15.ДОСЛІДЖЕННЯ ПЛОДООВОЧЕВОЇ ТА ЯГІДНОЇ ПРОДУКЦІЇ ПІД ЧАС ЗБЕРІГАННЯ

15.1 Визначення інтенсивності дихання плодоовочевої та ягідної продукції

Дихання вважається основним фізіологічним процесом післязбирального періоду, який виконує в рослинному організмі три основні функції. Насамперед, вивільнена при окисленні біологічних субстратів енергія перетворюється в конвертовані форми клітинної енергії та використовується для підтримання життєвих функцій і подальшого розвитку плодів. Наступна функція полягає у забезпеченні рослинної клітини метаболітами, які утворюються при окисленні біологічних субстратів та використовуються в різноманітних біосинтезах. В результаті збалансованого протікання біохімічних процесів відбуваються процеси післязбирального дозрівання та плоди набувають найкращих споживчих властивостей. І остання функція пов’язана з термогенезом, тобто розсіюванням енергії у вигляді тепла. В результаті чого, плоди з високою інтенсивністю дихання виділяють у простір камери велику кількість тепла, що вимагає значно більшої холодопродуктивності обладнання.

Дихання, як і будь-який фізіологічний процес живого організму знаходиться у тісній залежності від різноманітних зовнішніх впливів. Екстремальні погодні чинники мають негативний вплив на інтенсивність та спрямованість протікання усіх процесів післязбирального метаболізму плодоовочевої сировини викликаючи порушення обмінних ланцюгів, внаслідок чого окислювально-відновний баланс в клітинах рослин зсувається в бік окислення. Низькі суми активних температур та рясні опади протягом вегетаційного періоду прискорюють настання клімактериксу при зберіганні.

Протягом зберігання уповільнення процесу дихання спостерігається при зниженні температури, зміні газового складу атмосфери, використанні інгібіторів етилену, нанесенні на плоди харчового покриття, використанні антиоксидантів. 

В процесі дихання витрачаються найважливіші компоненти хімічного складу плодів – цукри, органічні кислоти, фенольні речовини. А отже, чим нижче інтенсивність дихання плодів, тим краще зберігається їх якісні показники та харчова цінність.

Таким чином, інтенсивність дихання вважається біологічним маркером, та характеризує зміни функціонального стану фруктів та овочів протягом періоду зберігання.

Суть методу

Грунтується на поглинанні вуглекислого газу розчином їдкого натру відомої концентрації з подальшим визначенням кількості лугу, яка не прореагувала, титруванням хлоридною кислотою.

Засоби вимірювання, допоміжне обладнання, посуд, реактиви і матеріали: колби на 100 см3, піпетки на 2, 5, 10 см3, терези лабораторні технічні, чашки Петрі, ексикатори, годинник.

Реактиви:

0,2 н розчин NаОН (або КОН, Ва(ОН)2), 0,1 н розчин хлоридної кислоти (0,1 н НСl), 1 % - вий розчин фенолфталеїну (0,1 г фенолфталеїну розчиняють у 100 см3 96 % - вого спирту; метилоранж 0,1 % - вий розчин: 0,1 г метилоранжа розчиняють у 100 см3 дистильованої гарячої води, після чого охолоджують і фільтрують з метою видалення сульфокислоти.

 

Хід аналізу:

- у чашку Петрі вносять 10 см3 0,2 н розчину лугу і ставлять її в ексикатор;

- відважують плоди (овочі) масою близько 0,5 кг, масу фіксують;

- об'єкти дослідження поміщають в ексикатор і швидко закривають кришкою;

- фіксують час початку досліду (t1);

- ексикатор переносять у приміщення температура в якому дорівнює температурі плодів (овочів) до початку досліда приблизно на 1,5 години;

- потім виймають чашку Петрі і відразу закривають її кришкою;

- фіксують час закінчення досліду (t2);

- переносять вміст чашки в колбу для титрування;

- титрують розчин лугу розчином хлоридної кислоти у присутності фенолфталеїну до знебарвлення;

- відзначають кількість хлоридної кислоти, що пішла на титрування (b);

- у цю ж колбу додають 1...2 краплі метилоранжа;

- титрують тією ж кислотою до зміни жовтого забарвлення на рожево-червоне;

- відзначають загальну кількість кислоти (у см3), що пішла на титрування (а).

