ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 5. КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ КАРТОПЛІ
Мета роботи: визначити показники якості картоплі як сировини для харчових концентратів, встановити їх відповідність вимогам нормативної документації.
Завдання для виконання роботи:
Визначити органолептичні показники якості картоплі.
Визначити масову частку вологи (експресний метод).
Визначити окремі фракції води в бульбах картоплі.
Визначити вміст сухих речовин в картоплі рефрактометричним методом.
Визначити вміст редукувальних речовин в картоплі з використання реактиву Самнера
Визначити вміст аскорбінової кислоти.
Порівняти одержані дані для різних видів картоплі та зробити висновки про якість продукції.
Робота 4.1.Визначення органолептичних показників якості картоплі
Підготовку зразка до аналізу здійснюють приготуванням об’єднаної проби картоплі згідно діючих нормативних документів.
Картоплю оцінюють партіями. Партією вважається будь-яка кількість картоплі одного сорту і типу, упакована в тару одного виду та типорозміру або не упакована, яка міститься не більше ніж у трьох автомашинах або тракторних візках, в одному вагоні, баржі, секції сховища, зокрема траншеї, або супроводжується одним документом про якість.
Маса кожної точкової проби має становити не менш як 3 кг.
Лабораторні зразки для аналізу очищують від забруднення. Для цього бульби картоплі промивають водою, очищують щіткою або губкою і підсушують на повітрі.
З кожної бульби вирізають 1/4 або 1/8 частини у вигляді сегментів. Отримані сегменти розрізають, подрібнюють на терці та добре перемішують.
Визначення органолептичних показників картоплі. За органолептичними показниками картоплю оцінюють за зовнішнім виглядом, формою, розміром, кольором м’якоті та запахом.
Для визначення розміру картоплі відбирають бульби картоплі з об’єднаної проби, відмиті або очищені вручну від землі та домішок, зважують, розглядають й вимірюють найбільший поперечний діаметр з точністю ±1 мм і сортують на такі фракції:
бульби картоплі розміром, які відповідають встановленим та допустимим стандартами нормам;
бульби картоплі розміром, що не відповідають встановленим та допустимим стандартами нормам.
Бульби картоплі кожної фракції зважують окремо та визначають їхню кількість у відсотках до маси досліджуваної проби з точністю до другого десяткового знака з подальшим округленням до першого десяткового знака.
Робота 4.2.Визначення масової частки вологи картоплі експресним методом
Масову частку вологи визначають експресним методом.
З підготовленого зразка картоплі беруть наважку 5 г, зважену з точністю ±0,01 г, яку переносять у заздалегідь висушений і зважений з додатковим аркушем фільтрувального паперу пакет. Для забезпечення рівномірного зневоднення наважку в пакеті швидко розподіляють тонким шаром на фільтрувальному папері. Підготовлені таким чином два пакети поміщають у прилад і висушують 5 хв за температури 150 °С. Після охолодження в ексикаторі протягом 3—5 хв пакети зважують з точністю ±0,01 г.
Розраховують масову частку вологи картоплі. Відхилення за паралельних визначень не має перевищувати 0,3 %.
Робота 4.3.Визначення окремих фракцій води в бульбах картоплі
Вода, яка міститься у бульбах картоплі, може перебувати у вільній і зв’язаній формах. Властивості цих форм різні. Вільна (слабозв’язана) вода розчиняє кристалічні речовини, активізує біохімічні процеси, сприяє розвитку мікроорганізмів, легко видаляється з картоплі під час її висушування та заморожування. Вільна вода міститься в капілярах, входить до складу клітинного соку бульб картоплі та замерзає за температури 0 °С.
Зв’язана вода, як правило, зв’язана колоїдами, кристалами, гідрофільними поверхнями часточок. Вона замерзає за температури мінус 25—71 °С.
У картоплі загальна кількість води становить 72—85 %. При цьому вважають, що у бульбах картоплі більша частина води перебуває у вільному (рухливому) стані й лише 5—10 % — у зв’язаному.
Поділ води на вільну та зв’язану — умовний, оскільки в процесі життєдіяльності бульб картоплі (ріст, розвиток, достигання тощо) або під час їх перероблення постійно змінюються співвідношення між різними фракціями води.
