Πανεπιστήμιο Πατρών Σχολή Οργάνωσης & Διοίκησης Επιχειρήσεων Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Αγροτικών Προϊόντων και Τροφίμων Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Αθανάσιος Λάνταβος (Καθηγητής) Αλεξάνδρα Τσίντζου (Ε.ΔΙ.Π.) Αρετή Λεοντίου (Ε.ΔΙ.Π.) Άρης Γιαννακάς (Ε.ΔΙ.Π.) Περιεχόμενα Άσκηση 1η – ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ – ΖΕΛΑΤΙΝΟΠΟΙΗΣΗ ΑΜΥΛΟΥ .................. 1 Άσκηση 2η – ΑΜΙΝΟΞΕΑ – ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ................................. 5 Άσκηση 3η: ΛΑΔΙ ......................................................................................................... 7 3.1 Αριθμός ιωδίου (Α. Ι.) ........................................................................................... 13 3.2 Αριθμός σαπωνοποίησης (Α. Σ.) ...................................................................... 15 3.1 Προσδιορισμός οξύτητας ελαίου ...................................................................... 17 3.4 Οι δείκτες Κ232 και Κ270 του ελαίου .............................................................. 19 Άσκηση 4η : ΓΑΛΑ-ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΓΑΛΑΚΤΟΣ. ..................................................... 21 4.1 Ποιοτικός Έλεγχος Γάλακτος .......................................................................... 21 4.2 Παρασκευή Καζεΐνης ........................................................................................ 23 4.3 Δοκιμή της φωσφατάσης και της υπεροξειδάσης ............................................ 25 4.4 Παραγωγή προϊόντος οξυγαλακτικής ζύμωσης ............................................... 29 4.5 Προσδιορισμός λίπους στο τυρί....................................................................... 31 Άσκηση 5η : ΚΡΑΣΙ ................................................................................................... 31 5.1 Προσδιορισμός αλκοολικών βαθμών .............................................................. 31 5.2 Προσδιορισμός ελεύθερου & ολικού θειώδη ανυδρίτη ................................... 35 Άσκηση 6η- ΚΡΕΑΤΟΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ. .................................................................. 39 6.1 Προσδιορισμός υγρασίας σε κρεατοσκευάσματα............................................ 39 6.2 Φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός νιτρωδών αλάτων σε κρεατοσκευάσματα ...................................................................................................... 41 Άσκηση 7η–Χυμοί....................................................................................................... 45 7.1 Προσδιορισμός οξύτητας πορτοκαλοχυμού ..................................................... 47 7.2 Προσδιορισμός Σακχάρων στο χυμό ................................................................ 49 7.3 Προσδιορισμός βιταμίνης C σε χυμό φρούτων ................................................ 53 Άσκηση 8η–ΜΕΛΙ ...................................................................................................... 55 8.1 Έλεγχος νοθείας στο μέλι με αμυλοσιρόπι ....................................................... 57 8.2 Φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός σακχάρων στο μέλι ............................ 59 Άσκηση 9η – AΛΕΥΡΑ .............................................................................................. 61 9.1 Ανίχνευση βελτιωτικών ουσιών τα άλευρα ...................................................... 63 9.2 Προσδιορισμός υγρασίας αλεύρου ................................................................... 65 9.3 Προσδιορισμός Τέφρας Αλεύρου ..................................................................... 67 9.5 Προσδιορισμός υγρής-ξυρής γλουτένης ........................................................... 69 Άσκηση 10η - ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΧΛΩΡΙΟΥΧΟΥ ΝΑΤΡΙΟΥ (ΑΛΑΤΟΣ)......... 71 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ....................................................................................................... 73 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 1η – ΥΔΑΤΑΝΘΡΑΚΕΣ – ΖΕΛΑΤΙΝΟΠΟΙΗΣΗ ΑΜΥΛΟΥ Θεωρητικό μέρος Οι υδατάνθρακες, αποτελούν μια ομάδα οργανικών ουσιών, που ως προς το χημικό τύπο τους, είναι ενυδατωμένος άνθρακας, με γενικό τύπο Cn(H2O)ν. Υπάρχουν τέσσερις κατηγορίες υδατανθράκων βιολογικού ενδιαφέροντος: Οι μονοσακχαρίτες, όπως η γλυκόζη και η φρουκτόζη, είναι τα μονομερή για τη σύνθεση πολυπλοκότερων δομών. Οι δισακχαρίτες αποτελούνται από δυο μονοσακχαρίτες. Οι ολιγοσακχαρίτες αποτελούνται 2-10 μονοσακχαρίτες. Τέλος, οι πολυσακχαρίτες, όπως το άμυλο, το γλυκογόνο και η κυτταρίνη, που αποτελούνται από εκατοντάδες χιλιάδες υπομονάδες γλυκόζης. Συνεπώς όλοι οι σύνθετοι υδατάνθρακες είναι δημιουργήματα από απλές μονάδες που λέγονται μονοσακχαρίτες οι οποίες και δεν μπορούν να υδρολυθούν σε απλούστερη δομή. Κυριότεροι υδατάνθρακες είναι: οι μονοσακχαρίτες γλυκόζη και φρουκτόζη, οι δισακχαρίτες λακτόζη, μαλτόζη και σακχαρόζη, οι πολυσακχαρίτες άμυλο, γλυκογόνο και κυτταρίνη και τέλος οι ανάγοντες μονοσακχαρίτες ριβόζη και δεοξυριβόζη. Οι βιολογικής σημασίας υδατάνθρακες ονομάζονται και σάκχαρα ή ακόμα και γλυκίδια αρχίζουν από τους μονοσακχαρίτες (π.χ. γλυκόζη, φρουκτόζη), και φθάνουν μέχρι σύνθετα μόρια, που λέγονται πολυσακχαρίτες, όπως το άμυλο και η κυτταρίνη. Έτσι μερικοί είναι σχετικά μικροί, με μοριακά βάρη μικρότερα του 100 g·mol-1, ενώ άλλοι είναι πραγματικά μακρομόρια, με μοριακό βάρος πολλές εκατοντάδες ή χιλιάδες g·mol-1. Το άμυλο είναι ένας από τους πολυσακχαρίτες. Αποτελείται από δεκάδες χιλιάδες μόρια γλυκόζης, που ενώνονται με τον αποκαλούμενο "γλυκοζιτικό δεσμό" και σχηματίζουν σπειροειδή και διακλαδισμένη αλυσίδα. Συναντάται σε μορφή αμυλοκόκκων οι οποίοι περιλαμβάνουν την αμυλόζη (πολλά μόρια γλυκόζης σε ευθεία διάταξη) και την αμυλοπηκτίνη (πολλά μόρια γλυκόζης σε διακλαδισμένη διάταξη). Το άμυλο αποτελεί αποταμιευτικό πολυσακχαρίτη των φυτών, και διασπώμενο αποδίδει μόρια γλυκόζης τα οποία το φυτό χρησιμοποιεί ως μόρια για την παραγωγή ενέργειας. Η παρατήρηση του φαινομένου ζελατινοποίησης του αμύλου και των μικροσκοπικών και μακροσκοπικών μεταβολών που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια αυτού. Επίσης ο προσδιορισμός των ρεολογικών ιδιοτήτων του ζελατινοποιημένου αμύλου και ο χαρακτηρισμός αυτού από ρεολογική άποψη. Tο άμυλο χρησιμοποιείται συχνά σε συστήματα τροφίμων σαν μέσο πάχυνσης (thickening agent). Σημαντικό ρόλο στα ρεολογικά χαρακτηριστικά των αμυλοπαρασκευασμάτων παίζει η σύσταση του αμύλου και η θερμική κατεργασία την οποία έχει υποστεί. Tο άμυλο αποτελείται από δύο είδη μορίων: την αμυλόζη, που είναι ένα γραμμικό ομοπολυμερές της Υδατάνθρακες – Ζελατινοποίηση αμύλου Σελίδα 1 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων γλυκόζης και την αμυλοπηκτίνη που είναι διακλαδισμένο ομοπολυμερές της γλυκόζης. Απαντάται σε μορφή κόκκων που σχηματίζονται εξωτερικά από μόρια κυρίως αμυλοπηκτίνης, ενώ τα μόρια αμυλόζης βρίσκονται στο εσωτερικό τους. H σύσταση και το σχήμα των κόκκων ποικίλλει στους διάφορους τύπους αμύλου. Όταν το άμυλο θερμαίνεται ενώ βρίσκεται σε διασπορά μέσα σε νερό αρχίζει μία διόγκωση των κόκκων στους 60‐70°C. Mε ανύψωση της θερμοκρασίας παρατηρείται επί πλέον διόγκωση και ελευθέρωση των μορίων της αμυλόζης από τους κόκκους. Tέλος, σε ακόμη υψηλότερη θερμοκρασία και με απορρόφηση μεγάλης ποσότητας νερού μπορεί να συμβεί διάρρηξη των κόκκων. Tο φαινόμενο καλείται ζελατινοποίηση του αμύλου. Ζελατινοποίηση του αμύλου πραγματοποιείται στις διεργασίες όπου τα αμυλούχα τρόφιμα θερμαίνονται σε θερμοκρασία μεγαλύτερη της αντίστοιχης έναρξης ζελατινοποίησης. Τυπικές τέτοιες διεργασίες είναι ο κλιβανισμός αρτοσκευασμάτων ή ειδών ζαχαροπλαστικής, ο βρασμός, και το τηγάνισμα. Οι μεταβολές που υφίσταται το άμυλο κατά τη ζελατινοποίηση επηρεάζουν τη δομή και τις ρεολογικές ιδιότητες των τροφίμων. Ο προσδιορισμός των ρεολογικών ιδιοτήτων ενός τροφίμου και η γνώση της ρεολογικής του συμπεριφοράς είναι σημαντικά όχι μόνο για τις κατεργασίες και τη μεταφορά του, αλλά και ως ποιοτικοί δείκτες οι οποίοι μπορούν να μετρηθούν αντικειμενικά και να συσχετισθούν με τις οργανοληπτικές ιδιότητες του τροφίμου. Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια άμυλο πατάτας (potato starch), άμυλο καλαμποκιού (corn starch), άμυλο κεριού (waxy starch), αποακετυλιωμένο άμυλο (acetylated starch) κωνικές φιάλες των 250ml με εσμιρισμένο πώμα θερμαινόμενος μαγνητικός αναδευτήρας θερμόμετρο γυάλινες πλάκες μικροσκοπίου ηλεκτρονικό μικροσκόπιο ιξωδόμετρο Πειραματικό μέρος 1) Zυγίζονται 3.0 g αμύλου και προστίθενται σε 100 ml νερού. 2) Tο αιώρημα θερμαίνεται, ενώ αναδεύεται έντονα. 3) Σε τιμές της θερμοκρασίας 62, 75 και 95°C λαμβάνονται δείγματα των 5 mL και γίνεται δοκιμή ικανότητας για άπλωμα σε επίπεδη γυάλινη πλάκα. Ταυτόχρονα γίνεται παρατήρηση των μεταβολών των κόκκων του αμύλου στο μικροσκόπιο. 4) Όταν το μίγμα φθάσει σε βρασμό καταγράφεται η θερμοκρασία και αφήνεται σε πλήρη βρασμό για 1 min. Υδατάνθρακες – Ζελατινοποίηση αμύλου Σελίδα 2 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 5) Στη συνέχεια αποσύρεται από την εστία θέρμανσης και ψύχεται μέχρι τους 30°C. Στη θερμοκρασία αυτή προσδιορίζεται το φαινόμενο ιξώδες του ζελατινοποιημένου αμύλου σε περιστροφικό ιξωδόμετρο. 6) Στο ίδιο ιξωδόμετρο μετριέται το φαινόμενο ιξώδες, σε μεταβαλλόμενο ρυθμό διάτμησης και μεταβαλλόμενο χρόνο διάτμησης, ζελατινοποιημένου αμύλου που έχει παραμείνει σε ηρεμία τουλάχιστον επί 12 h. Ερωτήσεις 1. Ποιες μεταβολές στην ικανότητα απλώματος και στην εικόνα του μικροσκοπίου παρατηρούνται στο αιώρημα αμύλου στις τρεις τιμές της θερμοκρασίας; 2. Τί είναι η ζελατινοποίηση του αμύλου και ποιοι παράγοντες την επηρεάζουν; Ποια είναι η επίδραση της προσθήκης ζάχαρης ή οξέος στη ζελατινοποίηση και στο ιξώδες του ζελατινοποιημένου αμύλου; Διαφορετικοί τύποι αμύλου παρουσιάζουν διαφορετική συμπεριφορά στη ζελατινοποίηση και στα ρεολογικά χαρακτηριστικά του παρασκευάσματος που προκύπτει ή όχι και γιατί; 3. Ποια η διαφορά ζελατινοποίησης και ζελοποίησης; 4. Να δοθούν σε διαγράμματα τα αποτελέσματα των μετρήσεων φαινόμενου ιξώδους του ζελατινοποιημένου αμύλου όταν α) μεταβάλλεται η συχνότητα περιστροφής του κυλίνδρου και β) ο χρόνος παραμονής σε διάτμηση, και να χαρακτηριστεί το ρευστό. Υδατάνθρακες – Ζελατινοποίηση αμύλου Σελίδα 3 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Υδατάνθρακες – Ζελατινοποίηση αμύλου Σελίδα 4 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 2η – ΑΜΙΝΟΞΕΑ – ΟΞΕΟΒΑΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Θεωρητικό μέρος Τα αμινοξέα θεωρούνται από τις πιο σημαντικές οργανικές ενώσεις γιατί : Συμμετέχουν σε αρκετούς μηχανισμούς της ενδιάμεσης ανταλλαγής ύλης. Είναι πρόδρομες ενώσεις πολλών βιολογικά σημαντικών ενώσεων. Είναι δομικές μονάδες των πρωτεϊνών. Η γλυκίνη, είναι το πιο απλό αμινοξύ, με τύπο Η2Ν-CH2-COOH. Στην περίπτωση που αυτή διαλυθεί στο νερό, το pH του διαλύματος θα είναι περίπου 6 και η δομή της η εξής : Η3+Ν-CH2-COO-. Δηλαδή η καρβοξυλομάδα ελευθερώνει ένα πρωτόνιο που το προσλαμβάνει η αμινομάδα. Τα αμινοξέα είναι για τον παραπάνω λόγο, αμφολύτες και η μορφή (1), ονομάζεται ισοϊονική μορφή γιατί δεν έχει καθαρό φορτίο, ή ισοηλεκτρική γιατί αν διαβιβάσουμε από το διάλυμά της ηλεκτρικό ρεύμα, τότε αυτή δεν θα κινηθεί. Στην περίπτωση που στο διάλυμα προστεθεί ισχυρό οξύ, η καρβοξυλομάδα εξουδετερώνεται και το αμινοξύ έχει θετικό καθαρό φορτίο. Αν προστεθεί ισχυρή βάση, τότε εξουδετερώνεται η αμινομάδα και το αμινοξύ βρίσκεται στην ανιονική μορφή. Τα παραπάνω περιγράφονται από την ισορροπία που ακολουθεί. Η3+Ν-CH2-COOΗ ⇄ Η3+Ν-CH2-COO-⇄ Η2Ν-CH2-COOΚατιονική μορφή Ισοϊονική μορφή Ανιονική μορφή Η διάσταση κάθε μίας από τις ιονιζόμενες ομάδες, ορίζεται από την εξίσωση Handerson-Hasselbach. Αυτή για την περίπτωση της καρβοξυλομάδας, είναι : pH = pK1 + log[RCO2-]/[RCO2H] όπου pK1 είναι ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της καρβοξυλομάδας. Σε υδατικό περιβάλλον, η καρβοξυλομάδα ιονίζεται σύμφωνα με την ισορροπία που ακολουθεί : RCO2H + H2O ⇄ RCO2- + H3O+ Ανάλογα βρίσκεται το pK2 για την αμινομάδα που σε υδατικό περιβάλλον σύμφωνα με την ισορροπία : ιονίζεται RΝH2 + H3O+⇄ RΝΗ3+ + H2O Η καμπύλη τιτλοδότησης ενός ουδέτερου αμινοξέος, φαίνεται στο σχήμα που ακολουθεί και είναι λίγο πολύ ίδια για όλα τα ουδέτερα αμινοξέα. Αμινοξέα – Οξεοβασικές ιδιότητες Σελίδα 5 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Σχήμα 1. Καμπύλη ογκομέτρησης αμινοξέος Από την καμπύλη είναι δυνατόν να βρεθούν τα pK των ιονιζόμενων ομάδων που σύμφωνα με την εξίσωση Handerson-Hasselbach, είναι τα σημεία στα οποία αντιστοιχούν ίσα ποσά συζυγούς οξέος και βάσης, μα και το ισοϊονικό σημείο του αμινοξέος, το οποίο δίνεται από τον τύπο Ι.