 

Розрахунки:

Інтенсивність дихання I, мг СО2/кг•год., визначають за формулою:

15.1.JPG

де 2•(а - b) – число см3 0,1н розчину хлоридної кислоти, що пішло на титрування;

     К – поправка до титру розчину хлоридної кислоти;

    2,2 – коефіцієнт перерахунку об'єму хлоридної кислоти, витраченої на титрування;

     t1 – час початку досліду, год.;

     t2 – час закінчення досліду, год.;

     с – маса плодів, кг.

За остаточний результат випробувань беруть середнє арифметичне значення трьох паралельних вимірювань, підрахованих до четвертого десяткового знака.

15.2 Розрахунок інтенсивності тепловиділення, питомої теплоємності та можливого підвищення температури продукту

15.2.1 Розрахунок інтенсивності тепловиділення

Інтенсивність тепловиділення рослинної соковитої сировини відносно висока, що пояснюється високим вмістом води, і в зв’язку з цим високою інтенсивністю дихання й обміну речовин.

Інтенсивність тепловиділення розраховують за кількістю СО2, що виділяється при диханні:

де qпит – питома теплота дихання, 10,69 кДж на 1 г СО2,

     І – інтенсивність дихання плодів, мг СО2/кг за год.

Питому теплоту дихання визначають наступним чином: процес аеробного дихання то спрощено може бути описаний рівнянням:

С6Н12О6 +6О2 ®6Н2О + 6СО2 + 2824 кДж

Оскільки молекулярна маса СО2 дорівнює 44, то за рівнянням процесу дихання виділяється 44·6=264 г СО2. Отже, на 264 г СО2 виділиться 2824 кДж тепла, а при виділенні 1 г СО2 виділиться 10,69 кДж тепла.

         З наведеного рівняння повного окислення глюкози розраховують кількість цукру, який використовується на дихання, і кількість двоокису вуглецю, який утворився, на одиницю маси в одиницю часу. Так, 20,9 кДж (5 ккал), що виділилось в процесі дихання тепла, відповідає приблизно 1000 см3 або 1,96 г СО2, або 1,34 г глюкози, що витратилась на дихання.

1Дж = 0,094 мг СО2.

         Приклад розрахунку: припустимо, 1 кг яблук за 1 годину при температурі 15 °С виділяв 9,9 або закруглено 10 см3 СО2. Із загального рівняння випливає, що при згоранні однієї граммолекули глюкози, тобто 180 мг, утворюється 6·44=264 мг СО2 і 674 ккал тепла, (1 ккал = 4,19 кДж/кг·°С). Відомо, що 44 мг СО2 займають об’єм, який дорівнює 22,4 см3. Звідси можна визначити вагу 10 см3 СО2: дроби15.JPG

Таким чином, 1 кг яблук при температурі 15 °С виділяв за 1 годину близько 50 кал тепла, або одна тонна яблук за добу за тієї ж температури - 1200 ккал.

 

15.2.2 Розрахунок питомої теплоємності

Теплоємність картоплі, овочів і плодів висока порівняно з іншими рослинними продуктами, що пояснюється високим вмістом у них води, питома теплоємність якої дорівнює 4,19 кДж/кг °С. Іноді для приблизних розрахунків застосовують теплоємність плодоовочевої продукції, яка дорівнює теплоємності води. Так, якщо вміст води в бульбах картоплі становить 80%, то питому теплоємність його можна вважати такою, що дорівнює 3,3494 кДж/кг °С.

         У головках капусти вода становить 94%, отже, їх питома теплоємність орієнтовно буде дорівнювати 3,9346 кДж/кг °С. При таких розрахунках допускають відому неточність, тобто не приймають до утерези теплоємність інших, крім води, складових частин рослинної тканини. Хоч кількість і теплоємність інших компонентів порівняно з водою невелика, в точних розрахунках їх враховують.

         Краще застосовувати правило адитивності, згідно з яким показник адитивності складної речовини може бути розрахованим за показниками властивостей компонентів з урахуванням їхнього питомого вмісту.

         Використовуючи правило адитивності, була виведена наступна теоретична формула для розрахунків теплоємності продукції:

                 15.3.JPG

де С - питома теплоємність, кДж/(кг·К);

         nc - вміст сухих речовин, %.

 

15.2.3 Розрахунок можливого підвищення температури за добу зберігання

Якщо розсіювання виділеного тепла недостатнє, спостерігають підвищення температури в штабелі, особливо у внутрішніх зонах великих мас продукції.