Застосовують кілька методів визначення фракції зв’язаної води, але найпоширенішим є рефрактометричний. Він полягає в тому, що визначену наважку бульб картоплі переносять у розчин сахарози відомої концентрації. Після перебування наважки у такому розчині його концентрація зменшується внаслідок переходу вільної вологи у розчин для зменшення осмотичного тиску, який зумовлює сахароза. Міцно зв’язана вода утримується в клітині, її можна розрахувати за різницею між загальною кількістю води та тією кількістю, що перейшла у розчин сахарози.
Підготовка проби картоплі. З вимитих і висушених бульб свердлом вирізають циліндр від основи до вершини, розрізають його ножем на тонкі шматочки завтовшки 1—2 мм.
У заздалегідь зважену на технічних вагах конічну колбу місткістю 150 см3 мірним циліндром вносять 25 см3 30%-го розчину сахарози і знову зважують на технічних вагах. За різницею знаходять масу взятого для досліду 30%-го розчину сахарози. Потім у розчин сахарози занурюють близько 10 г щойно нарізаної проби картоплі, колбу знову зважують для визначення точної маси взятої наважки картоплі.
Колбу з розчином і наважкою картоплі закривають пробкою і витримують 2 год, періодично перемішуючи (картопля має бути повністю покрита розчином). Далі вміст колби фільтрують через складчастий фільтр.
Рефрактометричним методом визначають концентрацію цукру в фільтраті. На призму рефрактометра наносять фільтрат і проводять визначення за температури 20 °С. Роблять не менш як три визначення і обчислюють середнє арифметичне. У разі відхилення температури від 20 °С вводять поправку.
Паралельно, також за рефрактометром, визначають концентрацію розчину сахарози, взятого для досліду.
Кількість вільної води Х, %, розраховують за формулою
(4.1)де А — кількість сахарози у розчині до проведення досліду, %; B — кількість сахарози у розчині після витримування в ньому наважки картоплі, %; Gp — маса початкового розчину сахарози, см3; Gк — наважка картоплі, г.
Одночасно в окремих наважках визначають масову частку вологи в картоплі експресним методом, який наведено в роботі 4.2.
Кількість зв’язаної води X, %, визначають за формулою
(4.2)де W — масова частка вологи в картоплі, %; Х — кількість вільної води, %.
Результати дослідження заносять у табл. 4.1.
Таблиця 4.1. Форма запису
| Показник | Умовне позначення показника | Числове значення |
| Маса порожньої колби, г | G1 | |
| Маса колби з розчином сахарози, г | G2 | |
| Маса розчину сахарози, г | Gp= G2 – G1 | |
| Маса картоплі, г | Gк | |
| Показник рефрактометра для розчину сахарози до проведення досліду за температури вимірювань (середньоарифметичне значення трьох визначень), % | | |
| Поправка на температуру | | |
| Показник рефрактометра для розчину сахарози до проведення досліду за температури 20 °С, % | | |
| Вміст сахарози в розчині до проведення досліду, % | А | |
| Показник рефрактометра для розчину сахарози після витримування в ньому наважки картоплі за температури вимірювань (середнє арифметичне значень трьох визначень), % | | |
| Поправка на температуру | | |
| Показник рефрактометра для розчину сахарози після витримування в ньому наважки картоплі за температури 20 оС, % | | |
| Кількість сахарози у розчині після витримування в ньому наважки картоплі, % | B | |
| Кількість вільної води в картоплі, % | X | |
| Масова частка вологи в картоплі, % | W | |
| Кількість зв’язаної води в картоплі, % | Y | |
Робота 4.4.Визначення вмісту сухих речовин в картоплі рефрактометричним методом
Масову частку сухих речовин у картоплі визначають рефрактометричним методом. У результаті рефрактометричного визначення масової частки сухих речовин у картопляному соку отримують дещо завищені результати за рахунок вмісту глюкози, сахарози та інших речовин, які змінюють коефіцієнт рефракції. Проте цей метод швидкий і зручний за умови масових аналізів сировини. Середнє відхилення рефрактометричного методу від стандартного методу висушування до постійної маси становить близько 1 %.
Проби підготовляють так. Для отримання картопляного соку заздалегідь подрібнену частину м’якоті бульби віджимають через три шари марлі. Отриманий фільтрат використовують для визначення вмісту сухих речовин.
На основі численних експериментальних даних складено рівняння зв’язку масової частки сухих речовин з показаннями рефрактометра:
Х = 2,53 + 3,53Y, (4.3)
де Х — масова частка сухих речовин у картоплі, %; Y— рефракція картопляного соку, % сухих речовин за шкалою рефрактометра.