Σ. = (pK1 + pK2) / 2 Πειραματικό μέρος 1. Σε ποτήρι ζέσης των 100ml, τοποθετούνται 10ml διαλύματος υδροχλωρικής γλυκίνης 0,1 Μ. 2. Γεμίζεται μια προχοΐδα με διάλυμα ΝaΟΗ 0,1 Μ. 3. Μεταφέρεται το ηλεκτρόδιο του πεχάμετρου στο διάλυμα του αμινοξέος και αυτό τιτλοδοτείται με διάλυμα ΝaΟΗ 0,1 Μ. Προστίθενται δόσεις των 0,5ml διαλύματος βάσης όταν το pH δεν αλλάζει πολύ και 0,2ml όταν αυτό μεταβάλλεται αρκετά. Εργασίες Να κατασκευαστεί η καμπύλη τιτλοδότησης. Να βρεθεί το pI. Αμινοξέα – Οξεοβασικές ιδιότητες Σελίδα 6 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 3η: ΛΑΔΙ Εισαγωγή Α. ΟΡΙΣΜΟΙ - ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ Λάδι είναι το ρευστό στους 20οCπροϊόν, που αποτελείται από γλυκερίδια διαφόρων λιπαρών οξέων φυτικής ή ζωικής προέλευσης και μπορεί να περιέχει σε μικρές ποσότητες φωσφατίδια, ασαπωνοποίητα συστατικά και ελεύθερα λιπαρά οξέα. Οι επιτρεπτές επεξεργασίες, στις οποίες μπορούν να υποβάλλονται όλα τα είδη των λαδιών (εκτός από το παρθένο ελαιόλαδο) είναι: α) Η εξουδετέρωση με αλκάλια. β) Ο αποχρωματισμός με ειδικές αποχρωστικές γαίες ή με φυτικό ενεργό άνθρακα. γ) Η απόσμηση με υπέρθερμο ατμό. δ) Η απομαργαρίνωση με ψύξη. ε) Η διήθηση και η υδρογόνωση. στ) Η εκχύλιση αποκλειστικά μόνο με εξάνιο ή με τριχλωραιθυλένιο. Οι διαλύτες αυτοί πρέπει να είναι καθαροί από προσμίξεις και ιδίως από τοξικές ουσίες (όπως Ρd(C2H5)4). Όλα τα είδη λαδιών πρέπει να πληρούν τους ακόλουθους όρους: α) Να μην έχουν μυρωδιά ή γεύση ταγγίσματος, σαπίσματος ή μούχλας και γενικά οι οργανοληπτικές τους ιδιότητες να μη δημιουργούν υπόνοιες για ατελή ή ακατάλληλη επεξεργασία και συντήρηση. β) Να είναι πρακτικά απαλλαγμένα από σάπωνες και γενικά από ξένες ύλες. γ) Να μη περιέχουν, εκτός από ίχνη, βαριά δηλητηριώδη μέταλλα ή άλλα υπολείμματα της κατεργασίας τους (καταλύτες, διαλυτικά μέσα). δ) Να μη περιέχουν συντηρητικά. ε) Να μη περιέχουν τοξικές ουσίες (εντομοκτόνα κ. λ. π.), που το ποσοστό τους υπερβαίνει το 1ppm. στ) Πρέπει να διατίθενται στην κατανάλωση αυτούσια. Απαγορεύεται η ανάμιξη λαδιών οποιασδήποτε προέλευσης. ζ) Πρέπει να είναι διαυγή στους 20°C και απαγορεύεται ο τεχνητός χρωματισμός τους με οποιαδήποτε ουσία. Λάδι Σελίδα 7 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 1.Ελαιόλαδο Ελαιόλαδο ή λάδι ελιάς είναι το λάδι, που προέρχεται από τις ελιές αποκλειστικά με μηχανικά ή οπωσδήποτε φυσικά μέσα σε θερμοκρασία κατώτερη από αυτή, που μπορεί να του προκαλέσει αλλοιώσεις. Οι φυσικές και χημικές σταθερές για το ελαιόλαδο κάθε κατηγορίας (παρθένο, ραφινέ και κουπέ) πρέπει να είναι οι ακόλουθες: α) Αριθμός βουτυροδιαθλασιμέτρου στους 40°C, 52,0 - 54,3. β) Αριθμός ιωδίου 79 - 90. γ) Η μέγιστη ειδική απορρόφηση στα 270 nm δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,25 για το παρθένο ελαιόλαδο με οξύτητα σε ελαϊκό οξύ μέχρι 3,3%, ενώ για το ελαιόλαδο ραφινέ και κουπέ μεγαλύτερη από 1,10 και 0,90 αντίστοιχα. δ) Αριθμός σαπωνοποίησης 182 - 195. ε) Οι αντιδράσεις για άλλα λάδια και λίπη (Βellier, Ηalphenκ.λ.π.) πρέπει να είναι αρνητικές. στ) Η υγρασία του και οι πτητικές ουσίες στους 105oCδεν πρέπει να υπερβαίνουν το 0,1 %. 1.Παρθένο ελαιόλαδο είναι το λάδι, που προέρχεται μόνο από μηχανική πίεση των ελιών, χωρίς καμία άλλη επεξεργασία, εκτός από το πλύσιμο με νερό, καθίζηση, φυγοκέντρηση και διήθηση. Το παρθένο ελαιόλαδο πρέπει να έχει οξύτητα σε ελαϊκό οξύ κατώτερη από 5%, χρώμα κίτρινο μέχρι πρασινοκίτρινο, οργανοληπτικές ιδιότητες άμεμπτες και να είναι διαυγές στους 20°C. Ανάλογα με την οξύτητα του το ελαιόλαδο της κατηγορίας αυτής κατατάσσεται σε τρεις ποιότητες (βλ. Πίνακα 1). Πίνακας 1. Κατάταξη του παρθένου ελαιόλαδου ανάλογα με την οξύτητα Ποιότητα Παρθένο ελαιόλαδο εξαιρετικό (ΕΧΤRΑ) % Οξύτητα σε ελαϊκό οξύ 0-1 Παρθένο ελαιόλαδο εκλεκτό (FΙΝΕ) 1-1,5 Παρθένο ελαιόλαδο (COURΑΝΤΕ) 1,5-3,3 Μειονεκτικό ελαιόλαδο (LΑΜΡΑΝΤΕ) είναι το ελαιόλαδο, που έχει ελαττωματική γεύση και οξύτητα μέχρι 3,3% σε ελαϊκό οξύ. Βιομηχανοποιήσιμο ελαιόλαδο είναι το ελαιόλαδο, που έχει δυσάρεστες οργανοληπτικές ιδιότητες και οξύτητα σε ελαϊκό οξύ 5-10% (το παρθένο), τουλάχιστον 4% (το κουπέ) και 1% (το ραφινέ). Το ελαιόλαδο αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διατροφή μόνο, αφού διορθωθεί με τις επιτρεπόμενες επεξεργασίες. Λάδι Σελίδα 8 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Βιομηχανικό ελαιόλαδο είναι το ελαιόλαδο, που έχει υποστεί βαθιά αλλοίωση στην μοριακή του σύσταση και δεν μπορεί να διορθωθεί με κανενός είδους επεξεργασία, ώστε να χρησιμοποιηθεί για τη διατροφή. 2. Ελαιόλαδο ραφινέ (ή επεξεργασμένο) είναι βιομηχανοποιήσιμο ελαιόλαδο, που έχει διορθωθεί με επεξεργασίες, όπως η εξουδετέρωση, ο αποχρωματισμός και η απόσμηση. Το ελαιόλαδο αυτό εκτός από τους γενικούς όρους πρέπει επίσης να πληροί και τα ακόλουθα: α) Να μην έχει οξύτητα μεγαλύτερη από 0,3% (για εξαγωγή) και από 0,4% (για την εγχώρια κατανάλωση). β) Να μη περιέχει σάπωνες σε ποσοστό μεγαλύτερο από 0,015%. 3. Ελαιόλαδο (κουπέ) είναι το προϊόν της ανάμιξης παρθένου με ραφινέ ελαιόλαδο, το οποίο έχει γεύση και μυρωδιά ελαιόλαδου και περιεκτικότητα σε παρθένο τουλάχιστον το 1/3 του μίγματος. Στη συσκευασία του πρέπει να αναφέρεται η λέξη «κουπέ» και η ένδειξη της ποιότητας, που εξαρτάται από την οξύτητα. α) Οξύτητας σε ελαϊκό οξύ μέχρι 1%. β) Οξύτητας μέχρι 2%. γ) Οξύτητας μέχρι 3%. 2. Εξευγενισμένο πυρηνέλαιο Εξευγενισμένο πυρηνέλαιο είναι το προϊόν εκχύλισης των πυρήνων (που παραμένουν μετά την πίεση των ελιών) με κατάλληλους διαλύτες, που χρησιμοποιείται για τη διατροφή, αφού υποστεί τις προβλεπόμενες επιτρεπτές επεξεργασίες. Το λάδι του τύπου αυτού πρέπει να πληροί τους ακόλουθους όρους: α) Πρέπει να διατίθεται στην κατανάλωση αυτούσιο, χωρίς να αναμιγνύεται με καμία άλλη λιπαρή ύλη φυτικής ή ζωικής προέλευσης. β) Η οξύτητα του δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,5%. γ) Δεν πρέπει να έχει αριθμό βουτυροδιαθλασιμέτρου στους 40°C και ποσοστό κηρωδών υλών μεγαλύτερο από 55 και 3,5% αντίστοιχα. Απομαργαρινωμένο εξευγενισμένο πυρηνέλαιο είναι το πυρηνέλαιο, που έχει υποστεί την επεξεργασία της απομαργαρίνωσης με ψύξη. Λάδι Σελίδα 9 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Οι μαργαρίνες, που αποχωρίζονται με την παραπάνω διαδικασία και είναι εμπλουτισμένες σε κηρώδεις και μη λιπαρές ύλες, χρησιμοποιούνται για τη σαπωνοποιία και δεν πρέπει να αναμιγνύονται με είδη διατροφής. Στη συσκευασία του πυρηνελαίου, οποιουδήποτε τύπου, απαγορεύεται να χρησιμοποιείται η λέξη «λάδι» μόνη της. Το εξευγενισμένο πυρηνέλαιο πρέπει να δίνει αρνητικές αντιδράσεις των άλλων λαδιών και λιπών. Με νιτρικό οξύ (αντίδραση Σινοδινού -Κώνστα) πρέπει να δίνει χρώμα καστανό, στη λυχνία Wood να έχει κυανό φθορισμό και να δίνει θετική αντίδραση CAROCCI-BUZZI. 3. Σπορέλαια Σπορέλαια είναι τα λάδια, που προέρχονται από ελαιούχους καρπούς ή σπόρους με πίεση ή εκχύλιση με κατάλληλους διαλύτες και διατίθενται στην κατανάλωση, αφού υποστούν τις προβλεπόμενες από τον νόμο επιτρεπτές επεξεργασίες. Στη συσκευασία των διαφόρων σπορέλαιων πρέπει να αναφέρεται η προέλευση τους (βαμβακέλαιο, αραβοσιτέλαιο κλπ.) και πρέπει επί πλέον να πληρούν τους ακόλουθους όρους: α) Να μην έχουν οξύτητα, σε ελαϊκό οξύ, μεγαλύτερη από 0,3% και υγρασία και πτητικές ουσίες στους 105°C πάνω από 0,05%. β) Το ποσοστό του υπολείμματος σε πετρελαϊκό αιθέρα να μην είναι μεγαλύτερο από 0,05% για άνυδρο σπορέλαιο. γ) Πρέπει να δίνουν αντίδραση σπορέλαιων (Bellier) θετική (εκτός από το αραβοσιτέλαιο), δ) Η περιεκτικότητα τους σε σάπωνες να μην υπερβαίνει το 0,015%. Διάφορα είδη σπορέλαιων, ανάλογα με την προέλευση τους, είναι: Το βαμβακέλαιο που προέρχεται από τους σπόρους του βαμβακιού, το αραβοσιτέλαιο από τα φύτρα του αραβοσίτου, το σογιέλαιο από τους σπόρους της σόγιας, το σησαμέλαιο από τους καρπούς του σησάμου, το ηλιανθέλαιο από τους ηλιόσπορους, το καπνέλαιο από τους σπόρους του καπνού. Τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά των διαφόρων σπορέλαιων δίνονται στον πίνακα 2. Στο αραβοσιτέλαιο και το σογιέλαιο επιτρέπεται η προσθήκη βουτυλικής υδροξυανισόλης (ΒΗΑ) ως αντιοξειδωτικό, σε ποσοστό μέχρι 0,02%. Λάδι Σελίδα 10 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Πίνακας 2 Απαιτούμενα χαρακτηριστικά διαφόρων σπορέλαιων Είδος Αντίδραση Αρ. Βουτυρο- Αριθμός Αριθμός ΗΝΟ3 διαθλ 40°C Ιωδίου Καστανοϊώδης 57,8-59,5 102-113 189-198 Αραβοσιτέλαιο Κίτρινο Καστανό μελανή 57,8-60,5 103-130 187-193 Σογιέλαιο Κίτρινο Πορτοκαλόχρωμη 60,8-63,0 120-138 189-195 Σησαμέλαιο Κίτρινο Καστανή ανοιχτή 58,2-60,5 103-116 188-195 Ηλιανθέλαιο Κίτρινο Καστανέρυθρη 62,1-64,2 120-134 188-194 Καπνέλαιο Ερυθροκίτρινο Σκούρα Βαμβακέλαιο Χρώμα Κίτρινο με Σαπ/σης 189-196 πράσινο καστανοϊώδης φθορισμό Β. ΣΥΣΤΑΣΗ Τα λάδια είναι λιπίδια, που αποτελούνται κυρίως από ανώτερα λιπαρά οξέα ενωμένα με γλυκερίνη. Περιέχουν όμως και μικρές ποσότητες άλλων ουσιών, που προέρχονται από τις κατεργασίες που υποβάλλονται και από την αποθήκευση. Τα λάδια περιλαμβάνουν τριγλυκερίδια, διγλυκερίδια, μονογλυκερΐδια, λιπαρά οξέα, στερόλες, φωσφολιπίδια, χρωστικές, λιποδιαλυτές βιταμίνες, υδρογονάνθρακες, νερό, προϊόντα οξείδωσης και ίχνη μετάλλων. Την κύρια μάζα των λαδιών (περίπου 97%) αποτελούν τα μίγματα των τριγλυκεριδίων. Οι άλλες ενώσεις είναι σημαντικές, γιατί σε αυτές οφείλονται ορισμένα χαρακτηριστικά των λαδιών, όπως η γεύση, το χρώμα •και η μυρωδιά. (Τα καθαρά τριγλυκερίδια είναι άχρωμα, άγευστα και άοσμα). Φυσιολογική και διαιτητική σημασία έχουν οι βιταμίνες (Α, Ο, Ε και Κ), τα καροτένια, οι στερόλες και τα φωσφολιπίδια (κυρίως λεκιθίνες και κεφαλίνες). Τα ελεύθερα λιπαρά οξέα (συνήθως αλειφατικά με 6-24 άτομα άνθρακα) είναι ένας δείκτης του βαθμού υδρόλυσης των τρι-, δι-και μονογλυκεριδίων. Με μια μεταβολική ρύθμιση της φύσης, μόνο οξέα με άρτιο αριθμό ατόμων άνθρακα ενώνονται με γλυκερίνη για να σχηματίσουν τα λάδια και τα λίπη. Τα προϊόντα οξείδωσης (υπεροξείδια, αλδεΰδες, κετόνες κ.λ.π,) δείχνουν τον βαθμό υποβάθμισης των λαδιών, ενώ ορισμένες στερόλες, φωσφολιπίδια, χρωστικές και μέταλλα επηρεάζουν τη σταθερότητα τους στην οξείδωση. Μικρές ποσότητες υδρογονανθράκων μαζί με καροτένια υπάρχουν στο ασαπωνοποίητο μέρος των λαδιών π. χ. το σκουαλένιο (C30H50) στο ελαιόλαδο και το γαδουσένιο (C18H32) Λάδι Σελίδα 11 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων στο λάδι του ρυζιού και της σόγιας. Οι χρωστικές που υπάρχουν στα λάδια είναι κυρίως καροτένια, καροτενοειδή και ανθοκυανίνες. (Στο ελαιόλαδο υπάρχει και χλωροφύλλη). Γ. ΑΝΑΛΥΣΗ Η ανάλυση των λαδιών περιλαμβάνει προσδιορισμούς χημικών σταθερών (όπως του αριθμού ιωδίου, του αριθμού σαπωνοποίησης, των ασαπωνοποίητων συστατικών, του αριθμού οξέων και υπεροξειδίων) και φυσικών σταθερών (όπως του ειδικού βάρους, του σημείου τήξεως, του δείκτη διαθλάσεως (ή αριθμού βουτυροδιαθλασιμέτρου), της σχέσης στερεών - υγρών, της θερμοκρασίας καπνίσματος (αποσύνθεσης) και του χρώματος. Επίσης προσδιορίζεται και η υγρασία και ελέγχεται η παρουσία αντιοξειδωτικών. II. Χημικές σταθερές Οι χημικές σταθερές των λαδιών και γενικά των λιπών κατατάσσονται σε ομάδες, ανάλογα με το αντικείμενο που αντιπροσωπεύουν. α) Σταθερές που οφείλονται στα κατώτερα λιπαρά οξέα. (Αριθμοί Reichert-Meissl, Polenske και Kirschner). Τα λάδια έχουν αμελητέους αριθμούς R, P και Κ. β) Σταθερές που βασίζονται στα ακόρεστα λιπαρά οξέα. (Αριθμοί ιωδίου και ροδανίου). γ) Σταθερές που αντιπροσωπεύουν τα λιπαρά οξυοξέα. δ) Άλλες σταθερές, που οφείλονται γενικά στα λιπαρά οξέα. (Αριθμός σαπωνοποίησης, αριθμός εστέρων, αριθμός οξέων). στ) Οι δείκτες Κ232 και Κ270 (απορροφήσεις σε μήκη κύματος 232nm και 270nm) Με τον προσδιορισμό των σταθερών αυτών επιδιώκεται η εξακρίβωση της ταυτότητας ή της νοθείας των λαδιών. Για να εξακριβωθεί ο βαθμός αλλοίωσης ενός λαδιού ή λίπους, προσδιορίζεται συνήθως ο αριθμός υπεροξειδίων. Ο αριθμός οξύτητας, που αφορά τα ελεύθερα λιπαρά οξέα, είναι λιγότερο σημαντικός δείκτης για την αλλοίωση του λίπους. Λάδι Σελίδα 12 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 3.1 Αριθμός ιωδίου (Α. Ι.) Θεωρητικό μέρος Αριθμός ιωδίου είναι το % ποσοστό του αλογόνου, εκφρασμένο σε ιώδιο, που απαιτείται για να κορεσθούντα ακόρεστα οξέα μιας λιπαρής ύλης. Ο αριθμός ιωδίου είναι ανάλογος του αριθμού των διπλών δεσμών, που έχουν τα λιπαρά οξέα. Ένα οξύ δηλαδή με διπλάσιο αριθμό διπλών δεσμών από ένα άλλο, έχει διπλάσιο αριθμό ιωδίου. Δύο μέθοδοι προσδιορισμού του αριθμού ιωδίου είναι γνωστές. Η μέθοδος κατά Hanus και η μέθοδος κατά Wijs. Μέθοδος κατά Hanus Η μέθοδος αυτή προτιμάται συνήθως, γιατί είναι ευκολότερη και απλούστερη από την άλλη, Τα αποτελέσματα των δύο μεθόδων σχεδόν συμπίπτουν. Πειραματικό μέρος Σε κωνική φιάλη με εσμιρισμένο πώμα (φιάλη ιωδίου) διαλύονται 0,2-0,25 g λαδιού με την προσθήκη 10 ml χλωροφορμίου. (Η ποσότητα του λαδιού που ζυγίζεται, είναι αντιστρόφως ανάλογη του αναμενόμενου αριθμού ιωδίου). Στην κωνική φιάλη προστίθενται από προχοϊδα 25 ml του ειδικού διαλύματος ιωδίου (13,0 g ιωδίου + 8 g βρώμιου συμπληρωμένα μέχρι 1 λίτρο με άνυδρο CH3CΟΟΗ) και η φιάλη αφήνεται πωματισμένη στο σκοτάδι επί 30 λεπτά με ενδιάμεσες ανακινήσεις. Στη φιάλη προστίθενται στη συνέχεια 15 ml διαλύματος ΚΙ 10% και η περίσσεια του ιωδίου ογκομετρείται με 0,1 Ν διάλυμα Na2S2O3 ώσπου να εξαφανισθεί σχεδόν το κίτρινο χρώμα του ιωδίου. Προς το τέλος της ογκομέτρησης προστίθεται δείκτης άμυλο και η προσθήκη Na2S2O3 συνεχίζεται, ώσπου να εξαφανιστεί τελείως το κυανό χρώμα. Συγχρόνως γίνεται και λευκός προσδιορισμός. Ο αριθμός ιωδίου (Α.