Підвищення температури Т, °С за добу, визначають як добуток від ділення величини інтенсивності тепловиділення на величину питомої теплоємності, тобто

                15.4.JPG

Підвищення температури спричинить збільшення інтенсивності тепловиділення, що, в свою чергу, призведе до подальшого нагрівання маси продукції. Процес самодозрівання розвивається по зростаючій і тим сильніший, чим більші розміри штабеля. Він сприяє розвитку мікрофлори. Остання призводить до ще більш інтенсивного тепловиділення за рахунок дихання мікроорганізмів, які бурхливо розвиваються. За таких умов продукція швидко псується.

15.3 Визначення природних втрат маси плодоовочевої сировини при зберіганні

Втрати маси визначають методом фіксованих проб.

Суть методу

Полягає в тому, що окремі позначені екземпляри продукції або невеликі їх партії зважуються до і після зберігання.

Фіксовані проби – партії стандартної продукції масою від 2 до 10 кг (чим більша маса окремих екземплярів, тим більша маса проби), затаровані в сітку з синтетичних матеріалів з отворами не менше 10 мм.

Зважену продукцію і етикетку з позначкою номеру сітки, назви продукції, сорту помологічного, ботанічного, товарного, маси нетто, дати, закладають в сітку, яку зав’язують. Етикетка повинна бути водонепроникною. Номер сітки, масу продукції записують в реєстраційний журнал. По завершенні зберігання сітку виймають з штабелю продукції і зважують на тих самих терезах, що і при закладанні.

Якщо екземпляри продукції великі і можуть закладатись на зберігання поштучно (головки капусти, плоди кавунів, гарбузів, динь), то кожний з них може бути фіксованим плодом. Позначають їх підписом на поверхні або етикеткою, яку закріплюють на голівках чи плодоніжках.

При зберіганні продукції в тарі, як фіксована проба може використовуватись ящик, лоток, картонна коробка і, навіть, контейнер. В такому випадку визначають не тільки масу продукції (нетто), але і брутто, масу тари на початку і в кінці зберігання, оскільки вона може змінитись внаслідок зволоження або висихання.

Якщо в груповій пробі окремі екземпляри пошкоджуються фітопатогенними мікроорганізмами, фізіологічними розладами, підморожуванням, тощо, тобто з’являються інші причини зменшення маси плодів і овочів, то такі проби бракують і не приймають до утерези при розрахунках.

Кількість окремих фіксованих проб і екземплярів повинна забезпечити одержання достовірних результатів. В кожній одиниці розміщення продукції (ящику, контейнері, засіці) повинно бути не менше трьох фіксованих проб в різних по висоті шарах штабеля продукції. В окремих випадках кількість сіток збільшують в 3…5 разів, розміщуючи їх у різних зонах штабелю. Якщо визначають втрату маси за періодами зберігання (в динаміці), то необхідно закладати число сіток, кратне строкам обліку. Сітки, які зважувались у даний строк, знімають, а в наступні строки враховують інші.

Засоби вимірювання, допоміжне обладнання, посуд, реактиви і матеріали:  терези лабораторні технічні, сітки з синтетичного матеріалу з отворами не менше 10 мм.

Хід аналізу:

- у контрольні сітки поміщають по 5…7 екземплярів (плодів або овочів), водонепроникні етикетки та зав'язують їх;

- фіксовані сітки зважують на терезах до 10 кг з ціною поділки не більше 5 г;

- зважені сітки закладають на зберігання до холодильної камери;

- через визначений термін (10…30 діб залежно від об'єкту зберігання) виконують зважування сіток;

- зважування сіток повторюють через визначений проміжок часу (10…30 діб залежно від об'єкту зберігання).


         Розрахунки:

Втрати маси (В) вираховують у відсотках до початкової маси за формулою:

             15.5.JPG

де а – маса продукції при закладанні на зберігання, г

     b – маса продукції після зберігання, г.

Визначення структури втрат маси при зберіганні

Втрати маси складаються з втрати пластичних речовин на дихання і води на випаровування. Вважають, що 75-85% загальних втрат маси припадає на воду, решта 25-15% - втрати сухих речовин у процесі дихання.

Для визначення структури втрат маси визначають вміст сухих речовин методом висушування на першій та останній точках ревізії.

Інтенсивність випаровування розраховують як описано у наступному прикладі.

Приклад розрахунку: втрата маси капусти в досліді становить 6%, вміст сухих речовин знизився з 8,8 до 8%. З розрахунку на 100 г встановлюємо:

на початку зберігання в капусті було

(100  - 8,8) : 100 = 8,8 кг сухих речовин,

в кінці зберігання:

(100 - 6) ·8,0 : 100 = 7,52 кг сухих речовин.