Отримані значення рефракції картопляного соку використовують для розрахунку вмісту сухих речовин у картоплі.
Проводять аналіз отриманих значень.
Робота 4.5.Визначення вмісту редукувальних речовин в картоплі з використання реактиву Самнера
Для виробництва хрусткої картоплі серед комплексу біохімічних показників вирішальне значення мають вміст в бульбах редукувальних цукрів і сухих речовин, накопичення редукувальних цукрів в процесі зберігання та їх ресинтез при прогріванні.
Редукувальні цукри визначають колір готового продукту в процесі обсмажування картоплі. Чим вищий вміст редукувальних цукрів, тим темніший колір обсмажених скибочок.
Для виробництва хрусткої картоплі найбільш придатні бульби з вмістом редукувальних цукрів 0,2—0,4% (не більше 0,2% в післязбиральний період, не більше 0,4% з урахуванням ресинтезу під час зберігання). Визначення вмісту редукувальних цукрів проводять з використанням реактиву Самнера.
Принцип методу. Метод базується на здатності редукувальних цукрів давати забарвлені сполуки з 3,5-динітросаліціловою кислотою.
Хід аналізу. Для аналізу з середньої проби беруть 10-15 бульб картоплі. Бульби, відмиті і просушені на повітрі, розрізають уздовж осьової лінії на дві або більше частин. З кожної частини відбирають сегменти для аналізу так, щоб вони відображали всі зони аналізованої бульби. Потім відібрані частини подрібнюють на тертці або гомогенізаторі та перемішують. Наважку картопляної мезги в кількості 5±0,01 г поміщають в колбу, доливають 50 см3 дистильованої води нагрітої до температури 60-70 °С і струшують 10 хв. на механічному струшувачі.
Потім розчин фільтрують через фільтр або центрифугують. 1 см3 відфільтрованого розчину переносять в пробірку, додають 1 см3 реактиву Самнера і кип'ятять на водяній бані 5 хв. Одночасно з дослідними зразками на штатив ставлять контрольну пробірку з 1 см3 Самнера і 1 см3дистильованої води. Після 5 хв кип'ятіння штатив із пробірками охолоджують в холодній воді. Потім в кожну пробірку доливають 15 см3 дистильованої води, добре перемішують і визначають оптичну густину на ФЕК при довжині хвилі 540 нм.
Кількість редукувальних цукрів, %, визначають за формулою:
(4.4)де а — кількість цукрів, знайдених за калібрувальним графіком, мг; V — загальний об'єм фільтрату (50 мл); G — наважка картоплі (5 г); 1000 — коефіцієнт перерахунку мг в г.
Після розрахунків робимо висновок чи придатна картопля для виробництва хрусткої картоплі.
Робота 4.6 Визначення масової частки аскорбінової кислоти
У картоплі порівняно з іншими плодами та овочами є відносно невелика кількість вітаміну С (10—20 мг %), проте значна частка картоплі в харчовому раціоні людини дає змогу вважати її одним із постійних джерел вітаміну С, особливо в зимовий та весняний періоди. Добова потреба у вітаміні С становить 70—120 мг.
Вітамін С нестійкий, легко руйнується під час зберігання та перероблення картоплі. Його руйнування каталізується металами Fe, Cu, Ag, окиснювальними ферментами. Вітамін С добре розчиняється у воді, чутливий до кисню повітря та нагрівання. У бульбах картоплі вітамін С може перебувати у двох формах — відновленій та окисненій (дегідроформи). Обидві форми аскорбінової кислоти фізіологічно активні. Кількісні хімічні методи визначення аскорбінової кислоти ґрунтуються на її відновлювальних властивостях. Основними є методи індофенольного титрування із застосуванням сірчаного водню та без нього.
Індофенольний реактив (2,6-дихлоріндофенол) — барвник синього кольору, який відновлюється екстрактами рослин, що містять аскорбінову кислоту та переходять у безбарвну лейкосполуку (реакція Тільманса).
Закінчення реакції визначається зміною кольору розчину з синього на рожевий, що зумовлено надлишком барвника у кислому середовищі.