Ι.) υπολογίζεται από τον τύπο: Α.Ι. = (α-β). Ν. 12,69 / βάρος δείγματος όπου: α είναι αριθμός των ml του 0,1 Ν Na2S2O3 που καταναλώθηκαν στον λευκό προσδιορισμό. β ο αριθμός των ml του 0,1 Ν Na2S2O3 που καταναλώθηκαν κατά τον προσδιορισμό του δείγματος και Ν ο τίτλος του διαλύματος Na2S2O3 (στην περίπτωση αυτή 0,1). Το δείγμα πριν τον προσδιορισμό πρέπει να διηθείται. Λάδι Σελίδα 13 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Λάδι Σελίδα 14 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 3.2 Αριθμός σαπωνοποίησης (Α. Σ.) Θεωρητικό μέρος Αριθμός σαπωνοποίησης ενός λαδιού ή λίπους είναι τα ml του ΚΟΗ, που απαιτούνται για να εξουδετερώσουν (σαπωνοποιήσουν) τα λιπαρά οξέα, που προκύπτουν από την πλήρη υδρόλυση 1 g δείγματος. Αντιπροσωπευτική αντίδραση σαπωνοποίησης είναι η μετατροπή στεαρίνης (εστέρα του στεατικού οξέος) προς στεατικό κάλιο. C3H5(C17H35COO)3 + 3KOH C3H5(OH)3 + 3C17H35COOK Οι εστέρες των κατωτέρων λιπαρών οξέων απαιτούν περισσότερο άλκαλι για τη σαπωνοποίησή τους, επομένως ο αριθμός σαπωνοποίησης είναι αντιστρόφως ανάλογος του μέσου μοριακού βάρους των λιπαρών οξέων, που υπάρχουν στη λιπαρή ύλη. Ο αριθμός σαπωνοποίησης δεν δίνει σημαντικές πληροφορίες για την αναγνώριση των λαδιών, αφού είναι παραπλήσιος για όλα τα λάδια (βλ. πίνακα 2). Είναι όμως πολύ χρήσιμος για την ανίχνευση του λαδιού του κοκκοκάρυδου, του φοινοκοπυρηνέλαιου και του λίπους του βουτύρου, που περιέχουν μεγάλα ποσοστά κατωτέρων λιπαρών οξέων. Ο προσδιορισμός του αριθμού σαπωνοποίησης γίνεται με τον ακόλουθο τρόπο. Πειραματικό μέρος Σε κωνική φιάλη, όπου ζυγίζονται 1-2 g λιπαρής ύλης, προστίθενται 25 ml αλκοολικού διαλύματος ΚΟΗ 0,5Ν μετρημένα με προχοΐδα. Ακολουθεί σαπωνοποίηση του δείγματος με θέρμανση της φιάλης επί 1 ώρα με κάθετο ψυκτήρα σε υδατόλουτρο που βράζει. (Σχήμα 1). , Κατά τη διάρκεια της σαπωνοποίησης η φιάλη ανακινείται αρκετές φορές. Στη συνέχεια ογκομετρείται η περίσσεια του ΚΟΗ με 0,5Ν HCl και δείκτη φαινολοφθαλεΐνη. Συγχρόνως γίνεται και λευκός προσδιορισμός. Ο αριθμός σαπωνοποίησης (Α.Σ.) υπολογίζεται από τον τύπο: Α.Σ. =28,05 (α -β) / βάρος δείγματος (g) όπου: α και β ο αριθμός των ml του 0,5Ν HCl, που καταναλώθηκαν αντίστοιχα στον λευκό και τον πραγματικό προσδιορισμό. Ο λευκός προσδιορισμός μπορεί να παραλειφθεί, αν χρησιμοποιηθεί υδατικό ΚΟΗ ή όταν δεν απαιτούνται πολύ ακριβή αποτελέσματα. Στη σαπωνοποίηση χρησιμοποιείται ΚΟΗ και όχι ΝaΟΗ, γιατί οι σάπωνες καλίου είναι πιο ευδιάλυτοι στην αλκοόλη και έτσι σχηματίζεται ομογενές σύστημα σαπωνοποίησης. Λάδι Σελίδα 15 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Σχήμα 2. Συσκευή σαπωνοποίησης με κάθετο ψυκτήρα και υδατόλουτρο. (Το υδατόλουτρο μπορεί να αντικατασταθεί με ρυθμιζόμενο ηλεκτρικό θερμομανδύα). Για να ελαττωθεί ο χρόνος σαπωνοποίησης σε δείγματα που σαπωνοποιούνται. δύσκολα (κερί, φυστικέλαιο), χρησιμοποιείται πιο πυκνό ΚΟΗ (1Ν ή 2Ν). Επίσης γίνεται χρήση ανώτερης αλκοόλης με ψηλότερο σημείο ζέσεως π.χ. γλυκερίνης(σ.ζ. 220° C). Η ογκομέτρηση γίνεται εν θερμώ, για να αποφεύγεται η καθίζηση του σάπωνα, που δημιουργεί σφάλματα στα αποτελέσματα. Σε περιπτώσεις που τα δείγματα είναι χρωματισμένα και ο δείκτης φαινολοφθαλεΐνης δεν διακρίνεται, χρησιμοποιείται άλλος δείκτης π.χ. θυμοφθαλεΐνη (pΗ 9,4-10,6, άχρωμη κυανή). Στο τέλος της ογκομέτρησης τουλάχιστον ο μισός όγκος του διαλύματος πρέπει να αποτελείται από αλκοόλη, για να αποφεύγεται η υδρόλυση του σάπωνα, που δίνει λανθασμένα αποτελέσματα. Γι αυτό πριν από την ογκομέτρηση συμπληρώνεται η αλκοόλη, που πιθανόν έχει εξατμισθεί κατά τη διάρκεια της θέρμανσης. Το ογκομετρημένο δείγμα φυλάγεται, αν πρόκειται να γίνει προσδιορισμός των ασαπωνοποίητων συστατικών. Ασαπωνοποίητα συστατικά μιας λιπαρής ύλης είναι οι αδιάλυτες στο νερό ουσίες, που δεν σαπωνοποιούνται με ΚΟΗ και δεν είναι πτητικές στους 80°C. Τα ασαπωνοποίητα συστατικά περιλαμβάνουν υδρογονάνθρακες, ανώτερες αλκοόλες και στερόλες (χοληστερόλη στις ζωικές,- φυτοστερόλη στις φυτικές λιπαρές ύλες). Τα περισσότερα λάδια με συνηθισμένη καθαρότητα περιέχουν λιγότερο από 2% ασαπωνοποίητα συστατικά. Μεγαλύτερη περιεκτικότητα από 2 % είναι ένδειξη νοθείας του λαδιού με παραφινέλαιο (υδρογονάνθρακες παραφίνης). Λάδι Σελίδα 16 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 3.1 Προσδιορισμός οξύτητας ελαίου Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια 1. Διάλυμα 0,1 Μ ΚΟΗ σε αλκοόλη. 2. Δείκτης φαινολοφθαλεΐνης (διάλυμα 1% σε αιθανόλη) 3. Μείγμα αιθανόλης - διαιθυλαιθέρα 1:1 εξουδετερωμένο με 0,1 Μ ΚΟΗ 4. Κωνική φιάλη των 250 ml 5. Προχοΐδα των 10 ml Πειραματική Πορεία 1. Σε κωνική φιάλη των 100 ml φέρονται 10 g ή 1 ml δείγματος ελαιόλαδου. 2. Προσθέτουμε 20 ml μείγμα ίσων μερών αλκοόλης και αιθέρα, το οποίο έχει εξουδετερωθεί. 3. Αναδεύουμε για τη διάλυση των λιποσφαιρίων και ογκομετρούμε παρουσία τριών σταγόνων φαινολοφθαλεΐνης με διάλυμα 0,1 Μ ΚΟΗ μέχρι να μετατραπεί το χρώμα από αχυροκίτρινο σε ροζ. 4. Έστω ότι καταναλώθηκαν 1,8 ml ΚΟΗ για την εξουδετέρωση του ελαϊκού οξέος. Αντίδραση εξουδετέρωσης. Παρατηρήσεις - πληροφορίες 1. Επειδή η αιθυλική αλκοόλη και ο αιθέρας περιέχουν ελευθέρα οξέα, πριν από την προσθήκη του μείγματος τους στο υπό εξέταση δείγμα της λιπαρής ύλης εξουδετερώνονται με 0,1 Μ ΚΟΗ Λάδι Σελίδα 17 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 2. Η προσθήκη του αιθέρα είναι απαραίτητη για την παραλαβή των οξέων, οπότε αποφεύγεται η αντίδραση της σαπωνοποίησης. 3. Για ευκολία, αντί να ζυγίσουμε 10 g ελαιόλαδου, λαμβάνουμε 11 ml από αυτό, επειδή το ειδικό βάρος του είναι 0,91 g/ml. 4. Για να μη δημιουργείται σύγχυση των όρων βαθμός και αριθμός οξύτητας δίνονται οι ορισμοί τους: α) Βαθμός οξύτητας είναι ο αριθμός των ml 1Μ διαλύματος ΝaΟΗ ή ΚΟΗ, που απαιτείται για την πλήρη εξουδετέρωση των ελευθέρων λιπαρών οξέων που περιέχονται σε 100 g λιπαρής ύλης. β) Αριθμός οξύτητας είναι τα mg ΚΟΗ, που απαιτούνται για την πλήρη εξουδετέρωση των ελευθέρων λιπαρών ουσιών που περιέχονται σε 1 g λιπαρής ύλης. 5. Η οξυμέτρηση μπορεί να γίνει και με "εμπειρικό" διάλυμα ΝaΟΗ (14,2 g ΝaΟΗ/Γ) σε 11 ml λαδιού με προσθήκη 15 ml διαλυτή που περιέχει φαινολοφθαλεΐνη. Ο αριθμός των ml που καταναλώθηκαν είναι και η οξύτητα των δειγμάτων επί τοις % σε ελαϊκό οξύ. 6. Επειδή ο διαιθυλαιθέρας είναι εύφλεκτος, πρέπει να λαμβάνεται ειδική μέριμνα κατά τη χρήση του. Ερωτήσεις Ασκήσεις 1. Ποια σχέση συνδέει το ειδικό βάρος τον ελαιόλαδου με το βάρος και τον όγκο τον προκειμένου να πραγματοποιηθεί η μέτρηση της οξύτητας του; 2. Η κατανάλωση διαλύματος 0,1 Μ ΚΟΗ για την εξουδετέρωση των ελευθέρων λιπαρών οξέων σε δείγμα ελαιόλαδου 10 g είναι 1,3 ml,. Ποια είναι η οξύτητα τον εκφρασμένη σε ελαϊκό οξύ; 3. Ο βαθμός οξύτητας ελαίου είναι 1 ml ΝaΟΗ / 100 g. Ποιος είναι ο αριθμός οξύτητας του; Λάδι Σελίδα 18 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 3.4 Οι δείκτες Κ232 και Κ270 του ελαίου Θεωρητικό μέρος Καθοριστικό ρόλο για τον έλεγχο της νοθείας του ελαιολάδου παίζουν οι σταθερές Κ232, και Κ270 (απορρόφηση στο υπεριώδες φάσμα). Η φασματοφωτομετρική εξέταση του ελαιολάδου στο υπεριώδες, μετρά τις απορροφήσεις σε μήκη κύματος 232nm και 270nm, που τις παριστάμε συμβολικά με Κ (Κ232, Κ270). Υπάρχει και ο δείκτης ΔΚ που ορίζεται από μια μαθηματική σχέση υπολογισμού συντελεστών απορρόφησης υπεριώδους ακτινοβολίας. Η απορρόφηση στα 232nm, οφείλεται σε ενώσεις (υδροϋπεροξείδια) που παράγονται σε ένα πρωταρχικό στάδιο οξείδωσης αλλά και σε ενώσεις (συζυγή διένια), που παράγονται σε ένα ενδιάμεσο στάδιο οξείδωσης. Έτσι η τιμή του συντελεστή Κ232 αυξάνεται, όταν ο ελαιόκαρπος αποθηκεύεται για πολλές μέρες μέχρι την έκθλιψή του, αλλά και όταν το ελαιόλαδο έχει αποθηκευτεί σε άσχημες συνθήκες. Η απορρόφηση στα 270nm, οφείλεται σε ενώσεις με καρβονυλικές ομάδες (αλδεΰδες και κετόνες), οι οποίες αποτελούν δευτερογενή προϊόντα οξείδωσης, καθώς και από ενώσεις (συζυγή τριένια), που παράγονται κατά την διάρκεια της βιομηχανικής του επεξεργασίας. Έτσι η τιμή του συντελεστή απορρόφησης Κ270 εξαρτάται, από το πόσο φρέσκο είναι το ελαιόλαδο. Παλαιά ελαιόλαδα ή μείγματα με παλαιά ελαιόλαδα, έχουν αυξημένες τιμές του Κ270. Επιπλέον, η τιμή του Κ270 αμέσως μετά την εμφιάλωση, είναι πολύ χαμηλή και αυξάνεται με την πάροδο της ηλικίας του ελαιολάδου. Η έκθεση του ελαιολάδου στην ηλιακή ακτινοβολία και γενικότερα η αποθήκευσή του σε υψηλές θερμοκρασίες, επιταχύνουν την πρόοδο της γήρανσης. Η απορρόφηση λοιπόν του ελαιολάδου στο υπεριώδες, αποτελεί ένα σημαντικό κριτήριο της ποιότητάς του. Επί πλέον ο συντελεστής Κ270 και ο δείκτης ΔΚ μπορούν να χρησιμοποιηθούν και σαν κριτήρια γνησιότητας (ενδεχόμενης νοθείας του). Παράγοντες που επηρεάζουν την απορρόφηση στο υπεριώδες: Η εφαρμογή ορθών πρακτικών κατά την συγκομιδή (καλός αερισμός του ελαιοκάρπου και σύντομη μεταφορά του στο ελαιοτριβείο), όπως επίσης και η εφαρμογή κανόνων σωστής βιομηχανικής πρακτικής κατά τη διάρκεια εξαγωγής του ελαιολάδου, μας δίνει την δυνατότητα παραγωγής ελαιολάδου με χαμηλή απορρόφηση στο υπεριώδες. Η αποθήκευση του ελαιολάδου σε κατάλληλες συνθήκες (να προστατεύεται απ’ το φως και τον αέρα, να φυλάσσεται σε χαμηλή θερμοκρασία και όχι σε σιδερένια βαρέλια), μας δίνει τη δυνατότητα να συνεχίσουμε να διατηρήσουμε κατά το δυνατόν, σε χαμηλά επίπεδα την απορρόφηση στο υπεριώδες. Λάδι Σελίδα 19 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Λάδι Σελίδα 20 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Σύμφωνα με την Κοινοτική Νομοθεσία οι συντελεστές Κ για το τυποποιημένο ελαιόλαδο θα πρέπει να είναι : Κ232 μικρότερος του 2,50 για το «εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο», μικρότερος του 2,60 για το «παρθένο ελαιόλαδο», ενώ για το ελαιόλαδο «αποτελούμενο από εξευγενισμένα ελαιόλαδα και παρθένα ελαιόλαδα» δεν υπάρχει όριο. Κ270 μικρότερος του 0,22 για το «εξαιρετικό παρθένο ελαιόλαδο», μικρότερος του 0,25 για το «παρθένο ελαιόλαδο» και μικρότερος του 0,90 για το ελαιόλαδο «αποτελούμενο από εξευγενισμένα και παρθένα ελαιόλαδα» Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια Στατό με δοκιμαστικούς σωλήνες Ελαιόλαδο διαφόρων τύπων – τρία δείγματα Φασματοφωτόμετρο ορατού υπεριώδους Πειραματική πορεία 1. Σε στατό με δοκιμαστικούς σωλήνες φέρονται τρία διαφορετικά δείγματα ελαιολάδου. 2. Μετράμε με φασματοφωτόμετρο ορατού υπεριώδους την απορρόφηση στα 232nm και 270nm και προσδιορίζουμε τους δείκτες Κ232 και Κ270. 3. Με βάσει τις τιμές Κ232 και Κ270 κατατάσσουμε τα τρία δείγματα σε κατηγορίες «εξαιρετικό παρθένο», «παρθένο» και «εξευγενισμένο». Λάδι Σελίδα 21 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 4η : ΓΑΛΑ-ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΓΑΛΑΚΤΟΣ. 4.1 Ποιοτικός Έλεγχος Γάλακτος Θεωρητικό μέρος Το γάλα αποτελεί από την φύση του κατάλληλο υπόβαθρο για την ανάπτυξη μικροοργανισμών. Για το έλεγχο του μικροβιακού φορτίου υπάρχουν πολλές μέθοδοι. Μια από αυτές είναι με την μέτρηση του χρόνου διάσπασης από τους μικροοργανισμούς διάφορων φωτοευαίσθητων χρωστικών (όπως το κυανό του μεθυλενίου). Είναι προφανές ότι ύπαρξη μεγάλου αριθμού μικροοργανισμών έχει σαν αποτέλεσμα την γρήγορη διάσπαση της χρωστικής και το αποχρωματισμό του διαλύματος. Πειραματικό μέρος Όργανα - Σκεύη - Αντιδραστήρια Λύχνος γάλα καλά συντηρημένο δοκιμαστικοί σωλήνες γάλα 2 ημερών εκτός ψυγείου σιφώνια κυανό του μεθυλενίου υδρόλουτρο δείκτης άμυλο σταγονόμετρο διάλυμα ιωδίου 0,005 Μ τρίποδας, πλέγμα Πειραματική πορεία 1. Παίρνουμε δύο δείγματα γάλακτος, ένα σωστά συντηρημένο και το άλλο αφού το έχουμε αφήσει εκτός ψυγείου 1-2 μέρες. 2. Αποστειρώνουμε με την φλόγα της λύχνου τους δοκιμαστικούς σωλήνες και τα σιφώνια. 3. Προσθέτουμε 5 ml γάλακτος από το κάθε δείγμα σε δύο δοκιμαστικούς σωλήνες και κατόπιν προσθέτουμε από 0,4 ml διαλύματος κυανού του μεθυλενίου. 4. Ανακινούμε τους δοκιμαστικούς σωλήνες και τους τοποθετούμε σε υδρόλουτρο σε θερμοκρασία 37oC. 5. Επιθεωρούμε τους σωλήνες κάθε 10 min, για να διαπιστώσουμε σε πόσο χρόνο αποχρωματίζονται. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 21 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Ο βαθμός ποιότητας του γάλακτος για την μέθοδο που αναφέρουμε προσδιορίζεται από τον παρακάτω πίνακα. Πίνακας 3. Προσδιορισμός ποιότητας γάλακτος Χρόνος αποχρωματισμού Ποιότητα 0-20 λεπτά Κακή 20 λεπτά-2 ώρες Μέτρια 2 ώρες-6 ώρες Αρκετά καλή 6 ώρες > Πολύ καλή Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 22 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 4.2 Παρασκευή Καζεΐνης Θεωρητικό Μέρος Η καζεΐνη είναι η κύρια πρωτεΐνη του γάλακτος. Θεωρείται η δεύτερη σε βιολογική αξία μετά την πρωτεΐνη του αυγού. Περιέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα που απαιτούνται για φυσιολογική αύξηση και ανάπτυξη του οργανισμού. Αποτελεί σημαντικό παράγοντα αποταμιεύσεων φωσφορικών και ασβεστίου. Η καζεΐνη βρίσκεται στο γάλα με τη μορφή του καζεϊνικού ασβεστίου και καταβυθίζεται εύκολα στο ισοηλεκτρικό της σημείο (pH=4,8). Τέλος πήζει με τη προσθήκη της πρωτεάσης ρεννίνης. Στη δεύτερη περίπτωση η ρεννίνη της πυτιάς προσβάλλει καταρχήν την καζεΐνη και σχηματίζεται η παρα-κ-καζεΐνη και στη συνέχεια, παρουσία ιόντων ασβεστίου, ακολουθεί πήξη του γάλακτος. Πειραματικό μέρος Αντιδραστήρια – σκεύη 50 ml γάλα 2% κ.ο. HCl 95% αιθανόλη Διηθητικό χαρτί Πειραματική πορεία Αναμιγνύονται 25ml γάλακτος με 70 ml νερού βρύσης. Προσθέτουμε σιγά- σιγά 2% κ.ο. HCl, μέχρι να ρυθμίσουμε το pH σε 4,8 με 4,6 οπότε αρχίζει η καζεΐνη να κατακρημνίζεται. Συνεχίζουμε την ανάδευση για 10 min. Διηθούμε την καζεΐνη σε χωνί μέσα από προζυγισμένο διηθητικό χαρτί. Ξεπλένουμε το ίζημα με αποσταγμένο νερό μέχρις ότου το διήθημα να είναι ουδέτερο. Ξεπλένουμε το ίζημα με 8ml αιθανόλη 95%. Αφήνουμε το ίζημα να στεγνώσει και ζυγίζουμε. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 23 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 24 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 4.3 Δοκιμή της φωσφατάσης και της υπεροξειδάσης Θεωρητικό Μέρος Στα δευτερεύοντα συστατικά του γάλακτος περιλαμβάνονται μεταξύ των άλλων και τα ένζυμα. Στη βιομηχανία γάλακτος, δύο κυρίως ομάδες ενζύμων παρουσιάζουν ιδιαίτερο πρακτικό ενδιαφέρον. Η μια ομάδα περιλαμβάνει ένζυμα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σαν δείκτες του βαθμού θέρμανσης του γάλακτος, όπως είναι η φωσφατάση και η υπεροξειδάση. Η άλλη ομάδα, περιλαμβάνει ένζυμα που προκαλούν ανεπιθύμητες αλλοιώσεις στο γάλα και τα προϊόντα του, όπως είναι η λιπάση. Οι φωσφατάσες είναι ένζυμα που καταλύουν την υδρόλυση φωσφορικών εστέρων. Από αυτές έχουν μελετηθεί περισσότερο η αλκαλική και η όξινη φωσφατάση. Χαρακτηριστικό είναι ότι η αλκαλική φωσφατάση αδρανοποιείται σε θερμοκρασία λίγο υψηλότερη από εκείνη που απαιτείται για την καταστροφή του βακίλου της φυματίωσης, που είναι ο πιο ανθεκτικός παθογόνος μικροοργανισμός του γάλακτος. Αυτή η θερμοκρασία είναι λίγο χαμηλότερη από τη θερμοκρασία παστερίωσης του γάλακτος και γι' αυτό χρησιμοποιείται σαν κριτήριο κατά τον έλεγχο της παστερίωσης. Καλά παστεριωμένο γάλα δεν περιέχει ενεργή φωσφατάση, άρα δίνει αρνητική τη δοκιμή της φωσφατάσης, ενώ το αντίθετο, αποτελεί ένδειξη κακής παστερίωσης ή επιμόλυνσης. Η υπεροξειδάση καταστρέφεται στους 80°C σε 2,5 δευτερόλεπτα. Επομένως το παστεριωμένο γάλα πρέπει να δίνει θετική τη δοκιμή της υπεροξειδάσης. Άρα η οξύτητα του γάλακτος είναι 0,15% σε γαλακτικό οξύ. Στην περίπτωση της χρησιμοποίησης οξυμέτρου Dornic για την εξουδετέρωση της οξύτητας των 10 ml, γάλακτος, η διαδικασία της ογκομέτρησης είναι ίδια με αυτή όταν χρησιμοποιούμε προχοΐδα. Η ανάγνωση των ιοί, του Ν/9 καυστικού νατρίου που καταναλώθηκαν κατά την ογκομέτρηση δίνουν απευθείας την οξύτητα του γάλακτος σε γαλακτικό οξύ %. Τα αποτελέσματα εκφράζονται καμιά φορά σε βαθμούς Dornic που είναι ο αριθμός των ml, του Ν/9 καυστικού νατρίου που καταναλώθηκαν για την εξουδετέρωση της οξύτητας 100 ml, γάλακτος με δείκτη φαινολοφθαλεΐνη. Πειραματικό μέρος 4.3.1 Δοκιμή της φωσφατάσης Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια 1. Παστεριωμένο γάλα, 2. Δοκιμαστικοί σωλήνες των 15 ml,. 3. Μεταλλικό στήριγμα δοκιμαστικών σωλήνων. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 25 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 4. Γυάλινοι ράβδοι. 5. Πηγή θερμότητας. 6. Θερμόμετρο. 7. Υδατόλουτρο. 8. lactognostI, ρυθμίζει το pΗ σε περιοχή που ευνοεί τη δράση της αλκαλικής φωσφατάσης, είναι σε μορφή δισκίου. 9. lactognost II, υπόστρωμα για τη δράση της αλκαλικής φωσφατάσης, είναι σε μορφή δισκίου. 10 lactognostIII, επιτρέπει την ανάπτυξη μπλε χρώματος σε περίπτωση που υπάρχει ενεργή φωσφατάση στο γάλα, είναι σε μορφή σκόνης που μετράται με κουταλάκι που συνοδεύει τα αντιδραστήρια, για να αποφεύγονται οι ζυγίσεις και η απώλεια χρόνου. Πειραματική Πορεία 1. Παίρνουμε δύο καθαρούς δοκιμαστικούς σωλήνες και τοποθετούμε στον καθένα 10 ml χλιαρού απεσταγμένου νερού (37-39°C). 2. Προσθέτουμε από ένα δισκίο (χάπι) lactognost Ι και II στον κάθε σωλήνα και περιμένουμε να διαλυθούν. Αν δεν διαλύονται χρησιμοποιούμε γυάλινη ράβδο. 3. Στον ένα σωλήνα προσθέτουμε 1 ml από το γάλα που θέλουμε να ελέγξουμε. 4. Στον δεύτερο σωλήνα, προσθέτουμε γάλα που έχει θερμανθεί μέχρι βρασμού συνεπώς η φωσφατάση έχει καταστραφεί. Ο σωλήνας αυτός χρησιμοποιείται ως μάρτυρας. 5. Τοποθετούμε τους δοκιμαστικούς σωλήνες στο υδατόλουτρο σε θερμοκρασία 37°C για 10 λεπτά έως 1 ώρα. 6. Προσθέτουμε 0,1 lactognost III σε καθένα από τους δοκιμαστικούς σωλήνες, τους αφήνουμε σε ακινησία για 10 λεπτά της ώρας και μετά τους ανακινούμε με αναστροφή. 7. Μετά από 3-5 λεπτά της ώρας συγκρίνουμε τα χρώματα των δυο σωλήνων με τη βοήθεια της έγχρωμης κάρτας που συνοδεύει τα αντιδραστήρια. Έκφραση των αποτελεσμάτων - Εκτίμηση της παστερίωσης του γάλατος Αν παρατηρήσουμε ανοικτό καφέ χρώμα στον δοκιμαστικό σωλήνα που περιέχει το γάλα το οποίο θα ελέγξουμε, όπως του μάρτυρα, σημαίνει ότι δοκιμή της φωσφατάσης είναι αρνητική, δηλαδή, το γάλα που εξετάζουμε είναι παστεριωμένο. Σε περίπτωση που παρατηρήσουμε χρώμα ανοικτό μπλε ή πράσινο-μπλε, η αντίδραση είναι ελαφρά θετική και το γάλα πλημμελώς παστεριωμένο. Τέλος, η εμφάνιση βαθύ μπλε χρώματος, σημαίνει αντίδραση θετική, άρα, το γάλα δεν είναι παστεριωμένο. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 26 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 4.3.2 Δοκιμή της υπεροξειδάσης Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια 1. Δοκιμαστικοί σωλήνες των 15 ml 2. Μεταλλικό στήριγμα δοκιμαστικών σωλήνων. 3. Υδατόλουτρο. 4. Διάλυμα ιωδιούχου καλίου 10%. 5. Διάλυμα υπεροξειδίου του υδρογόνου 0,2%, 6. Διάλυμα δι-αμινο-παραφαινυλίνης. Πειραματική Πορεία 1. Τοποθετούμε 10 ml γάλακτος σε δοκιμαστικό σωλήνα. 2. Προσθέτουμε 2 σταγόνες διαλύματος 0,2% υπεροξειδίου του υδρογόνου και αναδεύουμε. 3. Προσθέτουμε 2 σταγόνες διαλύματος δι-αμινο-παραφαινυλίνης και αναδεύουμε. Έκφραση των αποτελεσμάτων - Εκτίμηση της θέρμανσης του γάλακτος Αν το δείγμα χρωματισθεί μπλε μέσα σε 30 δευτερόλεπτα της ώρας, σημαίνει ότι υπάρχει ενεργή υπεροξειδάση, δηλαδή η δοκιμή της υπεροξειδάσης είναι θετική και ότι το γάλα δεν έχει θερμανθεί σε υψηλή θερμοκρασία. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 27 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 28 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 4.4 Παραγωγή προϊόντος οξυγαλακτικής ζύμωσης Θεωρητικό μέρος Γιαούρτι καλείται το πήγμα που προκύπτει από την πήξη του γάλακτος, ως αποτέλεσμα της γαλακτικής ζύμωσης, με τη βοήθεια οξυγαλακτικών βακτηρίων (L. Bulgaricus και Str. Thermophilus) με ή χωρίς την προσθήκη σκόνης γάλακτος, σκόνης άπαχου γάλακτος, σκόνης τυρογάλακτος κ.λπ. Τα οξυγαλακτικά βακτήρια ζυμώνουν το σάκχαρο του γάλακτος (λακτόζη) και παράγουν γαλακτικό οξύ. Ο έλεγχος της ζύμωσης γίνεται με έλεγχο του υποστρώματος (λακτόζη) και της θερμοκρασίας. Η θερμοκρασία ζύμωσης είναι υψηλή, δίνοντας τη δυνατότητα να αναπτυχθούν οξυγαλακτικά βακτήρια. Όταν το pΗ, λόγω της παραγωγής του γαλακτικού οξέος, πέσει κάτω του 4,6, το γάλα πήζει. Πριν από τη προσθήκη των μικροοργανισμών (καλλιέργειας μικροοργανισμών) το γάλα θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία για κάποιο χρόνο. Η θερμική αυτή επεξεργασία αποβλέπει κυρίως στην καταστροφή των παθογόνων μικροοργανισμών αλλά και σε κάποιο βαθμό στη συμπύκνωση του γάλακτος. Η παρασκευή γιαουρτιού αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα γαλακτικής ζύμωσης. Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια 1.1L γάλα φρέσκο κατά προτίμηση πρόβειο. 2. Παραδοσιακό γιαούρτι φρέσκο (που περιέχει ήδη τους μικροοργανισμούς που θα ζυμώσουν το γάλα). Από αυτό θα προκύψει η καλλιέργεια μικροοργανισμών που θα ζυμώσουν το γάλα. 3. Ανοξείδωτη χύτρα. 4. Εστία θέρμανσης. 5. Κλίβανος ξηρής αποστείρωσης. 6. Πεχάμετρο ή χαρτί μέτρησης του pΗ. 7. Υδραργυρικό θερμόμετρο κλίμακας 0 -100°C. 8. 4 άδεια κύπελλα γιαουρτιού. Πειραματική Πορεία 1. Θερμαίνουμε το γάλα μέχρι βρασμού για να καταστραφούν οι μικροοργανισμοί. 2. Ψύχουμε το γάλα στους 45°C. Η ψύξη μπορεί να γίνει με μεταφορά της χύτρας σε λεκάνη κρύου νερού. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 29 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 3. Προετοιμάζουμε το εμβόλιο, που είναι μίγμα φρέσκου γιαουρτιού και βρασμένου νερού σε αναλογία 1:1, 4. Προσθέτουμε στο γάλα το εμβόλιο σε ποσοστό 2-3% (περίπου 20-30g στο λίτρο). 5. Αναδεύουμε καλά και αμέσως μεταφέρουμε το γάλα στα 4 κύπελλα. 6. Τοποθετούμε τα δυο δοχεία ( Α1 και Α2) στον κλίβανο, που η θερμοκρασία του έχει ρυθμιστεί στους 45°C και τα άλλα δύο (Β1 και Β2) τα αφήνουμε σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. 7. Παρακολουθούμε την εξέλιξη του ρΗ με μετρήσεις στα κύπελλα Α2 και Β2 και καταγράφουμε τα αποτελέσματα των μετρήσεων σε πίνακα. 8. Σε 3-4 ώρες το γάλα στον κλίβανο θα έχει πήξει (Α1). Απομακρύνουμε το δοχείο και το αφήνουμε να κρυώσει. Αφού η θερμοκρασία του πέσει στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, το μεταφέρουμε στο ψυγείο. 9. Παρατηρούμε τη ζύμωση στο κύπελλο που αφέθηκε στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, (Β2) και καταγράφουμε τις παρατηρήσεις μας για την πορεία της ζύμωσης (πορεία πήξηςχρόνος πήξης). Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων Αξιολογούμε την πορεία παραγωγής γιαουρτιού, καταγράφοντας σε πίνακες την πτώση του pΗ, σημειώνοντας και τον χρόνο στο οποίο αυτή παρατηρήθηκε. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 30 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 4.5 Προσδιορισμός λίπους στο τυρί Θεωρητικό μέρος Το λίπος είναι ένα συστατικό του γάλακτος, στο οποίο δίνεται μεγάλη σημασία και πολλές φορές συνδέεται με τη ποιότητα του. Στην κατανάλωση η διαφοροποίηση του γάλακτος γίνεται κυρίως με βάση την περιεκτικότητα του σε λίπος. Λεπτομερής ανάλυση του λίπους στο γάλα έδειξε την παρουσία 64 διαφορετικών λιπαρών οξέων με αριθμό ατόμων άνθρακα από 4 έως 26. Από τα κυριότερα λιπαρά οξέα είναι το βουτυρικό οξύ (C=4), η συγκέντρωση του οποίου κυμαίνεται μεταξύ 8 και 12%. Περίπου το 62% των λιπαρών οξέων είναι κορεσμένα και το 37% ακόρεστα. Το τυρί είναι το προϊόν της ωρίμανσης του πήγματος του γάλακτος. Η πήξη του γάλακτος επιτυγχάνεται με την οξίνιση του γάλακτος ή τη προσθήκη πυτιάς που περιέχει το ένζυμο ρεννίνη. Στην πρώτη περίπτωση η οξίνιση προκαλείται από τους οξυπαραγωγικούς μικροοργανισμούς που προστίθεται στο γάλα. Οι μικροοργανισμοί αυτοί κατεβάζουν το pΗ του γάλακτος έως το ισοηλεκτρικό σημείο της καζεΐνης (pΗ = 4.6) με αποτέλεσμα την πήξη του τελευταίου. Στη δεύτερη περίπτωση η ρεννίνη της πυτιάς προσβάλλει καταρχήν την καζεΐνη και σχηματίζεται η παρα-κ-καζεΐνη και στη συνέχεια, παρουσία ιόντων ασβεστίου, ακολουθεί πήξη του γάλακτος. Πειραματικό μέρος Για τον προσδιορισμό του λίπους στο τυρί μπορούν να εφαρμοστούν οι μέθοδοι: a) Μέθοδος Schmidt - Bondzynski ( Σταθμική) b) Μέθοδος Gerber - VanGulik (Ογκομετρική) c) Μέθοδος Werner - Schmidt (Σταθμική) Ακολουθούμε την μέθοδο Gerber- Van Gulik (Ογκομετρική) Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια Α. H2SO4 με ειδικό βάρος 1,5 Β. Αμυλική αλκοόλη Γ. Σωλήνες βουτυρόμετρου Δ. Υδατόλουτρο 65°C Ε. Φυγόκεντρος Στ. Αναλυτικός ζυγός Ζ. Σιφώνιο 10ml Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 31 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Πειραματική πορεία • Σε ειδικό σωλήνα του βουτυρόμετρου ζυγίζονται ακριβώς 3 gr δείγματος τυρί • Πωματίζεται ο σωλήνας και τοποθετείται στο βουτυρόμετρο. Στο άλλο ανοιχτό στόμιο του βουτυρόμετρου προστίθενται 10ml H2SO4 με ειδικό βάρος 1,5 και το βουτυρόμετρο τοποθετείται σε υδατόλουτρο στους 70 οC. • Στη συνέχεια αναταράσσετε ζωηρά ώσπου να διαλυθεί εντελώς η μάζα του τυριού • Προστίθεται 1 ml αμυλικής αλκοόλης και η ανατάραξη επαναλαμβάνεται • Η στιβάδα του λίπους πρέπει να βρίσκεται μέσα στην κλίμακα του βουτυρόμετρου και αυτό ρυθμίζεται με προσθήκη θειικού οξέως. • Ακολουθεί φυγοκέντρηση για 10 λεπτά σε 1000 στροφές/λεπτό και τοποθέτηση του βουτυρόμετρου σε υδατόλουτρο στους 65 0C • Σημειώνεται ο όγκος της στιβάδας λίπους και επαναλαμβάνεται η φυγοκέντρηση και η θέρμανση στους 65°C • Ο τελικός όγκος της στιβάδας του λίπους δίνει την % κατά βάρος περιεκτικότητα λίπους στο τυρί, εφόσον αρχικά χρησιμοποιήθηκαν 3g τυρί. Γάλα – Προϊόντα γάλακτος Σελίδα 32 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 5η : ΚΡΑΣΙ 5.1 Προσδιορισμός αλκοολικών βαθμών Θεωρητικό μέρος Κρασί είναι το προϊόν της ζύμωσης των σακχάρων, που υπάρχουν στο χυμό (μούστο) που προκύπτει από τη συμπίεση σταφυλιών. Η ζύμωση γίνεται παρουσία ζυμομυκήτων και τα κύρια προϊόντα της είναι αιθυλική αλκοόλη και διοξείδιο του άνθρακα. C6H12O6 → 2C2H5OH + CO2 Γενικά το κρασί παρασκευάζεται από ώριμα σταφύλια. Ο μούστος που προκύπτει μετά την έκθλιψη των σταφυλιών παραμένει σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, για 4-6 εβδομάδες, μέχρι να ολοκληρωθεί η ζύμωση των σακχάρων. Για την παρασκευή λευκών κρασιών πρέπει να απομακρύνονται από τον μούστο τα στέμφυλα, διότι περιέχουν ανθοκυανίνες, χρωστικές που δίνουν το χρώμα τους στα κόκκινα κρασιά. Κρασί που παρασκευάσθηκε από μούστο που ζυμώθηκε μαζί με τα στέμφυλα, είναι χρωματισμένο και εμπλουτισμένο με τανίνες, ουσίες που προσδίδουν στο κρασί μια χαρακτηριστική στυφή γεύση. Μετά την ολοκλήρωση της ζύμωσης του μούστου το κρασί μπορεί να εμφιαλωθεί ή να παραμείνει για παλαίωση σε ξύλινα βαρέλια. Σύσταση του κρασιού Τα ξηρά κρασιά περιέχουν συνήθως λιγότερο από 0,2% σάκχαρα, τα γλυκά μέχρι 6% και οι σαμπάνιες μπορεί να περιέχουν μέχρι 16%. Το pH είναι σημαντικός παράγοντας κατά τη διάρκεια της ζύμωσης και της αποθήκευσης. Η επιτρεπόμενη περιοχή διακύμανσης τιμής pH, ανάλογα και με το είδος του κρασιού είναι 2,8-3,8. Τα περισσότερα κρασιά έχουν ολική οξύτητα (εκφρασμένη ως τρυγικό οξύ) 0,30,55% και πτητική οξύτητα (ως οξικό οξύ) 0,03-0,35%. Ο οξικός αιθυλεστέρας, εκτός του οξικού και άλλων οξέων, είναι ένας σημαντικός δείκτης για την αλλοίωση του κρασιού. Σε μικρές όμως συγκεντρώσεις μέχρι 0,02% του δίνει χαρακτηριστικό άρωμα. Σε αξιόλογες συγκεντρώσεις υπάρχουν στα κρασιά επίσης καρβονυλικές ενώσεις, φαινολικά και φλαβονοειδικά παράγωγα, όπως τανίνες και ανθοκυανίνες και πολλά φαινολοξέα. Κρασί Σελίδα 31 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Αιθυλική αλκοόλη Οι αλκοολικοί βαθμοί είναι το κυριότερο χαρακτηριστικό ποιότητας του κρασιού και το πρώτο μέγεθος που συνήθως προσδιορίζεται. Αφορά τη συγκέντρωση της αιθυλικής αλκοόλης, που είναι το κυριότερο προϊόν της ζύμωσης και η σπουδαιότερη αλκοόλη του. Τα όρια της περιεκτικότητας του κρασιού σε αιθυλική αλκοόλη καθορίζονται σε τεχνικοοικονομική βάση. Χαμηλές συγκεντρώσεις αλκοόλης συντελούν στην ταχύτερη αλλοίωση του κρασιού, ενώ υψηλότερες αυξάνουν τη φορολογία του. Αλκοολικοί βαθμοί είναι ο αριθμός των όγκων καθαρής αλκοόλης που περιέχονται σε 100 όγκους κρασιού στους 20 οC. Οι αλκοολικοί βαθμοί των κρασιών προσδιορίζονται συνήθως με τη μέτρηση του ειδικού τους βάρους με αραιόμετρα ή με αλκοολόμετρα, όπως περιγράφεται πιο κάτω. Πειραματικό μέρος Πειραματική πορεία 200 ml κρασιού αποστάζονται προσεκτικά, αφού μετρηθούν με κύλινδρο των 250 ml με εσμυρισμένο πώμα. Ο κύλινδρος χρησιμοποιείται ως υποδοχέας στην απόσταξη, η οποία πρέπει να ρυθμίζεται έτσι ώστε να αποφεύγεται ο αφρισμός του δείγματος. Αυτό επιτυγχάνεται με τη ρύθμιση της θερμοκρασίας στη φιάλη βρασμού και με την προσθήκη σε αυτήν κομματιών πορσελάνης ή τανίνης που δεσμεύει τις πρωτεΐνες του κρασιού που προκαλούν αφρισμό. Ο ψυκτήρας πρέπει να ψύχεται καλά και να έχει όσο το δυνατό μεγαλύτερη κλίση. Η απόσταξη διαρκεί, ώσπου να συγκεντρωθούν στον υποδοχέα 133 ml υγρού (περίπου τα 2/3 του αρχικού όγκου του δείγματος), οπότε έχει αποστάξει όλη η αλκοόλη. Στο σημείο αυτό η απόσταξη διακόπτεται και το περιεχόμενο του υποδοχέα συμπληρώνεται μέχρι 200 ml με απεσταγμένο νερό. Μετά την ανάμιξη του περιεχομένου του κυλίνδρου ακολουθεί ο προσδιορισμός των αλκοολικών βαθμών. Αυτό γίνεται με δύο τρόπους: α) Άμεσα με αλκοολόμετρο που μετράει απευθείας τους αλκοολικούς βαθμούς ή β) Έμμεσα με ένα αραιόμετρο που δίνει το ειδικό βάρος και από πίνακες αντιστοιχίας τους αλκοολικούς βαθμούς του δείγματος σε ορισμένη θερμοκρασία Κρασί Σελίδα 32 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Σχήμα 3. Συσκευή απλής απόσταξης Σχήμα 4. α) Αραιόμετρο για τη μέτρηση του ειδικού βάρους, β) Αλκοολόμετρο περιοχής 010 βαθμών και γ) Αλκοολόμετρο με θερμόμετρο. Κρασί Σελίδα 33 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Κρασί Σελίδα 34 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων 5.2 Προσδιορισμός ελεύθερου & ολικού θειώδη ανυδρίτη Θεωρητικό Μέρος O θειώδης ανυδρίτης (SO2) χρησιμοποιείται στην οινολογική πρακτική εδώ και 300 χρόνια αλλά μόνο τα τελευταία τριάντα χρόνια έγινε αντικείμενο μελέτης για την ορθολογική χρήση του και τον περιορισμό των χρησιμοποιούμενων δόσεων στις απολύτως αναγκαίες ποσότητες. Οι δόσεις καθορίζονται από τις συνθήκες ορθολογικής χρήσης του σε όλα τα στάδια της παραγωγικής διαδικασίας, ώστε ο οινοποιός να επωφελείται των ιδιοτήτων του χρησιμοποιώντας τη μικρότερη δυνατή ποσότητα. Προϋπόθεση γι’ αυτό είναι η γνώση των μορφών με τις οποίες ο θειώδης ανυδρίτης απαντά στο γλεύκος και τον οίνο, τη δραστικότητα κάθε μορφής και τους παράγοντες που επηρεάζουν τη δράση του (pH, θερμοκρασία, αλκοόλη, ουσίες αδρανοποίησης του κλπ). 1. Ελεύθερος θειώδης ανυδρίτης Όταν ο θειώδης ανυδρίτης βρεθεί σε διάλυμα και μάλιστα σε pH 3.0-4.0 (συνήθεις τιμές pH των γλευκών και των οίνων) υδρολύεται ως εξής: SO2 + H2O ⇌ HSO3¯ + H+ όπου SO2: ο θειώδης ανυδρίτης που παραμένει διαλυμένος ως μοριακός (η κυρίως δραστική μορφή) και HSO3¯: τα ανιόντα του εξουδετερωμένου θειώδους οξέος. Η διάσταση αυτή εξαρτάται από το pΗ και τη θερμοκρασία. Όσο υψηλότερο είναι το pΗ τόσο μικρότερη η συγκέντρωση του μοριακού SO2, ενώ η αύξηση της θερμοκρασίας συντελεί σε θεαματική αύξηση της συγκέντρωσής του. Το άθροισμα των δύο μορφών (μοριακού και εξουδετερωμένου) δίνει τον ελεύθερο θειώδη ανυδρίτη. Στη σχέση μοριακού ως προς ελεύθερο SO2 σημαντικό ρόλο παίζει και η συγκέντρωση της αλκοόλης. Για το ίδιο pΗ και την ίδια συγκέντρωση ελεύθερου SO2 η συγκέντρωση του μοριακού SO2 είναι ανάλογη του αλκοολικού τίτλου του διαλύματος. 2. Δεσμευμένος θειώδης ανυδρίτης Ο θειώδης ανυδρίτης έχει την ιδιότητα να ενώνεται με ουσίες που διαθέτουν καρβονυλομάδες, αλδεϋδομάδες ή κετονομάδες, προς σχηματισμό ενώσεων από τις οποίες άλλες είναι ασταθείς και άλλες σταθερές. Οι ενώσεις του με σάκχαρα, γενικά, είναι ασταθείς. Με τη γλυκόζη δίνει ενώσεις που λειτουργούν ως ‘αποθήκη’ SO2 (ανάλογα με τις συνθήκες ελευθερώνεται μοριακός SO2) ενώ η φρουκτόζη δεσμεύει ελάχιστο SO2. Η ακεταλδεϋδη, που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της αλκοολικής ζύμωσης των σακχάρων ενός γλεύκους, δεσμεύει το θειώδη ανυδρίτη μη αναστρέψιμα δημιουργώντας σταθερές ενώσεις που δεν έχουν καμία από τις ευεργετικές Κρασί Σελίδα 35 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων ιδιότητες του ελεύθερου SO2. Με τις ελεύθερες ανθοκυάνες δίνει άχροες ενώσεις με αποτέλεσμα τη μείωση της έντασης του χρώματος κυρίως των ερυθρών οίνων. Η αντίδραση είναι αντιστρεπτή, δηλαδή, με μείωση του SO2 λόγω οξείδωσης το χρώμα επανέρχεται. Οι ενώσεις αυτές διασπώνται κι ελευθερώνουν μοριακό SO2 λειτουργώντας σαν ‘αποθήκη’ SO2 που παρέχει στους ερυθρούς ξηρούς οίνους προστασία από τις οξειδώσεις. Στο γλεύκος και τον οίνο υπάρχει πληθώρα άλλων ουσιών που στην ελεύθερη μορφή τους παίζουν αρνητικό ρόλο στους οργανοληπτικούς χαρακτήρες του οίνου. Ο θειώδης ανυδρίτης με το να ενώνεται μαζί τους αμβλύνει τις αρνητικές επιπτώσεις τους. Δράσεις του θειώδη ανυδρίτη. Αντιοξειδωτική δράση: Οι αντιδράσεις οξείδωσης, που λαμβάνουν χώρα όταν το γλεύκος ή ο οίνος έρθει σε επαφή με τον αέρα-οξυγόνο, είναι ανεπιθύμητες σε οποιοδήποτε στάδιο της παραγωγικής διαδικασίας. Μπορεί να είναι χημικής ή ενζυμικής φύσεως. Εκδηλώνονται με αλλοίωση του χρώματος και συνοδεύονται από μεταβολή της οσμής. Η χρήση του θειώδους ανυδρίτη ασκεί άμεση (οξειδώνεται ο ίδιος και συνεπώς προφυλάσσει άλλα ευοξείδωτα συστατικά π.χ. φαινολικά) και έμμεση αντιοξειδωτική προστασία (απενεργοποιεί τις οξειδάσες που καταλύουν τις ενζυμικές οξειδώσεις). Η πιο δραστική μορφή είναι τα ιόντα του (αναγωγική ικανότητα: HSO3-SO2). Ο δεσμευμένος SO2 δεν έχει αντιοξειδωτικές ιδιότητες. Αντιμικροβιακή: Αποτελεί μία από τις σημαντικότερες δράσεις του θειώδους ανυδρίτη. Δεν είναι συνάρτηση της ολικής ποσότητας που προστίθεται αλλά του μοριακού SO2 που είναι πολύ πιο δραστικός έναντι των διαφόρων μικροοργανισμών σε σύγκριση με τα ιόντα του ελεύθερου θειώδους (HSO3¯). Τα διάφορα γένη, είδη και στελέχη ζυμών αντιδρούν διαφορετικά στην παρουσία του. Πιο ευαίσθητα είναι τα είδη των ‘άγριων’ ζυμών και γενικά τα αναερόβια είδη, ενώ μεγαλύτερη αντοχή παρουσιάζουν τα διάφορα είδη Saccharomyces. Πολύ πιο ευαίσθητα από τις ζύμες είναι τα βακτήρια και μάλιστα τα οξικά (αερόβια). Για να ανασταλεί η δράση των ανεπιθύμητων αερόβιων μικροοργανισμών (άγριες ζύμες και οξικά βακτήρια) πρέπει να υπάρχει στο γλεύκος μοριακός SO2 0.54-0.90 mg/L ανάλογα με το pΗ του γλεύκους. Υποβαθμισμένης ποιότητας σταφύλια απαιτούν πιο ισχυρές θειώσεις. Διαλυτική: Διευκολύνει την εκχύλιση χρωστικών, διαφόρων φαινολικών, αρωματικών συστατικών κ.ά. Όξινη: Αυξάνει την οξύτητα Διαυγαστική: Έχει άμεση (παρουσία του καθιζάνουν ορισμένα κολλοειδή) και έμμεση διαυγαστική δράση (καθυστερεί την έναρξη της αλκοολικής ζύμωσης και δίνει χρόνο για απολάσπωση του γλεύκους). Επιτρεπτά όρια Κρασί Σελίδα 36 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Ο θειώδης ανυδρίτης μπορεί να προστεθεί στο γλεύκος ή στον οίνο ως καθαρό θείο, στερεό μεταθειώδες κάλιο (μεταμπισουλφίτ), υγροποιημένος θειώδης ανυδρίτης ή ως διαλύματα θειώδη ανυδρίτη ανάλογα με το μέγεθος των δοχείων και των μέσων που διαθέτει ο οινοποιός. Η συγκέντρωση του παρακολουθείται συνεχώς έτσι ώστε να προσδίδει προστασία στο γλεύκος και στον οίνο χωρίς να υπερβαίνει τα νόμιμα όρια, ειδικά για τους εμπορεύσιμους οίνους και τους οίνους ποιότητας. Η Ε.Ε. με τον κανονισμό 822/87 θέσπισε τα όρια της συνολικής περιεκτικότητας των οίνων σε θειώδη ανυδρίτη. Τη στιγμή που ο οίνος διατίθεται για ανθρώπινη κατανάλωση δεν μπορεί να υπερβαίνει τα 160 mg/L για τους ερυθρούς οίνους και τα 210 mg/L για τους λευκούς και ροζέ. Κατά παρέκκλιση από τα παραπάνω όρια, αν ο οίνος έχει περιεκτικότητα σε ανάγοντα σάκχαρα μεγαλύτερη από 5 g/L, οι ερυθροί οίνοι επιτρέπεται να έχουν ολικό θειώδη ανυδρίτη μέχρι 210 mg/L, ενώ οι λευκοί και ροζέ μέχρι 260 mg/L. Πειραματικό μέρος Προσδιορισμός του θειώδη ανυδρίτη Ο προσδιορισμός του θειώδη ανυδρίτη βασίζεται στην οξειδοαναγωγική αντίδραση του διοξειδίου του θείου με το ιώδιο ως εξής HSO3¯ + I3¯ + H2O → SO4= + 3H+ + 3I¯ Η οξείδωση γίνεται σε ισχυρά όξινο περιβάλλον, διαφορετικά το ιώδιο αντιδρά με πολυφαινόλες, σάκχαρα, αλδεϋδες και άλλους αναγωγικούς παράγοντες. Το τέλος της αντίδρασης ελέγχεται με την εμφάνιση μπλε χρώματος όταν η περίσσεια του ιωδίου δίνει χρώμα παρουσία αμύλου. Έτσι προσδιορίζεται ό ελεύθερος θειώδης ανυδρίτης. Μεταβάλλοντας το pH του οίνου σε ισχυρά αλκαλικό με προσθήκη ΚΟΗ αποδεσμεύουμε τον ανυδρίτη από τις ενώσεις του με την ακεταλδεϋδη επιτρέποντας τον προσδιορισμό και της δεσμευμένης μορφής. Το άθροισμα του ελεύθερου και του ενωμένου δίνει τον ολικό θειώδη ανυδρίτη. Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια Πρότυπο διάλυμα ιωδίου (Ι2) 0.02 Ν Διάλυμα θειικού οξέος (H2SO4) 25% (v/v) Δείκτης αμύλου 5 g/L Προχοϊδα, κωνική φιάλη, ογκομετρικοί κύλινδροι, σιφώνια Διάλυμα υδροξειδίου του καλίου (ΚΟΗ) 1 Μ. Διαδικασία προσδιορισμού 5.2.1. Μέτρηση ελεύθερου θειώδους ανυδρίτη Ο προσδιορισμός πρέπει να γίνεται αμέσως μετά το άνοιγμα της φιάλης γιατί ο ανυδρίτης οξειδώνεται από τον αέρα. Κρασί Σελίδα 37 Εργαστήριο Τεχνολογίας Τροφίμων Σε μια κωνική φιάλη των 250 mL μεταφέρουμε 25 mL οίνου 2.5 ml διαλύματος H2SO4 25% 0.5 mL δείκτη αμύλου και αναδεύουμε. Ακολουθεί τιτλοδότηση με πρότυπο διάλυμα ιωδίου 0.02 Ν μέχρι να εμφανιστεί μπλε χροιά και να παραμείνει σταθερή για 20-30 sec. Έστω Α τα ml του Ι2 που καταναλώθηκαν. 5.2.2. Μέτρηση ολικού θειώδους ανυδρίτη Σε μια κωνική φιάλη των 250 mL μεταφέρουμε 25 mL οίνου και 12.5 mL διαλύματος ΚΟΗ 1Ν Το μίγμα ανακινείται και αφήνεται να αντιδράσει για 10 min. Στη συνέχεια προστίθενται 5 mL διαλύματος H2SO4 25% 0.5 mL δείκτη αμύλου και αναδεύουμε. Ακολουθεί τιτλοδότηση με πρότυπο διάλυμα ιωδίου 0.02 Ν μέχρι να εμφανιστεί μπλε χροιά και να παραμείνει σταθερή για 20-30 sec. Έστω Β τα mL του Ι2 που καταναλώθηκαν. Έκφραση αποτελεσμάτων Ο ελεύθερος θειώδης ανυδρίτης εκφραζόμενος σε mg SO2 ανά λίτρο (mg/L) δίνεται από τον τύπο Ελεύθερος SO2 = 25.6 * A Αντίστοιχα ο ολικός θειώδης ανυδρίτης εκφραζόμενος σε mg SO2 ανά λίτρο (mg/L) δίνεται από τον τύπο Ολικός SO2 = 25.6 * Β Η διαφορά τους δίνει τον δεσμευμένο θειώδη ανυδρίτη Δεσμευμένος = Ολικός - Ελεύθερος Κρασί Σελίδα 38 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 6η- ΚΡΕΑΤΟΣΚΕΥΑΣΜΑΤΑ. 6.1 Προσδιορισμός υγρασίας σε κρεατοσκευάσματα Το νερό είναι σημαντικός παράγοντας για την παρασκευή προϊόντων αλλαντοποιίας και άλλων κρεατοσκευασμάτων. Στην αλλαντοποιία βοηθάει στη διόγκωση των πρωτεϊνών, ώστε τελικά να έχουμε μια ομοιόμορφη μάζα (βλέπε θεωρία). Για τον προσδιορισμό της υγρασίας του κρέατος δεν χρησιμοποιούμε την κλασική μέθοδο ξήρανσης στους 105 °C μέχρι σταθερού βάρους. Στα αλλαντικά και σε άλλα τρόφιμα (λάδι, αρτύματα κ.λπ.) λόγω της επερχόμενης αποσύνθεσης ή λόγω της ύπαρξης πτητικών ουσιών γίνεται άμεσος προσδιορισμός του νερού με απόσταξη, παρουσία υγρών που έχουν σ.ζ. μεγαλύτερο των 100 °C, δεν αναμειγνύονται με αυτό και έχουν ε.β. μικρότερο της μονάδας. Τέτοια υγρά είναι το ξυλόλιο, το πετρέλαιο κ.λπ. Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια Συσκευή απόσταξης Πειραματική πορεία 1. 5 g κρέατος ή αλλαντικών ομογενοποιούνται με άλεση σε μηχανή κρέατος και φέρονται σε φιάλη της συσκευής απόσταξης, αφού πρώτα στεγνώσουμε πολύ καλά τη φιάλη (το στέγνωμα μπορεί να γίνει με θέρμανση στους 105 °C για 5 λεπτά ή με διαδοχικές εκπλύσεις με ακετόνη). Προσθέτουμε 100 ml ξυλόλιο. 2. Συνδέεται η φιάλη στη συσκευή και το μείγμα θερμαίνεται μέχρι βρασμού. 3. Η απόσταξη συνεχίζεται μέχρι να τελειώσει η συγκέντρωση νερού στον ογκομετρούμενο υποδοχέα. 4. Μετά την ψύξη ο όγκος του νερού στον ογκομετρούμενο υποδοχέα ανάγεται επί τοις %. Ερωτήσεις 1. Γιατί το υγρό απόσταξης πρέπει να έχει σ.ζ. -μεγαλύτερο των 100 °C; 2. Γιατί το δείγμα που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό πρέπει να αλεσθεί; Κρεατοσκευάσματα Σελίδα 39 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Κρεατοσκευάσματα Σελίδα 40 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 6.2 Φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός νιτρωδών αλάτων σε κρεατοσκευάσματα Θεωρητικό μέρος Όταν ακτινοβολία ορισμένου μήκους κύματος λ διέρχεται διαμέσου ενός διαλύματος μιας ουσίας που έχει την δυνατότητα να απορροφά ένα ποσοστό αυτής, τότε η ισχύς της ακτινοβολίας ελαττώνεται προοδευτικά κατά μήκος της διαδρομής της στο δοχείο που περιέχει την ουσία. H ελάττωση της ισχύος εξαρτάται από την συγκέντρωση της ουσίας και από την απόσταση που διανύει η δέσμη φωτός μέσα στο διάλυμα (Σχήμα 2 ). Τα παραπάνω εκφράζονται από τον νόμο των Lambert-Beer: Α = log (Ιο/Ι) = -log Τ = abC = εbC (1) όπου: Α: απορρόφηση Ιο: ισχύς προσπίπτουσας ακτινοβολίας Ι: ισχύς εξερχόμενης ακτινοβολίας Τ: διαπερατότητα a: σταθερά αναλογίας που ονομάζεται απορροφητικότητα (όταν η C εκφράζεται σε g/l) b: μήκος διανυθείσας διαδρομής στο διάλυμα (ή εσωτερικό πάχος κυψελίδας) C: συγκέντρωση διαλύματος ε: σταθερά αναλογίας που ονομάζεται μοριακή απορροφητικότητα (όταν η C εκφράζεται σε mol/l) Όταν η διαπερατότητα εκφράζεται % τότε ισχύει η σχέση: Α=2-logT (2) Ο νόμος των Lambert-Beer ισχύει όταν: 1) ο μόνος μηχανισμός αλληλεπίδρασης μεταξύ διαλυμένης ουσίας και ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας είναι απορρόφηση, 2) η προσπίπτουσα ακτινοβολία είναι μονοχρωματική, 3) η απορρόφηση λαμβάνει χώρα σε όγκο διαλύματος ομοιόμορφης διατομής και 4) τα σωματίδια που απορροφούν δρουν ανεξάρτητα το ένα από το άλλο και άσχετα με τον αριθμό και το είδος αυτών. Πρακτικά ο νόμος των Lambert-Beer όπως δίνεται από την εξίσωση (1) δεν εφαρμόζεται γιατί είναι αδύνατη η μέτρηση των Ι και Ιο επειδή το διάλυμα βρίσκεται μέσα σε κυψελίδα και τα τοιχώματα αυτής προκαλούν ελάττωση της ισχύος της ακτινοβολίας λόγω ανακλάσεών της ή λόγω απορρόφησής της απ’ αυτά. Επιπλέον μεγάλα μόρια ή ανομοιογενές διάλυμα μπορούν να προκαλέσουν σκέδαση της Κρεατοσκευάσματα Σελίδα 41 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων ακτινοβολίας και συνεπώς μείωση της ισχύος της. Γι αυτό στην πραγματικότητα συγκρίνεται η ισχύς της διερχόμενης από το δείγμα ακτινοβολίας προς την ισχύ της διερχόμενης ακτινοβολiας από το τυφλό διάλυμα (διάλυμα που περιέχει όλα τ'άλλα συστατικά πλην αυτών που απορροφούν). Οπότε: Α = log ( Ιτυφλό/Ιδείγμα) = log (Ιο/Ι) = εbC (3) Σχήμα 6. Μονοχρωματική ακτινοβολία διέρχεται μέσα από μία κυψελίδα που περιέχει διάλυμα ουσίας που απορροφά. Μετρώντας τα A,b και βρίσκοντας το ε από την βιβλιογραφία μπορούμε να υπολογίσουμε την C. Στην πραγματικότητα αυτό είναι ανεφάρμοστο γιατί λαμβάνονται διάφορες τιμές για το ε με διάφορα φασματοφωτόμετρα. Συνεπώς στην πράξη χρησιμοποιείται η καμπύλη αναφοράς. Πειραματικό μέρος Νιτρικά άλατα προστίθενται στα προϊόντα κρέατος για συντήρηση μαζί με το αλάτι. Η βακτηριακή αναγωγή τους όμως προς νιτρώδη είναι υπεύθυνη για τη θερμική σταθερότητα της χρωστικής των συντηρημένων κρεάτων. Έτσι προστίθενται κανονικά και μικροποσότητες νιτρωδών αλάτων (κυρίως νατρίου) για ενίσχυση του χρώματος των προϊόντων. Τα νιτρώδη άλατα φαίνεται να επιδρούν στη μυογλοβίνη (που είναι η κύρια πηγή του χρώματος στο κρέας μετά την απομάκρυνση της αιμογλοβίνης με το αίμα) και τη μετατρέπουν σε νιτροδομυογλοβίνη. Αρχή μεθόδου Η ανίχνευση των νιτρωδών στηρίζεται σε χρωστικές αντιδράσεις του υδατικού εκχυλίσματος του δείγματος με σουλφανιλικό οξύ και α-ναφθυλαμίνη. Το τελικό δ/μα απορροφά έντονα Κρεατοσκευάσματα σε μήκος κύματος λ=520 nm, και πραγματοποιείται Σελίδα 42 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός της περιεκτικότητα του κρεατοσκευάσματος σε NaΝΟ2. Όργανα-Σκεύη - Αντιδραστήρια 1. Φασματοφωτόμετρο 2. Κυψελίδες 3. Επτά ογκομετρικές φιάλες των 50.00 ml, σιφώνια διάφορων όγκων. 4. Αντιδραστήριο Νο 1: 0,5 g σουλφανιλικού οξέως και 30 ml CH3COOH διαλύονται σε 120 ml νερού και το διάλυμα διηθείται. 5. Αντιδραστήριο Νο 2: 0,1 g α-ναφθυλαμίνης διαλύεται σε 120 ml θερμού νερού και το διάλυμα ψύχεται. Προστίθενται 30 ml CH3COOH και το διάλυμα διηθείται. 6. Πρότυπο διάλυμα νιτρωδών: 0.4928 g ΝaΝΟ2 διαλύονται με λίγο απεσταγμένο νερό, το μίγμα μεταφέρεται σε ογκομετρική φιάλη του 1 lt και συμπληρώνεται ο όγκος με απεσταγμένο νερό μέχρι τη χαραγή. Από το διάλυμα αυτό 100 ml αραιώνονται στο 1lt και στη συνέχεια 10 ml από το τελευταίο διάλυμα αραιώνονται σε 1 lt ώστε : 1 ml του τελικού διαλύματος ≈ 0,1 μg αζώτου ≈ 0,498 μg ΝaΝΟ2. Εκτέλεση του πειράματος Ι. Κατασκευή καμπύλης αναφοράς Σε έξι αριθμημένες ογκομετρικές φιάλες των 50.00 ml φέρονται κατά σειρά τα παρακάτω αντιδραστήρια: Νοφιάλης Αντιδραστήρια Τυφλό 1 2 3 4 5 Πρότυπο διάλυμα νιτρωδών, ml 0 5 10 20 30 40 Aπεσταγμένο νερό, ml 50 45 40 30 20 10 Διάλυμα No 1 , ml 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Aναμονή για 5 min Διάλυμα No 2, ml Aναμονή για 60 min Απορρόφηση, λ=520nm Σχεδιάζουμε την καμπύλη αναφοράς Α=f(C) σε τετραγωνισμένο χαρτί, τοποθετώντας στον οριζόντιο άξονα τις τιμές των συγκεντρώσεων και στον κατακόρυφο άξονα τις αντίστοιχες μετρήσεις της απορρόφησης. Χαράζουμε την καμπύλη αναφοράς ενώνοντας τα σημεία. Προκύπτει ευθεία γραμμή της οποίας η εξίσωση μπορεί να βρεθεί σύμφωνα με την μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων. Κρεατοσκευάσματα Σελίδα 43 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων ΙΙ. Προσδιορισμός συγκέντρωσης νιτρωδών σε κρεατοσκεύασμα Σε ποσότητα 5 g δείγματος κρεατοσκευάσματος προσθέτουμε 40 ml νερού 80oC, το μίγμα αναδεύεται και μεταφέρεται σε ογκομετρική φιάλη των 500 ml με 260 ml θερμό νερό. Η φιάλη αφήνεται σε υδατόλουτρο για 2 ώρες, ενώ ανακινείται κατά διαστήματα. Στη συνέχεια προστίθενται 5 ml κορεσμένου διαλύματος HgCl2 και μετά από ψύξη, συμπληρώνεται ο όγκος του διαλύματος μέχρι τη χαραγή. Ακολουθεί καλή ανάμειξη και διήθηση. Κατάλληλη ποσότητα (25 ml) από το διαυγές διήθημα (ανάλογα με την περιεκτικότητα σε νιτρώδη) μεταφέρεται σε ογκομετρική φιάλη των 50 ml και συμπληρώνεται ο όγκος μέχρι τη χαραγή. Στο διάλυμα προστίθενται 1 ml αντιδραστηρίου Νο 1 και 1 ml αντιδραστηρίου Νο 2, και αφήνεται για μία ώρα για ανάπτυξη χρώματος. Πραγματοποιείται μέτρηση της απορρόφησης στα 520 nm και από την καμπύλη αναφοράς βρίσκουμε την συγκέντρωση του κρεατοσκευάσματος σε ΝΟ2-. Κρεατοσκευάσματα Σελίδα 44 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 7η–Χυμοί Εισαγωγή Οι χυμοί των φρούτων προέρχονται από το στύψιμο νωπών φρούτων και ανάλογα με την πηγή τους διακρίνονται: Σε χυμούς εσπεριδοειδών, μήλων, σταφυλιών, βύσσινων και διαφόρων μιγμάτων τους. Οι επεξεργασίες που επιτρέπονται κατά την παρασκευή τους είναι: Η εκχύμωση (στύψιμο), η απαέρωση, η διαύγαση, η ψύξη, η διήθηση, η συμπύκνωση, η παστερίωση και η αποστείρωση. Τα μέσα διαύγασης που επιτρέπονται και πρέπει να δηλώνονται στη συσκευασία τους είναι: Η ζελατίνη, το λεύκωμα, η ταννίνη, η ιχθυόκολλα, αποχρωστικές γαίες, κυτταρίνη, αμίαντος, ενεργός φυτικός ή ζωικός άνθρακας. Απαγορεύεται να διατίθενται χυμοί σε οποιοδήποτε στάδιο ζύμωσης ή να χρωματίζονται τεχνητά. Το χρώμα και το άρωμα τους πρέπει να προέρχεται μόνο από τα φρούτα, που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή τους. Οποιαδήποτε πρόσθετη ουσία πρέπει να δηλώνεται. Ποσοστό αλάτων €υ μέχρι 0,01 % θεωρείται ανεκτό, εφ' όσον προέρχεται από τις μηχανικές εγκαταστάσεις, που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή τους. Για τη συντήρηση των χυμών επιτρέπεται η προσθήκη συντηρητικών, όπως το δθ2 μέχρι 0,75'Υοο, το σορβικό και βενζοϊκό οξύ και τα άλατα τους μέχρι 1°/οο και ο μεθυλικός, αιθυλικός ή προπυλικός εστέρας του π-οξυβενζοϊκού οξέος (με τα εμπορικά ονόματα αντίστοιχα Nipagin Μ ή Salbrol Μ, Nipagin Α ή Salbrol Α, Nipasol Μ ή Salbrol Ρ) μέχρι 0,5°/οο. Τα συντηρητικά πρέπει να δηλώνονται στη συσκευασία των χυμών. Η δήλωση «χωρίς συντηρητικό» επιτρέπεται μόνο, όταν η συντήρηση τους γίνεται αποκλειστικά με αποστείρωση. Οι χυμοί πρέπει να διατίθενται αυτούσιοι και στη συσκευασία τους πρέπει να δηλώνεται καθαρά η προέλευση τους. Απαγορεύεται η διάθεση τεχνητών χυμών φρούτων σε μορφή σκόνης ή σιροπιού. Οι χυμοί φρούτων (εκτός των κονσερβών) υπάγονται στα ευαλλοίωτα τρόφιμα. Β. ΧΥΜΟΙ ΕΣΠΕΡΙΔΟΕΙΔΩΝ Οι χυμοί των εσπεριδοειδών (πορτοκάλι, λεμόνι, μανταρίνι κα φράπα) πρέπει να πληρούν τους όρους που αναφέρθηκαν πιο πάνω και κυκλοφορούν με τις παρακάτω ονομασίες. 