Таким чином, із загальних втрат маси 6 кг (100 %) на частку сухих речовин припадає

8,8 - 7,52 = 1,28 кг (21,3%),

на частку води:

6,0 - 1,28 = 4,72 кг (78,7%).

Інтенсивність вологовиділення соковитих рослинних продуктів, що розрахована вказаним способом, виявляється досить високою.

 

15.4 Визначення вмісту фарнезену та продуктів його окислення у рослинному матеріалі

Покривні тканини захищають рослину від беспосереднього впливу несприятливих зовнішніх факторів і одночасно забезпечують газообмін тканин із середовищем. Особливе значення покривні тканини мають для надземних органів -листків, квіток , плодів , пагонів.

Оболонки клітин епідерми здебільшого потовщені нерівномірно. Найбільш масивною й щільною є зовнішня стінка, яка до того ж вкрита суцільним шаром кутикули різної товщини. Кутикулярні плівки окремих клітин зливаються в одну, так звану кутикулу (надшкірку). Дуже часто кутикула зверху вкрита воском, який можна помітити і неозброєним оком: на поверхні органів багатьох рослин спостерігається блискуча плівка (пагони троянд, плоди вишні, черешні, листки фікусу та ін .) або сизуватий наліт (плоди слив, винограду, листки капусти ). Іноді у рослин, наприклад у деяких пальм, шар воску може досягати 5мм завтовшки. Гідрофобна плівка кутикули разом з восковим шаром зменшує випаровування листками води. У рослин, що зростають в районах де випадає багато дощів, кутикула перешкоджає воді вимивати мінеральні елементи з надземних органів та ускладнює доступ різних патогенних мікроорганізмів до клітин мезофілу.

За хімічною природою воски, які знаходяться на поверхні кутикули рослин – це естери багатоатомних спиртів та жирних кислот з великою кількістю атомів карбону (від 24 до 36). Воски часто містять вільні жирні кислоти, вільні спирти, також високомолекулярні кетони та вуглеводні. Серед сесквітерпенових вуглеводнів воску важливу роль відіграє фарнезен.

Фарнезен – сексвітерпеновий вуглеводень з чотирма подвійнимим зв'язками.

У α-формі найбільша кількість цієї сполуки міститься в яблуках. В гексановому розчині α-фарнезен має максимум поглинання при 232 нм на відміну від β-фарнезену, максимум поглинання якого знаходиться при 224 нм. Ця особливість α-фарнезену покладена в основу спектрофотометричного методу його визначення.

У яблуках та деяких інших плодах родини розоцвітних (груша, айва) знайдений не лише фарнезен у α-формі, але й продукти його окислення – триєнові гідропероксиди.

Ці сполуки мають максимум поглинання при 270 нм. Однак у багатьох сортів яблук, особливо забарвлених, поглинання триєнових продуктів маскується більш сильним поглинанням ліпідними пігментами. Встановлено також, що патологічне побуріння поверхні плодів пов'язане з інтенсивністю терпеноїдного обміну – формуваннням та окисленням фарнезену.

Фарнезен – єдина чи, у всякому випадку, домінуюча сполука покривного воску, поглинаюча при цій довжині хвилі, в зв'язку з цим поглинанням гексанового екстрату покривного воску при 232 нм може бути мірою концентрації фарнезену. Крім фарнезену, у гексановому екстракті знаходять і продукти його окислення – триєнові пероксиди та гідроген пероксиди. Ці сполуки мають максимум поглинання при 250, 260, 270 та 280 нм і не поглинають при 290 нм. Це дозволяє визначити вміст пероксидів фарнезену за різницею поглинання при 280 та 290 нм. На цьому принципi оснований метод, запропонований X'юліним зі співробітниками (1968) та Анет (1972). В посібнику представлено модифікований варіант відомих методів, зроблений Н. П. Морозовою та Е. Г. Сальковою, який рекомендовано для серійних аналізів.

Суть методу

Грунтується на екстрагуванні та подальшому визначенні вмісту пероксидів фарнезену за різницею поглинання при 280 та 290 нм.

Засоби вимірювання, допоміжне обладнання, посуд, реактиви і матеріали:  мірні колби на 500 см3, скляні фільтри №1 або № 2, хімічні склянки на 200 см3, штангенциркуль, великий nінцет або шпиця, секундомір, спектрофотомет.

Реактиви: гексан марки ч., вода дистильована.

