Визначення групи дубильних речовин
Реакція із солями Fe (III)
Реакція використовується для відкриття дубильних речовин у рослинному матеріалі.
Виконання реакції. До 1–3 мл екстракту додають 3 краплі 1%-го розчину залізоамонійних галунів. Гідролізовані дубильні речовини дають при цьому чорно-синє забарвлення, а конденсовані – чорно-зелене.
Реакція із бромною водою
Виконання реакції. До 5 мл екстракту додають декілька крапель бромної води до появи запаху брому. Конденсовані дубильні речовини утворюють жовтий або помаранчевий осад.
Реакція із середнім ацетатом свинцю
Виконання реакції. До 1–2 мл екстракту додають 2 мл 10%-ї оцтової кислоти та 1 мл 10%-го розчину середнього ацетату свинцю. При наявності гідролізованих дубильних речовин з’являється білий осад, нерозчинний в оцтовій кислоті (осад конденсованих дубильних речовин розчиняється в надлишку оцтової кислоти).
Осад відфільтровують та до фільтрату додають 10 крапель 1%-го розчину залізоамонійних галунів. При наявності конденсованих дубильних речовин фільтрат набуває чорно-зеленого кольору.
Реакція Стіасні
Реакція заснована на осадженні катехінів з формальдегідом у кислому середовищі.
Виконання реакції. До 25 мл екстракту додають 5 мл 40%-го розчину формальдегіду та 3 мл концентрованої хлористоводневої кислоти. Суміш кип’ятять на водяній бані 30 хв у колбі зі зворотнім холодильником. При наявності конденсованих дубильних речовин з’являється осад цегляного кольору.
Реакція з нітритом натрію
Виконання реакції. До 2–3 мл екстракту додають декілька кристалів нітриту натрію та 0,5 мл хлористоводневої кислоти. При наявності гідролізованих дубильних речовин розчин набуває кармінно-червоного забарвлення.
Реакція з розчином ваніліну
Виконання реакції. На скло наносять 2–3 краплі екстракту та додають декілька капель розчину ваніліну в кислому середовищі. При наявності конденсованих дубильних речовин розчин набуває червоного забарвлення.
Реакция з нітрозометилуретаном
Виконання реакції. При кип’ятінні розчинів дубильних речовин з нітрозометилуретаном таніди пірокатехінового ряду утворюють осад, а наявність пірогалолових танідів можна відкрити у фільтраті шляхом додавання залізоамонійних галунів та ацетату натрію – фільтрат забарвлюється у фіолетовий колір.
Контрольні запитання
1. Які речовини належать до групи дубильних речовин? Які основні класи цих речовин?
2. Якими методами виділяються дубильні речовини з рослинної сировини?
3. Які є якісні реакції на дубильні речовини?
4. Які реакції використовуються для визначення групи дубильних речовин, що переважає в даному виді рослинної сировини?
Лабораторна робота 10
Кількісне визначення вмісту харчових танінів
Мета роботи: провести кількісне визначення дубильних речовин.
Реактиви: KMnO4, індигосульфокислота, залізоамонійні галуни.
Визначення кількісного вмісту таніну проводять перманганатометричним методом за ДФ XІ.
Методика роботи. Близько 2 г (точна наважка) подрібненої сировини, просіяної крізь сито з діаметром отворів 3 мм переносять у конічну колбу на 100 мл, заливають 50 мл окропу і настоюють на водяній бані протягом 30 хв при постійному перемішуванні. Рідину відстоюють протягом декількох хвилин та обережно проціджують через вату в мірну колбу місткістю 250 мл (частки сировини не повинні потрапляти на вату). Сировину в колбі повторно екстрагують киплячою водою, як указано вище, проціджуючи рідину в ту ж саму мірну колбу. Екстракцію повторюють декілька разів до негативної реакції на дубильні речовини (проба з розчином залізоамонійних галунів). Рідину в мірній колбі охолоджують і об’єм доводять водою до мітки. 25 мл отриманої рідини переносять в конічну колбу на 1 л, додають 75 мл води і 25 мл розчину індигосульфокислоти і титрують при постійному перемішуванні 0,1 н. розчином перманганату калію до золотисто-жовтого забарвлення.