1. Έτοιμοι φυσικοί χυμοί εσπεριδοειδών είναι οι χυμοί, που προέρχονται από το στύψιμο (εκχύμωση) των εσπεριδοειδών και υποβάλλονται σε διήθηση, απαέρωση και παστερίωση. Τις προδιαγραφές για την κατανάλωση των χυμών του τύπου αυτού δίνουν τα αναλυτικά δεδομένα του πίνακα Χυμοί Σελίδα 45 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Πίνακας 2. Προδιαγραφές διαφόρων ειδών φυσικών χυμών 2. Συμπυκνωμένοι φυσικοί χυμοί εσπεριδοειδών είναι προϊόντα συμπύκνωσης των φυσικών χυμών της παραγράφου 1 σε ελαττωμένη πίεση και θερμοκρασία 45° C. Για τους χυμούς του τύπου αυτού ισχύουν οι ακόλουθες προδιαγραφές. Σε χυμό πορτοκαλιών, μανταρινιών και φράπας με βαθμό συμπύκνωσης 1:6, το ειδικό βάρος πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 1,290 - 1,300 (60-62 βαθμοί Brix), ενώ για τον χυμό λεμονιών με συμπύκνωση 1:4 τα όρια του ειδικού βάρους είναι 1,144-1,150 (33-35 βαθμοί Brix). (Βαθμός συμπύκνωσης 1:6 σημαίνει, ότι με την ανάμιξη 1 μέρους συμπυκνωμένου χυμού με 5 μέρη νερού προκύπτουν 6 μέρη φυσικού χυμού της παραγράφου 1). 3. Χυμοί εσπεριδοειδών comminuted ονομάζονται οι πολτοί, που προέρχονται από τη χρησιμοποίηση ολόκληρου του καρπού και θερμαίνονται σε ειδικούς κλιβάνους. Στη συσκευασία των χυμών αυτών πρέπει να αναφέρονται οι όροι: «comminuted» ή « πλήρους συνθλίψεως ». Το ειδικό τους βάρος πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 1,190-1,200 (42-44 βαθμοί Brix), ενώ οι προδιαγραφές τους, όταν αραιώνονται με νερό, είναι ίδιες με αυτές των φυσικών χυμών της παραγράφου 1. 4. Σακχαρούχοι φυσικοί χυμοί εσπεριδοειδών είναι χυμοί της παραγράφου 1, στους οποίος έχει προστεθεί ζάχαρη. Στη συσκευασία των χυμών αυτών πρέπει να δηλώνεται το ποσοστό του πρόσθετου σακχάρου κατά βάρος και η απαιτούμενη αραίωση-κατά όγκο, για να έχει το τελικό προϊόν α) ειδικό βάρος τουλάχιστον 1,044, χυμό λεμονιού 7% και σάκχαρο 11%, β) ειδικό βάρος 1,044, χυμό εσπεριδοειδών (εκτός λεμονιού) 20% και σάκχαρο 9%. 5. Συμπυκνωμένοι σακχαρούχοι χυμοί εσπεριδοειδών είναι οι χυμοί της παραγράφου 2, στους οποίους έχει προστεθεί ζάχαρη. Στη συσκευασία των χυμών αυτών πρέπει να αναφέρεται η απαιτούμενη αραίωση, με την οποία προκύπτει κανονικός χυμός με τις περιεκτικότητες σε χυμό και σάκχαρο, που αναφέρονται στην παράγραφο 4. Χυμοί Σελίδα 46 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 7.1 Προσδιορισμός οξύτητας πορτοκαλοχυμού Σκοπός της άσκησης Ο προσδιορισμός της ογκομετρούμενης οξύτητας πορτοκαλοχυμού για την εκτίμηση της ποιότητάς του. Θεωρητικό Μέρος Το κύριο οξύ των εσπεριδοειδών είναι το κιτρικό. Ο χυμός των πορτοκαλιών περιέχει 1-1,3% κιτρικό οξύ, μπορεί, όμως, η ποσότητα αυτή να ποικίλει από 0,54,3%. Το δεύτερο σε ποσότητα οξύ του πορτοκαλοχυμού είναι το μηλικό οξύ (1,4-1,8 mg/ml, χυμού). Η ολική ογκομετρούμενη οξύτητα των χυμών των εσπεριδοειδών και του πορτοκαλοχυμού φυσικά εκφράζεται σε g κιτρικού οξέος ανά 100 ml, χυμού και πρέπει να κυμαίνεται από 0,7-2%. Αύξηση της οξύτητας παρατηρείται, όταν συμβαίνει ζύμωση σακχάρων ή ο χυμός προέρχεται από ανώριμα πορτοκαλιά. Σχήμα 3.1 Διάταξη εκτέλεσης ογκομέτρησης Αντιδραστήρια Σκεύη 1. Πορτοκαλοχυμός. 2. Προχοΐδα όγκου 50 ml,. 3. Κωνική φιάλη των 250 ml 4. Σιφώνιο ή πιπέτα των 10 ml. 5. Διάλυμα καυστικού νατρίου 0.1N 6. Διάλυμα φαινολοφθαλεΐνης 1%. (Παρασκευάζεται με διάλυση 1g φαινολοφθαλεΐνης σε 75 ml, οινοπνεύματος και προσθήκη 25 ml απεσταγμένου νερού). Πειραματική Πορεία 1. Γεμίζουμε την προχοϊδα με διάλυμα ΝαΟΗ. Σημειώνουμε την αρχική ένδειξη. 2. Ξεπλένουμε το σιφώνιο με λίγο πορτοκαλοχυμό και μεταφέρουμε 10 ml, από αυτό σε κωνική φιάλη. 3. Προσθέτουμε 40-50 ml, αποσταγμένο νερό. 4. Προσθέτουμε 3-4 σταγόνες διαλύματος φαινολοφθαλεΐνης. 5. Κρατάμε με το ένα χέρι το ποτήρι ζέσεως κάτω από το στόμιο της προχοΐδας και πάνω από λευκό φύλλο χαρτιού. Ανοίγουμε την στρόφιγγα και αφήνουμε να τρέξει διάλυμα καυστικού νατρίου μέσα στο ποτήρι ζέσεως, το οποίο Χυμοί Σελίδα 47 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων ανακινούμε κυκλικά συνεχώς. Συνεχίζουμε την προσθήκη διαλύματος καυστικού νατρίου μέχρι να εμφανιστεί μόνιμα (για 15-20 δευτερόλεπτα) μια ρόδινη απόχρωση σε όλο τον όγκο του πορτοκαλοχυμού. 6. Σημειώνουμε την τελική αυτή ένδειξη της προχοΐδας, την αφαιρούμε από την αρχική ένδειξη και υπολογίζουμε τα ml, του καυστικοί νατρίου που καταναλώθηκαν. 7. Ή πρώτη αυτή μέτρηση χρησιμεύει σαν οδηγός, για να μας δείξει πόσο περίπου διάλυμα καυστικού νατρίου χρειάζεται, για να εξουδετερωθούν τα οξέα των 10 ml πορτοκαλοχυμού. Έκφραση των αποτελεσμάτων – Υπολογισμός της οξύτητας Η εξουδετέρωση του κιτρικού οξέος από το καυστικό νάτριο φαίνεται στην παρακάτω αντίδραση CΗ2CΟΟΗ CΗ2CΟΟNa ΗΟ— CHCΟΟΗ + 3ΝaΟΗ . ΗΟ-CHCOONa + 3Η2Ο CΗ2CΟΟΗ CΗ2CΟΟ Na κιτρικό οξύ + καυστικό νάτριο κιτρικό νάτριο 4- νερό Το μοριακό βάρος του καυστικού νατρίου είναι 40, το μοριακό βάρος του κιτρικού οξέος είναι 192, κατά συνέπεια 40g καυστικού νατρίου εξουδετερώνουν (192/3)=64 g κιτρικού οξέος (χημικά ισοδύναμα) Επίσης: 1000 ml Ν ΝaΟΗ εξουδετερώνουν 64 g κιτρικού οξέος 1 ml 1Ν ΝαΟΗ εξουδετερώνει (64/1000) ή 0,064gκιτρικού οξέος 1mlΝ/10 ΝαΟΗ εξουδετερώνει (0,064/10)ή 0,0064 κιτρικού οξέος Εάν, κατά την ογκομέτρηση των 10 ml, πορτοκαλοχυμού, καταναλώθηκαν 11 ml καυστικού νατρίου Ν/10, αυτά αντιστοιχούν σε 11 x 0,0064 = 0,0704 β. Στα 10 ml, πορτοκαλοχυμού αντιστοιχούν 0,0704 g κιτρικού οξέος. Στα 100 ml, πορτοκαλοχυμού Χ = (0,0704x100)/10 = 0,704 g ή 0,7% σε κιτρικό οξύ. Γενικά, ο υπολογισμός της οξύτητας μπορεί να γίνει με τη βοήθεια του παρακάτω τύπου και εκφραστεί σε g κιτρικού οξέος ανά 100 ml, πορτοκαλοχυμού . Οξύτητα% = mlNaOHx κανονικότητα ΝαΟΗ x 0.064x100 / ml πορτοκαλοχυμού Χυμοί Σελίδα 48 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 7.2 Προσδιορισμός Σακχάρων στο χυμό Θεωρητικό Μέρος Για πολλά προϊόντα τα σάκχαρα είναι το βασικότερο συστατικό αυτών, ενώ για ένα άλλο, ένα από τα κύρια συστατικά τους. Είναι αυτά που κατά το μεγαλύτερο μέρος διαμορφώνουν το Brix. Γενικά, τα σάκχαρα είναι τα περισσότερο άφθονα και ευρέως διαδομένα συστατικά των τροφίμων. Στα περισσότερα κονσερβοποιημένα προϊόντα τα σάκχαρα αποτελούνται: α) εν μέρει από αναγωγικά σάκχαρα και β) εν μέρει από μη αναγωγικά. Η σακχαρόζη κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης ορισμένων επεξεργασμένων προϊόντων υφίσταται βαθμιαία ιμβερτοποίηση με παραγωγή ιμβερτοσακχάρων, ήτοι γλυκόζης και φρουκτόζης. Ο ρυθμός της μετατροπής αυτής εξαρτάται κυρίως: α) από το pΗ του προϊόντος και β) από τη θερμοκρασία διατήρησης των κονσερβών. Οι μέθοδοι ποσοτικού προσδιορισμού των σακχάρων διακρίνεται σε : 1.Aναγωγικές, 2. Διαθλασιμετρικές, 3. Πυκνομετρικές, 4. Πολωσιμετρικές, 5. Xρωματογραφικές, 6. Hλεκτροφορητικές, 7. Xρωματομετρικές, 8. Bιοχημικές 1) Προσδιορισμός σακχάρων με το φορητό σακχαροδιαθλασίμετρο Βασίζεται στη μεταβολή του δείκτη διάθλασης ενός υγρού, μετά τη διάλυση σ'αυτό μιας στερεάς ουσίας, που είναι τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερη και η ποσότητα της διαλυμένης ουσίας. Στην περίπτωση του χυμού, ο δείκτης διάθλασής του, αυξάνεται όσο αυξάνεται η περιεκτικότητα σε σάκχαρα. Το φορητό διαθλασίμετρο (Σχήμα 1) με το οποίο γίνεται ο ττροσδιορισμός, αποτελείται από τα εξής μέρη: Από διόπτρα (Α) με προσοφθάλμιο φακό (Β), και πρίσμα (Γ) με κάλυμμα (O). Σχήμα 1. Φορητό σακχαροδιαθλασίμετρο Χυμοί Σελίδα 49 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Η χρήση του οργάνου είναι απλή. Αρχικά, πλένονται οι επιφάνειες του πρίσματος και του καλύμματος με αποσταγμένο νερό, και σκουπίζονται προσεκτικά με ειδικό απορροφητικό χαρτί. Ο καθαρισμός γίνεται μετά από κάθε χρήση του οργάνου. Πριν από τη μέτρηση, ή από μια σειρά μετρήσεων, γίνεται η ρύθμιση του οργάνου, με τοποθέτηση προσεκτικά, ώστε να μη πληγωθεί η γυάλινη επιφάνεια, μιας ή δύο σταγόνων αποσταγμένου νερού, θερμοκρασίας 20°C, στην επιφάνεια του πρίσματος. Το όργανο κατευθύνεται προς μία φωτεινή πηγή (ο παρατηρητής απέναντι στο φως), που φωτίζει τη βαθμολογημένη κλίμακα, οπότε το οπτικό πεδίο πρέπει να φαίνεται όπως στο σχήμα, δηλαδή, η γραμμή που χωρίζει το φωτεινό από το σκοτεινό πεδίο, να συμπίπτει με την υποδιαίρεση 0 της κλίμακας. Εάν δε συμπίπτει, στρέφουμε τον ρυθμιστικό κοχλία Ε μέχρι να επιτευχθεί η σύμπτωση. Χυμοί Σελίδα 50 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Μετά τη ρύθμιση, τοποθετούνται μία ή δύο σταγόνες χυμού, κατά τον ίδιο τρόπο, στην επιφάνεια του πρίσματος και παρατηρείται το οπτικό πεδίο στο φως. Ο αριθμός της κλίμακας που αντιστοιχεί στη διαχωριστική γραμμή, μας δίνει την περιεκτικότητα επί τοις εκατό του χυμού σε σάκχαρα, π.χ., στο σχήμα, ο αριθμός 23, που αντιστοιχεί στη διαχωριστική γραμμή, αντιστοιχεί σε χυμό με περιεκτικότητα σε σάκχαρο 23 %. Οι ενδείξεις του οργάνου, δίνουν την περιεκτικότητα επί τοις εκατό του χυμού σε σάκχαρα, ή μόνο τον δείκτη διάθλασης του υγρού, οπότε η περιεκτικότητα σε σάκχαρα υπολογίζεται με τη βοήθεια πινάκων. Όταν ο χυμός έχει θερμοκρασία μεγαλύτερη ή μικρότερη των 20°C, γίνεται διόρθωση του αποτελέσματος, με πρόσθεση ή αφαίρεση 0,2% ανά τρεις βαθμούς διαφοράς. Χυμοί Σελίδα 51 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Χυμοί Σελίδα 52 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 7.3 Προσδιορισμός βιταμίνης C σε χυμό φρούτων Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια 1.Υδατικό διάλυμα ινδοφαινόλης 0,004 % (0,1g του μετά νατρίου άλατος της 2,6 διχλωροφαινολινδοφαινόλης διαλύονται με 100 ml νερό). Το διάλυμα διηθείται σε ογκομετρική φιάλη των 250 ml. Τυχόν υπόλειμμα στον ηθμό ξεπλένεται καλά με νερό. Το διήθημα αραιώνεται μέχρι της χαραγής. Το διάλυμα φυλάσσεται εντός ψυγείου και ο χρόνος ζωής είναι μια εβδομάδα από το χρόνο παρασκευής και τιτλοδότησής του. 2. Διάλυμα οξαλικού οξέος 0,4% 3. Διάλυμα ΗCl 1Μ 4. Πρότυπο διάλυμα θειοθειϊκοΰ νατρίου 0,01 Μ 5. Δείκτης αμύλου (1g αμύλου σε 100 ml θερμού νερού και 0,1g θυμόλης) ΤΙΤΛΟΔΟΤΗΣΗ ΔΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΙΝΔΟΦΑΙΝΟΛΗΣ Σε κωνική φιάλη 300 ml με εσμυρισμένο πώμα φέρονται 10 ml διαλύματος ινδοφαινόλης προστίθενται 5 ιηί διαλύματος ΚΙ και 10 ml διαλύματος ΗΟ. Αφήνεται το περιεχόμενο σε ηρεμία για 2 λεπτά. Το παραγόμενο από την αντίδραση ιώδιο ογκομετρείται με πρότυπο διάλυμα θειοθειϊκοΰ νατρίου παρουσία δείκτη αμύλου. Ο τίτλος του διαλύματος ινδοφαινόλης ως προς ασκορβικό οξύ αποδεικνύεται ότι είναι : 1 ml διαλύματος ινδοφαινόλης αντιστοιχεί σε α * 0,088 g ασκορβικοΰ οξέος όπου α: ml του πρότυπου διαλύματος θειοθειϊκοΰ νατρίου 0,01Μ ΟΓΚΟΜΕΤΡΗΣΗ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ ΑΣΚΟΡΒΙΚΟΥ ΟΞΕΟΣ 10 ml δείγματος ή διαλύματος αυτού 10% φέρονται σε ογκομετρική φιάλη των 100 ml. Ο όγκος συμπληρώνεται μέχρι τη χαραγή με διάλυμα οξαλικού οξέος και το διάλυμα διηθείται. Από το διήθημα μεταφέρονται 10 ml σε κωνική φιάλη όπου προστίθενται 15 ml διαλύματος οξαλικού οξέος 0,4 % και το σύνολο ογκομετρείται αμέσως μετά με διάλυμα ινδοφαινόλης μέχρι την εμφάνιση ασθενούς ρόδινου χρώματος. Η ογκομέτρηση θα πρέπει να γίνεται σε χρόνο μικρότερο του ενός λεπτού. Ο όγκος της ινδοφαινόλης που καταναλώνεται δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερος των 1,5 ml. Η % περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ εκφράζεται σε mg ανά 100 ml φρουτοχυμού και δίνεται από τη σχέση: % ασκορβικό οξύ (mg/100 ml) = α * 0,88*β όπου β τα ml διαλύματος ινδοφαινόλης που καταναλώθηκαν. Χυμοί Σελίδα 53 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Χυμοί Σελίδα 54 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 8η–ΜΕΛΙ Εισαγωγή Το μέλι είναι ένα αρωματικό, ιξώδες, γλυκό υλικό που προέρχεται από το νέκταρ των φυτών, το οποίο μαζεύουν οι μέλισσες και το μεταβάλλουν για την τροφή τους σε ένα πυκνότερο υγρό και τελικά το αποθηκεύουν στις κηρήθρες τους. Χημική σύσταση μελιού: Υδατάνθρακες, νερό, οργανικά οξέα, ένζυμα, πρωτεΐνες, μεταλλικά και άλλα στοιχεία, λιπίδια, βιταμίνες, πτητικά συστατικά, συστατικά που επηρεάζουν το χρώμα, υδρόξυ-μέθυλο-φουρφουράλη, και άλλα συστατικά (σπόρια μυκήτων, κομματάκια κεριού). Νερό: Το μέλι σφραγίζεται από τις μέλισσες όταν η υγρασία του φτάσει 15-17% Οργανικά οξέα: Περιέχονται 20 περίπου οργανικά οξέα: Γλουκονικό, Οξικό, Κιτρικό, Βουτυρικό κ.