Підготовка до проведення вимірювань:

- До аналізу намагаються як можна менше торкатися дослідних плодів;

- найкращим матеріалом для екстракцій вважають цілі або розрізані на дві частини плоди. Екстрагують й зрізану шкірку, але в цьому випадку важко визначити поверхню;

- для отримання достовірних даних необхідно використовувати зразок з 5 плодів;

- зразки відбирають так, щоб їх сумарна поверхня відрізнялась не більш, ніж на 10%;

- повне вилучення фарнезену досягається після двократної екстракції по 2 хв.;

- покривний віск легко екстрагується хлороформом, сульфатним етером, петролейним етером або граничними вуглеводнями, які містять 5-10 атомів карбону, циклогексаном;

- при отриманні екстракту важливо щоб розчинник був прозорим в області 200…300 нм та щоб до екстракту не переходили тритерпенові сполки покривного воску. Цим вимогам відповідає петролейний етер, гептан та гексан. Розчинники рекомендують очищати сульфатною кислотою.

 

Хід аналізу:

- відбирають середню пробу з 5…100 плодів;

- кожен плід проби нанизують на довгу шпицю або пінцет;

- занурюють у склянку з гексаном щоб останній покривав плід повнісю;

- через 2 хв. яблуко виймають, гексану дають стекти;

- переносять яблуко до другої склянки ще на 2 хв.

- в ті ж самі склянки послідовно екстрагують віск інших плодів зразка;

- гексан з обох склянок фільтрують в мірну колбу на 500 см3, крізь скляний фільтр №1 або №2;

- фільтрат доводять до позначки гексаном;

- фільтраті знімають спектр поглинання при λ=232, λ = 280 та λ = 290 нм. В разі необхідності екстрат розбавляють.

 

Розрахунки:

Кількість фарнезену та продуктів його окислення, що визначаються, треба співвіднести до площі поверхні плодів. Найбільш зручним способом визначення сумарної поверхні плодів є розрахунок за середнім діаметром плодів. Для цього штангенциркулем вимірюють два поздовжніх та два поперечних діаметри (найбільший та найменший ) та з чотирьох вимірювань розраховують середню площу поверхну плоду за формолою:

                                         S=π•d2

Діаметр вимірюють після екстракції покривного воску, щоб не порушувати його цілісності.

Вміст фарнезену Ф, мкмоль / 100 ,  розраховують за формулою:

15.6.JPG

де      Е - поглинання екстракту при 232 нм;

V –об'єм екстракту, см3;

S-площа поверхні плодів, см2;

έ-молярна екстинція (дорівнюе 27000);

Вміст продуктів окислення фарнезену визначають за цією ж формулою. У цьому випадку Е являє собою різницю між поглинанням при 280 та 290 нм (Е280 – Е290), а έ=25000.

За остаточний результат випробувань беруть середнє арифметичне значення трьох паралельних вимірювань, підрахованих до четвертого десяткового знака.

15.5 Визначення масової частки етилового спирту титрометричним методом 

Метод поширюється на продукти переробки плодів та овочів, які містять до 5% етилового спирту.

Суть методу

Полягає у перегонці етилового спирту, який знаходиться в продукті, окисленням його калій дихроматом у кислому середовищі з подальшим титруванням надлишку калій дихромату розчином подвійної сульфатної солі закису заліза та амонію в присутності індикатору - фероїну.

Засоби вимірювання, допоміжне обладнання, посуд, реактиви і матеріали:  терези лабораторні з межою зважування до 200 г; терези лабораторні з найвищою межою зважування до 500 г; прилад для перегонки спирту (рис. 39), який складається з: колби скляної перегонної місткістю 500 см3; дефлегматора з висотою наколів 300 мм; краплеуловлювача; холодильника, довжина кожуха 400 мм, кінець холодильника подовжений настільки, щоб доходив до дна мірної колби; колби мірної місткістю 100 см3; колба конічна місткістю 250 см3; колби мірні місткістю 100, 200 и 1000 см3;циліндри мірні місткістю 100, 250 см3; бюретка місткістю 50 см3; піпетки місткістю 5, 10, 20 см3; стакан хімічний місткістю 100 см3; крапельниця; ареометр для спирту з межою вимірювання об’ємної частини спирту від 11 до 26%; термометр рідинний скляний в діапазоні вимірюваних температур 0…55 °С; папір індикаторний; частинки порцеляну або кульки скляні; полістирол (гранульований);

                                      рис 39.JPG

Реактиви:

кислота сульфатна концентрована густиною 1836 кг/м3; калій дихромат; сіль закису заліза та амонію подвійна сульфатна (сіль Мора) FeSО4•(NH4)2•SO4•6Н2О; кальцію окис; фероїн-індикатор (0-фенантролін-залізо (II) сульфат), ч.д.а. або 0-фенантролін сульфат (1,10-фенантроліна сульфат), ч. або 0-фенантролін хлоридний, ч.; залізо (II) сульфат 7-водне; вода дистильована; спирт этиловий ректифікований технічний.