1 мл 0,1 н. розчину перманганату калію відповідає 0,004157 г дубильних речовин у перерахунку на танін. Паралельно проводять контрольний дослід: титрують 25 мл індигосульфокислоти в 750 мл води.
Вміст дубильних речовин визначають за формулою:
,
де Vn – об’єм екстракту, взятого для титрування, мл;
Vn – загальний об’єм екстракту, мл;
a – маса наважки, г.
Контрольні запитання
1. Чим відрізняються гідролізовані дубильні речовини від конденсованих?
2. Які методи використовуються для визначення кількісного вмісту танінів?
3. У чому полягає суть методу Левенталя?
Лабораторна робота № 11
Методи отримання і визначення вмісту регуляторів консистенції
Мета роботи: провести виділення пектину з рослинної сировини та визначити його кількісний вміст.
Реактиви: Pb(CH3COO)2, NaOH, CH3COOH, CaCl2, AgNO3, цукровий пісок, лимонна кислота
Пектин (Е 440) міститься в усіх рослинах, входить до складу клітинних стінок. Особливо багаті ним фрукти та ягоди. При нагріванні з кислотою і цукром пектин утворює драглеподібну масу.
Пектин – високомолекулярна речовина (М.м. до 200000). Його структурна основа – частково етерифікована метиловим спиртом полігалактуронова кислота.
Через здатність утворювати желе пектин використовується в харчовій промисловості для виготовлення мармеладу, джемів й інших продуктів. Сировиною для одержання пектину служать яблука, скоринки цитрусових плодів, соняшник, буряк тощо.
Методи отримання
Технологічна схема отримання драглеподібного порошку пектину з сухого бурячного гніту включає: гідроліз; екстракцію пектинових речовин із гніту буряка; колоїдно-хімічне осадження пектинових речовин з витяжки; пресування, подрібнення пектино-алюмінієвого коагуляту; очистку коагуляту водно-спиртовими розчинами; сушку пектину.
Якісне визначення пектину
Проба на галактуронову кислоту (за Ерліхом). Невелику кількість пектину (на кінчику шпателя) розчиняють в 3–4 мл води, додають кілька крапель 10%-го розчину основного ацетату свинцю й нагрівають на киплячій водяній бані. Якщо білий осад, що утворився спочатку, поступово забарвлюється в оранжевий колір із червонуватим відтінком, то кислота є.
Кількісне визначення пектину
Кількісне визначення пектину засноване на гідролізі пектинової кислоти і визначенні її у вигляді пектату кальцію.
Методика роботи. У конічну колбу або хімічну склянку ємністю 500 мл вносять 25 мл отриманого вище розчину пектину та доливають 100 мл розчину гідроксиду натрію. Залишають на 30 хв для омилення розчинного пектину, який перетворюється в натрієву сіль пектинової кислоти. Потім добавляють 50 мл розчину оцтової кислоти й одержують вільну пектинову (полігалактуронову) кислоту. Через 5 хв до отриманої полігалактуронової кислоти додають 50 мл розчину хлориду кальцію та залишають стояти 1 год. За цей час випадає осад пектату кальцію. Осад промивають гарячою водою на зваженому фільтрі, що попередньо промивають водою кілька разів і висушують до постійної маси при 100 °С. Промивання осаду виконують до негативної реакції на хлорид-іони, використовуючи розчин нітрату срібла. Осад разом з фільтром поміщають у бюкс і доводять до постійної маси в сушильній шафі при 100 °С. За різницею між первинною масою фільтра і масою його з осадом знаходять вміст пектату кальцію в 25 мл розчину пектинової кислоти:
,
де С – вміст пектинової кислоти, %;
х – кількість знайденого пектату кальцію, г;
V1 – об’єм фільтрату, узятого для омилення та осадження в ньому пектату кальцію, мл;
V – початковий об’єм розчину пектину, мл;
92 – коефіцієнт перерахування, %, який враховує, що пектат кальцію містить 8% кальцію.
