 г, что при смещивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 МП обеспечивает соотношение продукт:растворитель 1:15, Определение проводят аналогично примеру 1,

50

При мер 4, Навеска детской молочной, смеси Мальш составляет 45 г., что при смешившши с раст- ворителем в пикнометре вместимостью :5 МП обеспечивает соотношение продукт: растворит ель 1:7, Определение проводят аналогично примеру 1,

П р и м е р 5, Навеска детской молочной смеси Мальш -составляет 0,3333 г, что при смешивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 МП обеспечивает соотношение продукт: растворитель 1:15, Определение проводят аналогично примеру 1,

ITМ

W - ) М

где W - содержание воды в образце,

мас.%;

- масса навески, г;

- содержание воды в растворителе, найденное по калибровочному графику или по формуле

М ,

где S - площадь пика, мВс; 1118 - коэффициент пересчета содержания воды по отклику пламен но-ионизационного детектора, мВс,

На втором этапе декантируют растворитель, осадок осущают, помещая пикнометр с осадком в эксикатор, загруженный обеявоженным силикагелем, выдерживают 2 ч дпя удаления остатков свободной воды, к остатку в пикнометре приливают 3 МП абсолютно сухого пиридина, закрывают пробкой с газоотводной трубкой с внутренним

0.5 мм и нагревают до начала кипения растворителя (НОС).

Определение и расчет ведут аналогично первому этапу,

П р и м е р 2, Навеска детской молочной смеси Детолакт составляет 0,7143 г, что при смещивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 sп обеспечивает соотношение продукт: растворитель 1:7, Определение проводят аналогично примеру 1,

Пример 3, Навеска детской молочной смеси Детолакт составляет 0,3333 г, что при смещивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 МП обеспечивает соотношение продукт:растворитель 1:15, Определение проводят аналогично примеру 1,

0

При мер 4, Навеска детской молочной, смеси Мальш составляет 5 г., что при смешившши с раст- ворителем в пикнометре вместимостью :5 МП обеспечивает соотношение продукт: растворит ель 1:7, Определение проводят аналогично примеру 1,

П р и м е р 5, Навеска детской молочной смеси Мальш -составляет 0,3333 г, что при смешивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 МП обеспечивает соотношение продукт: растворитель 1:15, Определение проводят аналогично примеру 1,

П р и м е р 6, Навеска высушенного яблочного порошка составляет О(,7143 г, что при смешивании с раст5

ворителем в пикнометре вместимостью 5 мл обеспечивает соотношение продукт; растворитель 1:7, Определение проводят аналогично примеру 1,

Пример 7. Навеска высушенного яблочного порошка составляет 0,3333 г, что при смешивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 мл обеспечивает соотнотение продукт: растворитель 1:15. Определение проводят аналогично примеру 1,

Примере, Навеска муки пте- ничной в/с составляет 0,3333 г, что при смешивании с растворителем в

51596°

пикнометре вместимостью 5 мл обеспечивает соотнотение продукт:растворитель 1:15о Определение проводят аналогично примеру 1,

Пример9. Навеска пищевой глюкозы составляет 0,3333 г, что при смешивании с растворителем в пикнометре вместимостью 5 мп обеспечива1Q ВТ соотношение продукт:растворитель 1:15, Определение проводят аналогично примеру 1.

В табл,4 представлены данные определения свободной и кристагшиза - ционной вод по примерам 1-9,

Изобретение относится к пищевой промьшшенности и может быть использовано для определения содержания кристаллизационной и свободной вод в сложных многокомпонентных смесях, , содержащих аминокислоты, сахара в форме кристаллогидратов. Целью изоб,рететения является упрощение способа и сокращение расхода продукта. Определение свободной и кристаллизационной вод в сухих пищевых продуктах ведут в два этапа. На первом этапе навеску продукта предварительно растворяют в растворителе - абсолютно сухом диэтиловом эфире - с последукяцим нагреванием раствора до температуры кипения, охлаждением до 18-22 С и добавлением диэтилового э(ира. Затем раствор вводят в реактор и превращают воду в ацетилен с помощью карбида кальция, проводят газохроматогра- фический анализ и расчет содержания свободной воды по калибровочному графику. Перед проведением второго этапа из продукта удаляют диэтиловый эфир, осадок сущат под безводным си- ликагелем и растворяют сухой осадок в растворителе - абсолютно сухом лиридине или абсолютно сухом диме- тилформамиде - с последующим нагреванием раствора до температуры кипения и охлаждением до 18-22 С н далее определение ведут, как и на первом этапе, а по калибровочному графику определяют содержание кристаллизационной воды. Соотношение навески продукта и растворителя на каждом этапе устанавливают равным от 1:3 до 1:5. 1 ил. 4 табл. « W Ji ел ел со 05

Содержание свободной и кристаллизационной воды в различных пищевых продуктах

3314 1535 305Ъ 1416

5134 257

Примечаин в, Соотиоаеняе продукт|растворитель (1:3, 1:7, 1:15) выбиралось исходя нэ о $цего содерхания воды в продукте.

При хранении сухих пищевых продуктов при определенных условиях возможен переход кристаллизационной воды в свободную (разрушение кристаллогидратов) , что приводит к ускорению химических и биохимических процессов часто вызывающих порчу продукта, По- ртому определение изменения общего содержания кристаллизационной воды в данном случае сигнализирует о начале протекания нежелательных процессов.

Кроме того, увеличение количества кристаллизационной воды (иммобилизация свободной воды /в кристаллогидраты) приводит к укрупнению крис- таллов, что в дальнейшем сказывается на растворимости продукта и повышении связанных с этим энергозатрат.

ТаблипаА

4,15 4,12 3,82 3,80

575 260 -. 0,72 0,70 1222 578 - 1,53 1,55

112

3540 0,30 9,50

Изменение содержания кристаллизационной воды такке свидетельствует об изменении соотношения аномерных форм (альфа- и бета) различных веществ, которые в результате этих переходов уже не являются кристаллогид- р ат ами,

Таким образом, общее /суммарно/ содержание кристаллизационной зоды в

сухих пищевых продуктах является важным показателем изменений при их хранеьши.

55

Формула изобретения

Способ определения свободной и кристаллизационной вод в сухих пищевых продуктах, предусматривающий введение раствора в реактор, связы9

вание воды с карбидом кальция с пог лучением ацетилена, газохроматогра- ;фический анализ и расчет содержания :воды по калибровочному графику, о т- ли чающийся тем, что, с ; целью упрощения способа и сокращения j расхода продукта, процессы введения jраствора в реактор, связывание воды с карбидоьт кальция с получением аце- I тилена, газохроматографический ана- j ЛИЗ ведут последовательно в два этапа, при этом на первом этапе навеску продукта предварительно растворяют в растворителе - абсолютно сухом диэтиловом эфире - с последующим нагреванием раствора до температуры кипения, охлазкдением до 18-22°С и

f

4i

1 Д5 «5

500

5159610

добавлением диэтилового эфира, а по калибровочному графику ведут расчет содержания свободной воды, перед g проведением второго этапа из продукта удаляют диэтиловый , сушат осадок над безводным силикагелем и растворяют сухой осадок в растворителе - абсолютно сухом пиридине или абсолютно сухом диметилформамиде - с последующим нагреванием раствора до темпер-атуры кипе.ния и охлаждением до 18-22 С, а по калибровочному гра- фику ведут расчет содержания кристаллизационной воды, при этом соотношение продукта и растворителя на каждом этапе устанавливают равным от 1:3 до 1:15.

10

15

70001500 т

/7(7(Gf(fr /7f//fCf / C// pa l /7&/7rce/ii/ f