Підготовка до проведення вимірювань:

- Відбір середньої проби та підготовка її до аналізу виконують згідно пункту 7.1.1.

- Проби, які надходять у лабораторію повинні бути без пошкоджень і змін якості продукту при транспортуванні та зберіганні.

- Приготування розчину сульфатної кислоти густиною 1488 кг/м3: у мірну колбу на 1000 см3, що містить близько 450 см3 води, поступово при постійному перемішуванні додають 500 см3 концентрованої сульфатної кислоти і після охолодження доводять водою до позначки;

- Приготування розчину калій діхромату: 42,572 г калій діхромату розчиняють у воді і доводять об'єм в мірній колбі до 1000 см3;

- Приготування розчину солі Мора: 170,20 г солі Мора розчиняють у воді, додають 20 см3 концентрованої сульфатної кислоти і доводять об'єм водою до 1000 см3 в мірній колбі. Розчин необхідно готувати щодня або стабілізувати його додаванням кількох шматочків алюмінію.

- Приготування розчину калій перманганату: 1,375 г калій перманганату розчиняють у воді і доводять об'єм у мірній колбі до 1000 см3;

- Приготування суспензії кальцій гідроксиду: суспензію готують гасінням 110…112 г кальцій окису в 1000 см3 води.

- Приготування розчину фероіна-індикатора (0-фенантроліна заліза): 1,731 г фероіна-індикатора розчиняють в 100 см3 води або 0,695 г заліза сульфатного 7-водного розчиняють в 100 см3 води, додають 1,485 г 0-фенантроліну сульфатного (або 1,624 г 0 -фенатроліна хлоридного) і підігрівають для прискорення розчинення. Забарвлення розчину повинно бути темно-червоним. Розчин стійкий протягом тривалого часу.

- Підготовка установки: збирають установку для перегонки етилового спирту, як зазначено на рисунку 39.

- Перевірка установки для перегонки етилового спирту: 200 см3 спиртового розчину з об'ємною часткою спирту від 11 до 26% (концентрацію встановлюють ареометром для спирту при температурі 20,0 ° С) мірної колбою кількісно переносять в перегінну колбу і переганяють на установці в мірну колбу місткістю 100 см3, в яку попередньо налито 10 см3 води. Перегонку закінчують, коли в мірній колбі збереться близько 85 см3 відгону. Отриманий відгін кількісно переносять в порожню відгонну колбу і, додавши 115 см3 води, знову відганяють на установці. Операцію відгону проводять п'ять разів. Після останньої перегонки отриманий відгін кількісно переносять в мірну колбу місткістю 200 см3 і доводять водою до позначки при температурі (20,0± 0,5) ° С. Після п'ятикратної перегонки сумарні абсолютні втрати спирту при вимірюванні його вмісту ареометром не повинні перевищувати 0,1%.

 

Хід аналізу:

1.Перегонка

- в хімічну склянку беруть наважку підготовленої проби продукту масою від 10,00 до 30,00 г або об'ємом від 10 до 30 см3 продукту (з таким розрахунком, щоб маса етилового спирту у відгонці не перевищувала 0,5 г).

- наважку або об'єм продукту кількісно переносять в перегінну колбу водою, при цьому доводять загальний об'єм суміші для перегонки приблизно до 200 см3;

- вміст колби підлужують суспензією кальцій гідроксиду, доводячи рН приблизно до 8 за індикаторним папером;

- у перегінну колбу поміщають декілька скляних кульок або шматочків порцеляну, щоб забезпечити рівномірність кипіння;

- перегонку спирту здійснюють в мірну колбу, в яку попередньо доливають близько 10 см3 води і вставляють в неї кінцевик холодильника так, щоб він був занурений у воду;

- температура відгону під час перегонки повинна бути не вище 20 ° С;

- коли відгон буде зібрано приблизно 85 см3, процес припиняють і наконечник холодильника обполіскують водою, яку зливають у колбу з відгоном;

- вміст мірної колби доводять водою до позначки і перемішують.