Із підготовленої середньої проби картоплі, що містить 10—20 бульб, від кожної бульби вирізають тонкі пластинки-сегменти завтовшки 0,5—1,0 см у напрямку від вершини до основи. Сегменти подрібнюють ножем на шматочки і перемішують. Подрібнену та добре перемішану картоплю у кількості 10 г зважують у хімічну склянку, в яку заздалегідь налито 25 см3 розчину, що містить суміш кислот 2 % хлоридної кислоти та 2 % — метафосфатної. Хлоридна кислота екстрагує з рослинної тканини бульб вільну і зв’язану аскорбінову кислоту. Метафосфосфатна кислота сприяє стійкості аскорбінової кислоти в екстрактах та осаджує білки.
Наважку картоплі з сумішшю кислот переносять у фарфорову ступку та розтирають за наявності 2 г добре промитого піску до утворення гомогенної маси. Розтирання не повинно тривати понад 10 хв. Отриману масу переливають зі ступки через скляну паличку та лійку в мірну колбу на 100 см3 за допомогою розчину, що містить суміш кислот. Закривають колбу пробкою, перемішують і залишають у спокої на 5 хв. Далі вміст колби доводять до мітки сумішшю кислот і фільтрують, повертаючи перші порції фільтрату на фільтр.
Для титрування екстрактів з одержаного фільтрату роблять два паралельних визначення. Порції фільтрату по 10 см3 переносять у конічні колби об'ємом 50 см3 і титрують з мікробюретки 0,001 моль/дм3 розчином барвника (2,6-дихлоріндофенол) до появи рожевого забарвлення, що не зникає протягом 0,5—1,0 хв. З двох паралельних визначень знаходять середнє арифметичне.
Кількість аскорбінової кислоти Х, мг %, у картоплі обчислюють за формулою
(4.4)де а — кількість 2,6-дихлоріндофенолу, витрачена на титрування екстракту, см3; Т — титр 2,6-дихлоріндофенолу за аскорбіновою кислотою, мг/см3; V— загальний об’єм екстракту, см3; 100 — перерахунковий коефіцієнт на 100 г картоплі; V1— об’єм витяжки, необхідної для титрування, см3; g — наважка картоплі, г.
Допустима розбіжність між паралельними визначеннями не має перевищувати 10 % (відносних).
Встановлення титру барвника за аскорбіновоюкислотою(за С. М. Прокошевим).Для встановлення титру барвника за аскорбіновою кислотою потрібно приготувати розчин аскорбінової кислоти: в мірну колбу на 50 см3 вносять близько 25 см3 2%-ї сульфатної кислоти, додають кілька кристалів (не зважуючи, близько 1,0—1,5 мг) аскорбінової кислоти, розчиняють. Вміст колби доводять до мітки сульфатною кислотою та добре перемішують. Потім 5 см3 цього розчину титрують розчином барвника (2,6-дихлоріндофенол) з мікробюретки до появи рожевого забарвлення. Відразу після цього в іншу колбу з 5 см3 розчину аскорбінової кислоти додають кілька кристалів (не зважуючи, близько 5—10 мг) йодиду калію, п’ять крапель 1%-го розчину крохмалю і титрують 0,001 моль/дм3 розчином йодату калію до появи світло-синього забарвлення.
Титр барвника за аскорбіновою кислотою Т, мг/см3, розраховують за формулою
(4.5)де В — кількість 0,001 моль/дм3 розчину йодату калію, витраченого на титрування розчину аскорбінової кислоти, см3; С — кількість розчину 2,6-дихлоріндофенолу, витраченого на титрування аскорбінової кислоти, см3; 0,088 — кількість аскорбінової кислоти, що відповідає 1 см3 0,001 моль/дм3 розчину йодату калію, см3.
Результати визначення вмісту аскорбінової кислоти в картоплі заносять у табл. 4.2.
Таблиця 4.2.Форма запису
| Показник | Умовне позначення показника | Числове значення |
| Кількість барвника, витрачена на титрування екстракту, см3 | а | |
| Загальний об’єм екстракту, см3 | V | |
| Об’єм витяжки, необхідної для титрування, см3 | V1 | |
| Наважка картоплі, г | g | |
| Титр барвника за аскорбіновою кислотою, мг/см3 | T | |
| Кількість 0,001 моль/дм3 розчину йодату калію, витраченого на титрування розчину аскорбінової кислоти, см3 | B | |
| Кількість розчину барвника, витраченого на титрування аскорбінової кислоти, см3 | C | |
| Кількість аскорбінової кислоти, мг % | Х | |
ЗАГАЛЬНИЙ ВИСНОВОК ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________