Випробування желюючої здатності пектину
Методика роботи. Отриманий пектин заливають 50 мл води в порцеляновій чашці, дають постояти якийсь час для набрякання, потім додають 25 г цукрового піску та енергійно кип’ятять на піщаній бані 10–15 хв. В уварену суміш доливають 1 мл 40%-го розчину лимонної кислоти, добре перемішують і розливають у плоскі пластмасові або порцелянові формочки. Через 2–3 години желе застигає і його можна дегустувати.
Контрольні запитання
1. Які речовини використовуються як регулятори консистенції харчових продуктів?
2. Які існують методи отримання пектину з рослинної сировини?
3. Якими методами проводять якісне та кількісне визначення пектину?
4. Що таке желююча здатність та як її визначають?
Лабораторна робота 12
Отримання ефірних олій
Мета роботи: отримати ефірну олію з рослинної сировини.
Реактиви: рослинна ефіроносна сировина.
Ефірні олії – пахучі рідкі суміші летких органічних речовин, які виробляються рослинами та обумовлюють їх запах. Вміст окремих компонентів ефірних олій змінюється в широкому діапазоні та залежить від місця вирощування, кліматичних особливостей року, стадії вегетації, терміну збирання сировини, умов її зберігання, технології виділення та перероблення. До складу ефірних олій входять різні сполуки: вуглеводні, спирти, феноли, кислоти, ефіри та ін.
1. Підготувати рослинну сировину:
| трояндові пелюстки | ~ 200–300 г | |
| соснові голочки | ~ 200–300 г (подрібнити) | |
| м’ята або шавлія (суха) | ~ 50 г | |
| кріп або кмин | ~ 40–50 г (розім’яти в ступці) | |
| шкірки цитрусових | ~ 100–200 г (нарізати смужками) |
2. Зібрати установку для перегонки.
Порядок збирання і підключення:
– підготовлену рослинну сировину завантажити в круглодонну колбу і залити невеликою кількістю дистильованої води (вода повинна лише покрити сировину);
– колбу поставити у колбонагрівач, закрити пробкою, через яку пропущено скляну трубку паропровідного шлангу (слід переконатися, щоб кінець трубки був занурений у воду з сировиною); у пробку також уставлено краплевідбірник, зовнішній вихід якого необхідно обережно і не дуже щільно приєднати до холодильника (краплевідбірник застосовують для запобігання викиду сировини у холодильник в разі сильного закипання суміші у колбі);
– перевірити підключення шлангів холодильника та пустити в нього холодну воду.
– увімкнути підігрів колбонагрівача; підігрівання ведуть до початку закипання води в колбі, після чого вимикають колбонагрівач.
– заповнити «паровик» дистильованою водою на 3/4 об’єму і, не підключаючи шланг паропроводу, увімкнути в мережу та довести до кипіння (при цьому через отвір для підключення паропроводу почне йти пара).
– після закипання води в паровику вставити пробку паропровідного шлангу в отвір паровика (після цього пара почне потрапляти в перегінну колбу.
3. Від моменту закипання перегонка здійснюється приблизно 1 год. Установку під час процесу не можна залишати без догляду: весь час роботи паровика необхідно обов’язково слідкувати, щоб вода не перелилася через запобіжний клапан!!! Це можливо у випадку, коли занурена в колбу скляна трубка паропроводу перекривається надмірно подрібненою сировиною. Якщо вода з паровика переливається через запобіжний клапан, необхідно негайно вимкнути паровик з розетки! При роботі в жодному разі не слід нахилятися над паровиком, оскільки можливий опік унаслідок викиду пари!!!
4. Після закінчення процесу вимкнути паровик з розетки, одразу ж відокремити від нього паропровідний шланг! Перекрити воду, яка подається в холодильник. Продукт (дистилят з шаром ефірної олії) злити з колби-приймача в ділильну лійку, дати відстоятися та відділити ефірну олію. Ефірна олія одного виду збирається в герметичну колбочку (з пришліфованою пробкою) або бюкс, підписується та здається викладачу.
Після охолодження перегінної колби необхідно вийняти пробку, видалити сировину та обережно промити колбу.
Контрольні запитання
1. Що являють собою ефірні олії? Який їх хімічний склад?