2.Окислення

- у конічну колбу піпеткою відбирають 20 см3 розчину калій діхромату калію і 20 см3 розчину сульфатної кислоти;

- вміст колби перемішують, додають піпеткою 10 см3 відгону;

- закривають колбу пробкою, змоченою краплею сульфатної кислоти, і витримують не менше 30 хв., періодично струшуючи;

- отримана суміш не повинна не повинна ставати зеленого коліру;

- у разі появи зеленого забарвлення, що свідчить про високий вміст етилового спирту в пробі, окислення проводять вдруге, відбираючи меншу кількість відгону (5 см3);

- у разі необхідності повторюють перегонку, зменшивши наважку або об`єм продукту.

3.Титрування

- надлишок калій діхромату після окислення спирту відтитровують розчином солі Мора. На титрування надлишку калій діхромату має піти не менше 25% об`єму розчину солі Мора, витраченого на титрування у контрольному досліді (п.4);

- після кожного додавання солі Мора вміст колби збовтують;

- при появі темно-зеленого забарвлення розчину додають 4 краплі розчину фероіна-індикатора і продовжують додавати розчин солі Мора до зміни забарвленя розчину відповідно з темно-зеленого в смарагдово-зелене;

- у точці еквівалентності смарагдово-зелене забарвлення розчину переходить в чорно-сіре.

4.Контрольний дослід

- контрольний дослід проводять по пп.2 і 3, замінивши при окисленні відгін таким же об'ємом дистильованої води.

- відзначають об'єм розчину солі Мора, який витрачено на титрування в контрольному досліді.

5.Особливі умови визначення

- якщо проба продукту містить малу кількість етилового спирту, допускається використовувати менший об'єм розчину калій діхромату, наприклад 10 або 15 см3 розчину (додавши при цьому відповідно 10 або 5 см3 води);

- при наявності в продукті етерних олій відгін являє собою каламутну рідину з крапельками олії. В цьому випадку його відстоюють в приймальній мірній колбі близько 2 годин, а потім доводять об'єм суміші водою, обережно доливаючи її по стінці так, щоб вище позначки розташовувалися етерні олії, а нижче позначки - суміш води і спирту. Після додаткового відстоювання рідини етерні олії видаляють за допомогою піпетки.

- якщо відгін виявляється недостатньо прозорим, його очищають за допомогою гранульованого полістиролу, збовтуючи відгін протягом 15 хв. в колбі місткістю 250 см3 з 10 г полістиролу, який потім відділяють фільтруванням суміші через марлю.

Розрахунки:

Масову частку етилового спирту Х, у відсотках, обчислюють за формулою:

        15.7.JPG

а масову концентрацію етилового спирту Х1, в грамах на кубічний дециметр, обчислюють за формулою:

         :15.8.JPG

де    М - молярна маса еквівалента, (1/4С2Н5ОН) = 11,52 г/моль;

с - молярна концентрація розчину, (1/6 K2Сг2O7) = 0,868 моль/дм3;

V2 - об'єм розчину калій діхромату, використаний для окислення, см3;

V3 - об'єм розчину солі Мора, використаний для титрування надлишку калій діхромату, см3;

V4 - об'єм розчину солі Мора, використаний на контрольний дослід, см3;

V - об'єм відгону, см3, (V = 100 см3);

V1 - об'єм відгону, використаний для окислення, см3;

V5 - об'єм проби продукту, см3;

m - маса наважки продукту, г.

За остаточний результат випробування приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, абсолютна розбіжність між якими не повинно перевищувати 0,05% або 0,5 г/дм3 (Р= 0,95).

 

15.6 Визначення масової частки оцтового альдегіду йодометричним методом

При зберіганні плодових овочів, плодів зерняткових та кісточкових культур накопичується оцтовий альдегід. Це може свідчити про те, що по-перше, окислення вуглеводів не відбулося до кінцевих продуктів, по-друге, відбувається старіння тканин.

Суть методу

Грунтується на зв’язуванні оцтового альдегіду, який видганяється при перегонці, розчином натрій бісульфату або калій. Залишки бісульфіту окислюються йодом. Потім додають натрій карбонат, який руйнує альдегідсульфітну сполуку, а сульфіт, що виділяється при цьому, відтитровують розчином йоду. За кількістю йоду, яка витрачена на це титрування, розраховують вміст оцтового альдегіду в наважці.

Засоби вимірювання, допоміжне обладнання, посуд, реактиви і матеріали: круглодонна колба на 200…250 см3, зворотний водяний холодильник, мірна колба на 100 см3, поглинальна колонка, скляна трубка, мірний циліндр, насос продуктивністю 30 дм3 повітря за 1 годину.

 

Реактиви: 0,5 % - вий розчин натрій бісульфату; 0,1 і 0,01 н розчини йоду; 1 % - вий розчин крохмалю, вода дистильована.

Підготовка до проведення вимірювань:

-         Відбір середньої проби та підготовка її до аналізу виконують згідно пункту 7.1.1.

-         Проби, які надходять у лабораторію повинні бути без пошкоджень і змін якості продукту при транспортуванні та зберіганні.

 

Приготування реактивів:

      0,1 н розчин йоду: у 50 см3 води розчиняють 20…25 г калій йодиду, добавляють у цей розчин 12,69 г металічного йоду. Збовтують колбу до повного розчинення йоду, доводять об’єм розчину водою в мірній колбі до 1000 см3. Титр розчину встановлюють за 0,1 н розчином гіпосульфіту. Для цього 25 см3 розчину йоду, розбавлені 100 см3 води, титрують розчином гіпосульфіту до появи жовтуватого забарвлення. Потім додають кілька крапель 1 % - вого розчину крохмалю і титрують до зникнення синього забарвлення. Поправку до титру розчину йоду встановлюють за формулою:

                                      Т15.JPG

де г – кількість 0,1 н розчину гіпосульфіта, витраченого на титрування, см3;

       К – поправка до титру 0,1 н розчину .

- 1 % - вий розчин крохмалю – 1 г крохмалю розчиняють у невеликій кількості холодної води і доводять до позначки (мірна колба на 100 см3) приблизно 90 см3 кип’яченої води. Отриманий розчин кип'ятять протягом 1…2 хв., потім фільтрують.

Підготовка установки:

Круглодонну перегінну колбу на 200…250 см3 з'єднують через зворотний водяний холодильник з приймальною колбою місткістю близько 100 см3, в яку вмонтована поглинальна колонка. У перегінну колбу майже до дна вставляється скляна трубка, через яку в систему всмоктується повітря. У поглинальну трубку можна помістити скляні шматочки для запобігання викидання розчину, який потрапляє в колонку при всмоктуванні повітря. До поглинальної колонки приєднується насос продуктивністю 30 дм3 повітря за 1 годину.

Хід аналізу:

- у приймальну колбу наливають 10 см3 0,5 % - вого розчину натрій бісульфіту ();

- у перегінну колбу поміщають 5…50 г (залежно від вмісту оцтового альдегіду) подрібненого досліджуваного матеріалу;

- заливають наважку дистильованою водою в кількості приблизно 100 см3;

- усі компоненти змішують;

- підключають воду до холодильника і насосу;

- нагрівають перегінну колбу;

- від початку кипіння вмісту колби, систему ще 5 хв. притягують повітрям за допомогою насосу;

- оцтовий альдегід дуже леткий, тому він не конденсується в холодильнику як інші, а проходить через нього попадаючи в приймальну колбу, де бісульфітом зв’язується утворюючи альдегід-сульфітну сполуку;

- після закінчення перегонки, нагрівання і відсмоктування припиняють;

- поглинальну колонку промивають дистилятом, виливаючи дистилят у приймальну колбу;

- залишок бісульфіту, який не прореагував з оцтовим альдегідом, окислюють обережно додаючи розчин 0,1н йоду в присутності кількох крапель 1 % - вого розчину крохмалю до появи ледь синього забарвлення. Цю кількість йоду не враховують;

- в приймальну колбу приливають 2 см3 насиченого розчину двовуглекислої соди;

- бісульфіт, який виділяється, титрується 0,01 н розчином з мікробюретки до виразного синього забарвлення, що не зникає протягом 15 с;

- одночасно проводять холосте визначення, при якому замість досліджуваної речовини використовують дистильовану воду;

- результатом аналізу є різниця (см3) між результатами титрування досліджуваної та холостої проби.

 

Розрахунки:

Розрахунки ведуть за формулою:

                 15.9.JPG

де Х – вміст оцтового альдегіду в дослідній пробі, мг%;

    А – кількість см3 0,01 н розчину йоду, витраченого на титрування з вирахування результату холостої проби, см3;

   m – маса наважки, г;

   0,22 – коефіцієнт перерахунку (1 см3 0,01н розчинного йоду відповідає 0,22 мг оцтового альдегіду).

За остаточний результат випробування приймають середнє арифметичне результатів двох паралельних визначень, абсолютна розбіжність між якими не повинно перевищувати 0,05% або 0,5 г/дм3 (Р= 0,95).