2. Які існують методи отримання ефірних олій з рослинної сировини?
3. У чому полягає сутність методу дистиляції?
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Березов, Т. Т. Биологическая химия / Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. – М. : Медицина, 1998. – 703 с.
2. Березовский, В. М. Химия витаминов / В. М. Березовский. – М. : Пищевая промышленность, 1973. – 631 с.
3. Братус, И. Н. Химия душистых веществ / И. Н. Братус. – М. : Пищевая промышленность, 1979. – 304 с.
4. Булдаков, А. С. Пищевые добавки: справочник / А. С. Булдаков. – С.-Пб. : Ut, 1996. – 240 с.
5. Губський, Ю. І. Біологічна хімія / Ю. І. Губський. – К.–Т. : Укрмедкнига, 2000. – 507 с.
6. Егоров, Н. С. Основы учения об антибиотиках / Н. С. Егоров. – М. : Высш. шк., 1979. – 455 с.
7. Жедек, М. С. Лабораторні роботи з курсу органічної хімії / М. С. Жедек, М. П. Клюшник. – К., 1961. – 236 с.
8. Исупов, В. П. Пищевые добавки и пряности. История, состав и применение / В. П. Исупов. – С.-Пб. : ГИОРД, 2000. – 176 с.
9. Кочетков, Н. К. Химия природных соединений: углеводы, нуклеотиды, стероиды, белки / Н. К. Кочетков, И. В. Торгов, М. М. Ботвиник. – М. : Химия, 1961. – 561 с.
10. Ластухін, Ю. О. Хімія природних органічних сполук / Ю. О. Ластухін. – Л. : Інтелект-Захід, 2005. – 560 с.
11. Лікарські рослини: енциклопедичний довідник / за ред. А. М. Гродзінського. – К. : Українська енциклопедія, 1992. – 544 с.
12. методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «хімія та хімічна технологія харчових добавок» для студентів IV курсу спеціальності «Хімічна технологія харчових добавок та косметичних засобів» / укл.: В. І. Ткач, О. Ю. Вашкевич, Т. О. Бубель, М. О. Куманьова. – Д. : УДХТУ, 2010. – 39 с.
13. Найдан, В. М. Органічна хімія: малий лабораторний практикум / В. М. Найдан. – К., 1994. – 334 с.
14. Нечаев, А. П. Пищевые добавки / А. П. Нечаев, А. А. Кочеткова, А. И. Зайцев. – М. : Колос, 2001. – 256 с.
15. Овчинников, Ю. А. Биоорганическая химия / Ю. А. Овчинников. – М. : Просвещение, 1987. – 815 с.
16. Орехов, А. П. Алкалоиды / А. П. Орехов. – М. : АН СССР, 1955. – 860 с.
17. Пищевая химия / А. П. Нечаев, С. Е. Траутенберг, А. А. Кочеткова и др. ; под ред. А. П. Нечаева. – С.-Пб. : ГИОРД, 2001. – 592 с.
18. Племенков, В. В. Введение в химию природных соединений / В. В. Племенков. – Казань : Марийский полиграфическо-издательский комбинат, 2001. – 376 с.
19. Сарафанова, Л. А. Пищевые добавки: энциклопедия / Л. А. Сарафанова. – С.-Пб.: ГИОРД, 2004. – 808 с.
20. Смирнов, В. В. Антибиотики / В. В. Смирнов, И. А. Василевская, С. Р. Резник. – К. : Вища шк., 1985. – 192 с.
21. Тюкавкина, Н. А. Биоорганическая химия / Н. А. Тюкавкина, Ю. И. Бауков. – М. : Медицина, 1991. – 528 с.
22. Химия биологически активных природных соединений / Р. П. Евстигнеева, Г. А. Серебренникова, Е. Н. Звонкова и др. ; под ред. Н. А. Преображенского и Р. П. Евстигнеевой. – М. : Химия, 1976. – 456 с.
23. Химия липидов / Р. П. Евстигнеева, Е. Н. Звонкова Г. А. Серебренникова, В. И. Швец. – М. : Химия, 1983. – 296 с.