α. Ένζυμα: Τα κυριότερα ένζυμα που περιέχει το μέλι είναι: Ιμβερτάση: (Μετατρέπει τη σουκρόζη σε γλυκόζη και φρουκτόζη) Διαστάση: (Υδρολύει το άμυλο) Γλυκοξειδάση της γλυκόζης: (Διασπά τη γλυκόζη παράγοντας το Η2Ο2 & γλουκονικό οξύ). Πρωτεΐνες: Πολύ μικρές ποσότητες από νέκταρ, γύρη, εκκρίσεις. Πεπτόνες, αλβουμίνες, γλοβουλίνες, νουκλεοπρωτεΐνες Μεταλλικά στοιχεία: Περιέχει ένα μεγάλο αριθμό στοιχείων όπως: Κ, Να, Mg, Fe, Cu, Mn, Cl, P, Si, Συστατικά που επηρεάζουν το χρώμα: Καροτενοειδή και πολυφαινολικά παράγωγα. Υδροξυ-μεθυλο-φουρφουράλη: Προϊόν διάσπασης της φρουκτόζης κατά την θέρμανση και την παλαίωση. Χρησιμοποιείται ως δείκτης θέρμανσης και παλαίωσης Λιπίδια: Ουδέτερα λιπίδια: στερόλες (χοληστερόλη και εστέρες της) τριγλυκερίδια Άλλα λιπίδια: ελεύθερα λιπαρά οξέα. Οι κυριότερες κατηγορίες αμιγών Ελληνικών μελιών: Α. Μέλια μελιτώματος: Πεύκο Έλατο Βελανιδιά Μέλι Β. Ανθόμελα: Θυμαριού Καστανιάς Πορτοκαλιάς Ερείκης Βαμβακιού Ηλίανθου Σελίδα 55 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Μέλι Σελίδα 56 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 8.1 Έλεγχος νοθείας στο μέλι με αμυλοσιρόπι Θεωρητικό μέρος Το αμυλοσιρόπι είναι γνωστό στο εμπόριο σαν «γλυκόζη». Η «γλυκόζη» του εμπορίου, είναι ένα παχύρευστο άχρωμο υγρό που λαμβάνεται με υδρόλυση του αμύλου του καλαμποκιού με κατεργασία με αραιό υδροχλωρικό οξύ υπό πίεση. Η σύστασή του είναι: 40% γλυκόζη, 40% δεξτρίνες και 20% νερό. Ο έλεγχος για αμυλοσιρόπι στο μέλι στηρίζεται στην ανίχνευση των δεξτρινών, που σπάνια υδρολύονται μέχρι το τέλος. Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη - Αντιδραστήρια• Διάλυμα τανίνης 10% • Σταγόνες ΗCl • Αιθανόλη • Υδατόλουτρο Πειραματική πορεία 1. Ζυγίζουμε 5g μέλι και προσθέτουμε10ml νερό (απιονισμένο) . 2. Προσθέτουμε 10ml τανίνης 10% 3. Θερμαίνουμε το μείγμα στο υδατόλουτρο για 15 min. 4. Αφού το μείγμα ψυχθεί διηθείται , προσθέτουμε 2 σταγόνες πυκνό HCl (στον απαγωνό) 5. προσθέτουμε 20ml αιθανόλης 6. Ακολουθεί καλή ανατάραξη. Γαλακτώδες θόλωμα, που οφείλεται στην καθίζηση των αμυλοδεξτρινών, αποδεικνύει τη νοθεία του μελιού με αμυλοσιρόπι. Μέλι Σελίδα 57 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Μέλι Σελίδα 58 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός σακχάρων στο μέλι 8.2 Θεωρητικό μέρος Ο ποσοτικός φασματοφωτομετρικός προσδιορισμός ενός σακχάρου σε ένα υδατικό διάλυμα στηρίζεται στη μέτρηση της απορρόφησης του φωτός, που πέφτει πάνω σε γνωστού πάχους στιβάδα του διαλύματος. Απαραίτητη προϋπόθεση για τον προσδιορισμό του σακχάρου με τη μέθοδο αυτή είναι να βρίσκονται οι συγκεντρώσεις του σε περιοχή, όπου ισχύει ο νόμος Ι^Άτη\)6Τΐ και ΒεθΓ Α = ε.ο.ο., δηλαδή η σχέση συγκέντρωσηςκαι απορρόφησης Α του φωτός να είναι γραμμική. Φασματοφωτομετρικά προσδιορίζονται σάκχαρα, που βρίσκονται σε καθαρά, αμιγή διαλύματα σε μικρές συγκεντρώσεις (λίγων ppm). Συνή-θως χρησιμοποιούνται έγχρωμες αντιδράσεις των σακχάρων με κατάλληλα αντιδραστήρια, οπότε η μέτρηση της απορρόφησης γίνεται στην ορατή περιοχή. Η πορεία εργασίας για τον ποσοτικό προσδιορισμό ενός σακχάρου φασματοφωτομετρικά περιγράφεται πιο κάτω. Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια Φασματοφωτόμετρο ορατού – υπεριώδους Γλυκόζη Ογκομετρικές φιάλες των 100ml Στατό με δοκιμαστικούς σωλήνες Δ/μα π. Η2SΟ4 Σιφώνια Πειραματική πορεία Παρασκευάζεται ένα διάλυμα σακχάρου π.χ. γλυκόζης 1000 ppm (1,000 g/l). Το διάλυμα αυτό μεταφέρεται σε προχοΐδα (κατά προτίμηση των 10 ml) και σε μια σειρά από ογκομετρικές φιάλες των 100 ml προστίθενται κατάλληλοι όγκοι (1,2,3,4,5,6,7 και 8 ml), ώστε να προκύψουν αραιά διαλύματα 10,20,30,40,50,60,70 και 80 ppm, αφού συμπληρωθούν οι φιάλες με απεσταγμένο νερό. Μέλι Σελίδα 59 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Τα πρότυπα αυτά διαλύματα, γνωστής συγκέντρωσης, χρησιμοποιούνται για την κατασκευή της καμπύλης αναφοράς του σακχάρου. Σε μια σειρά από δοκιμαστικούς σωλήνες μεταφέρεται με σιφώνιο 1 ml από κάθε πρότυπο διάλυμα του σακχάρου. Συγχρόνως σε μια άλλη σειρά σωλήνων μεταφέρεται 1 ml από κάθε άγνωστο διάλυμα και σε έναν σωλήνα 1 ml απεσταγμένου νερού για τον τυφλό προσδιορισμό. Στη συνέχεια προστίθεται διαδοχικά σε όλους τους σωλήνες 1 ml διαλύματος φαινόλης 5% και μετά από ανάδευση, 5 ml πυκνού Η2SO4. Το περιεχόμενο των σωλήνων αναμιγνύεται καλά και αφήνεται επί 10 λεπτά σε ηρεμία. Ύστερα οι σωλήνες τοποθετούνται επί 10-20 λεπτά σε υδατόλουτρο 25° C περίπου και στη συνέχεια το περιεχόμενο τους μεταφέρεται σε κυψελίδα φασματοφωτομέτρου όπου μετρείται η απορρόφηση στα 490 nm. Αν η μέτρηση της απορρόφησης των διαλυμάτων γίνεται με την ίδια σειρά, που ακολουθήθηκε κατά την κατεργασία τους (κατά προτίμηση με σειρά αυξανόμενης συγκέντρωσης). Το σιφώνιο που χρησιμοποιήθηκε για τη μεταφορά ενός διαλύματος στον δοκιμαστικό σωλήνα, πρέπει να ξεπλένεται πρώτα με απεσταγμένο νερό και ύστερα με το επόμενο διάλυμα. Η καμπύλη αναφοράς κατασκευάζεται από τις τιμές απορρόφησης, που αντιστοιχούν στα πρότυπα διαλύματα και το τυφλό. Στη συνέχεια μετριέται η απορρόφηση στα 490nm αγνώστων δειγμάτων χυμών. Οι τιμές της συγκέντρωσης των αγνώστων διαλυμάτων υπολογίζονται γραφικά από την καμπύλη αναφοράς. Μέλι Σελίδα 60 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 9η – AΛΕΥΡΑ Εισαγωγή Αλεύρι είναι το προιόν άλεσης υγιούς σιταριού, που έχει καθαριστεί βιομηχανικά από κάθε οργανική ή ανόργανη ουσία. Το αλεύρι που διατίθεται στην αγορά πρέπει να διαθέτει άμεμπτες οργανοληπτικές ιδιότητες και να είναι αμιγές. Η ανάμιξη του με αλεύρι άλλων καρπών απαγορεύεται εκτός από το αλεύρι της σίκαλης το οποίο όμως πρέπει να αναφέρεται στη συσκευασία. Εκτός από τα παραπάνω οι διάφοροι τύποι αλεύρων πρέπει να πληρούν και τους ακόλουθους όρους: 1. Η γλουτένη τους πρέπει να είναι καλής ποιότητας, δηλαδή συνεκτική, ελαστική, ανθεκτική και να έχει ομοιόμορφο και λαμπερό χρώμα. Γλουτένη ιξώδεις που είναι υγρή και διαρρέει αποκλείεται από την κατανάλωση. 2. Η υγρασία ενός αλεύρου μπορεί να είναι αυξημένη κατά 0.5 μονάδες των κανονικών τιμών κατά το χρονικό διάστημα από 15 Σεπτεμβρίου έως 15 Ιουνίου του επόμενου έτους. 3. Αν το ποσοστό της τέφρας είναι αυξημένο απαιτείται η γνωμοδότηση υπεύθυνης αρχής για την κανονικότητα του αλεύρου. 4. Τα πίτυρα πρέπει να κυμαίνονται στα καθορισμένα όρια για κάθε τύπο αλεύρου και να γίνεται ο προσδιορισμός τους σε περίπτωση υψηλής περιεκτικότητας σε τέφρα και αρνητικού τεστ Peckar (ταυτοποίηση τύπου αλεύρου). 5. Η οξύτητα του αλέυρου μπορεί να υπερβαίνει κατά 10% των καθορισμένων τιμών για κάθε τύπου αλεύρου κατά το χρονικό διάστημα από 15 Σεπτεμβρίου έως 15 Ιουνίου του επόμενου έτους. 6. Μπορεί να γίνεται προσδιορισμός των λιπαρών ουσιών βοηθητικά για να καθοριστεί ο τύπος και ο βαθμός άλεσης του αλεύρου. 7. Άλευρα που έχουν υπόλειμμα σε CCl4 μεγαλύτερο από το κανονικό αποκλείονται από την κατανάλωση. Το ίδιο ισχύει και για τα άλευρα που τρίζουν κατά το μάσιμα ανεξάρτητα από το ποσοστό υπολείμματος σε CCl4 που αυτά περιέχουν. Άλευρα Σελίδα 61 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Πίνακας 4. Προδιαγραφές ορισμένων τύπων αλεύρων Τύπος % % υγρή % % % Υπόλειμμα % αλεύρου υγρασία γλουτένη οξύτητα τέφρα λιπαρές σε CCl4 πιτυρά ουσίες 70% <13,5 >26,0 <0,08 <0,50 <1,10 <0,015 - 85% <14,0 >25,0 <0,13 0,85- <1,80 <0,030 4,0-5,0 0,90 90% <14,0 >25,0 <0,15 1,2-1,3 <2,0 <0,030 10-11,5 Ολικής <14,0 >24,0 <0,15 1,6 <2,5 <0,040 <18,0 άλεσης Άλευρα Σελίδα 62 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 9.1 Ανίχνευση βελτιωτικών ουσιών τα άλευρα Θεωρητικό μέρος Σύμφωνα με τον κώδικα τροφίμων και ποτών επιτρέπεται η χρήση βελτιωτικών στα άλευρα όπως το ασκορβικό οξύ, η πρωτεάση η αμυλάση, η γλουτένη, η λεκιθίνη, τα μονογλυκερίδια και διγλυκερίδια, τριγικό και κιτρικό οξύ, οξικό ανθρακικό νάτριο και αμμώνιο, μαγιά, φωσφορικά άλατα του ασβεστίου και του νατρίου. Τα βελτιωτικά βοηθούν το αλεύρι να αποκτήσει καλύτερες αρτοποιητικές ικανότητες. Το ασκορβικό οξύ και η κυστεϊνη χρησιμοποιούνται ως βελτιωτικά στην αρτοβιομηχανία για την «ενδυνάμωση» και «χαλάρωση» των αλεύρων αντίστοιχα. Το ασκορβικό οξύ είναι η βιταμίνη C . Όμως δεν μπορεί να προστεθεί σαν συμπλήρωμα βιταμινών όταν αναγράφεται ως E 300. Όταν προστίθεται σε τρόφιμα λειτουργεί ως αντιοξειδωτικό και βελτιωτικό στο ψωμί. Σε άλλες χώρες επιτρέπονται και άλλα βελτιωτικά π.χ. KBrO3 α) Η ανίχνευση των βρώμικων αλάτων στηρίζεται στην οξείδωση διαλύματος ΚΙ, παρουσία ΗCl ή Η2SΟ4, από τα βρώμικα άλατα, οπότε εμφανίζονται στην επιφάνεια του αλεύρου μελανά στίγματα από το ιώδιο που ελευθερώνεται. Η αντίδραση, εάν έχουμε ΚΒrΟ3, είναι: 2 KBrO3 + 12 KI + 12 HCl➜ 6 I2 + 2 KBr + 12 KCl + 6H2O β) Η ανίχνευση του ασκορβικού οξέος στηρίζεται στην αναγωγή του ιωδίου από το ασκορβικό οξύ. Έτσι στα σημεία που δεν υπάρχει ασκορβικό οξύ η επιφάνεια του αλεύρου γίνεται κυανή από το σύμπλοκο αμύλου - ιωδίου που σχηματίζεται. Αντίθετα, όπου υπάρχει ασκορβικό οξύ εμφανίζονται λευκά στίγματα. Για την ανίχνευση των βελτιωτικών φτιάχνουμε ένα peckar. Δηλαδή, βάζουμε 5g αλεύρι πάνω σε μια γυάλινη πλάκα ή σε ένα στιλβωμένο κομμάτι ξύλου. Το αλεύρι απλώνεται και πιέζεται ομοιόμορφα σε στιβάδα πάχους 2-3 min. Το στρώμα του αλεύρου κόβεται σε τετραγωνικό σχήμα και απομακρύνουμε την ποσότητα αλεύρου που περισσεύει. Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια 1. Διάλυμα ΚΙ 10%w/w. 2. Διάλυμα ΗCl 10% w/w. 3. Διάλυμα Ι2. Ανίχνευση βρωμικών αλάτων 1. Φτιάχνουμε ένα peckar. 2. Προσθέτουμε στο peckar 2-3 σταγόνες ΚΙ και ΗCl. 3. Η εμφάνιση μελανών κηλίδων σημαίνει παρουσία βρωμικών αλάτων. Άλευρα Σελίδα 63 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Ανίχνευση ασκορβικού οξέος. 1. Φτιάχνουμε ένα peckar. 2. Προσθέτουμε 3-4 σταγόνες διαλύματος Ι2. 3. Εμφάνιση άσπρων κηλίδων σημαίνει ύπαρξη ασκορβικού οξέος. Ερωτήσεις 1. Πώς το ασκορβικό οξύ δρα σαν βελτιωτικό, αφού δεν είναι οξειδωτική ουσία; 2. Αν χρησιμοποιήσουμε για την ανίχνευση του ασκορβικού οξέος διάλυμα ΗCl 5% θα πάρουμε λάθος αποτελέσματα; Γιατί; 3. Το διάλυμα ΚΙ πρέπει να έχει παρασκευαστεί πρόσφατα. Γιατί; Άλευρα Σελίδα 64 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Προσδιορισμός υγρασίας αλεύρου 9.2 Εισαγωγή Η υγρασία σχετίζεται με την καλή κατάσταση του αλεύρου. Για τον προσδιορισμό της γίνεται ξήρανση του αλέυρου μέχρι σταθερού βάρους στους 105ο C ή για μία με δύο ώρες στους 130ο C. Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια 1. Καψάκι ξήρανσης 2. Χαλαζιακή άμμος 3. Φούρνος ξήρανσης ή πυριαντήριο Πειραματική πορεία Ζυγίζουμε 5g αλεύρου σε καψάκι ξήρανσης και προσθέτουμε χαλαζιακή άμμο την οποία προηγουμένος έχουμε πυρώση. Τοποθετούμε στο πυριαντήριο και ξηραίνουμε για1-2 ώρες στους 130ο C μέχρι σταθερού βάρους. Υπολογισμός του ποσοστού υγρασίας Έστω α g το βάρος από το καψάκι+χαλαζιακή άμμο+αλέυρι αρχικά Έστω β g το βάρος από το καψάκι+χαλαζιακή άμμο+αλέυρι τελικά Υγρασία = α-β Άρα σε 5 g αλέυρι περιέχονται (α-β)g υγρασίας Σε 100 Άλευρα X=; Σελίδα 65 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Άλευρα Σελίδα 66 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 9.3 Προσδιορισμός Τέφρας Αλεύρου Θεωρητικό Μέρος Τέφρα μιας ουσίας ονομάζουμε το υπόλευκο υπόλειμμα που απομένει υστέρα από την τέλεια καύση των οργανικών συστατικών της (πρωτεΐνες, σάκχαρα, άμυλο). Η τέφρα του αλεύρου αποτελείται από Κ2Ο, ΜgΟ, CaO, Α12Ο3, Fe2Ο3, P2O5,SiΟ2. Ακόμα υπάρχουν διάφορα ιχνοστοιχεία όπως Ρb, Ζn, Αg. Ο προσδιορισμός της τέφρας δίνει πληροφορίες για το βαθμό άλεσης του αλεύρου (τράβηγμα) αλλά μόνο για τα λευκά αλεύρια. Αυτό δεν ισχύει για τα πιτυροΰχα αλευριά (τύπου 90 %), γιατί η τέφρα επηρεάζεται από την αναλογία στιβάδας αλευρόνης και φλοιού. Η τέφρα επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες. Κυριότεροι είναι: 1) η ποικιλία σιταριού, 2) το καθάρισμα και το πλύσιμο του σιταριού, 3) η σωστή χρήση του πλάνσιχτερ. Το ανώτερο επιτρεπόμενο όριο για άλευρα τύπου 70 % είναι 0,50 %, ενώ για άλευρα τύπου 85 % είναι 0,90 % Πειραματικό μερος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια 1. Χωνευτήρι. 2. Διάλυμα ΗΝΟ3 5%w/w. 3. Ξηραντήρας. Πειραματική πορεία Σε προζυγισμένο χωνευτήριο βάζουμε 5g αλεύρου, τοποθετούμε το χωνευτήριο σε ηλεκτρικό κλίβανο και το θερμαίνουμε ήπια μέχρι να απανθρακωθεί το περιεχόμενο άλευρο. Στη συνέχεια ανεβάζουμε τη θερμοκρασία στους 500 - 600°C, για να αποτεφρωθεί το περιεχόμενο. Η θερμοκρασία δεν πρέπει να υπερβεί τους 950°C. Η πύρωση συνεχίζεται μέχρι να αποτεφρωθεί εντελώς το δείγμα. Συνήθως χρειάζεται μία (1) ώρα. Το περιεχόμενο του χωνευτηρίου (τέφρα) προσλαμβάνει χρώμα λευκό ή ανοικτό σταχτί ή υπέρυθρο. Αν η τέφρα πάρει βαθύ γκρι χρώμα με μελανά στίγματα (άνθρακας που δεν έχει καεί), προσθέτουμε μερικές σταγόνες (2 ή 3) ΗΝΟ3 2-5% w/w, ακολουθεί ξήρανση του χωνευτηρίου σε λύχνο και νέα πύρωση στον κλίβανο για να επιτευχθεί πλήρης καύση του άνθρακα. Άλευρα Σελίδα 67 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Κατόπιν το χωνευτήριο ψύχεται σε ξηραντήρα και ζυγίζεται. Το αποτέλεσμα ανάγεται επί τοις % όπως και στην περίπτωση της υγρασίας. Παρατηρήσεις 1. Η προσθήκη του ΗΝΟ3 μπορεί να επαναληφθεί και δεύτερη ή τρίτη φορά, αν δεν έχουμε πλήρη απανθράκωση. 2. Μετά από κάθε προσθήκη ΗΝΟ3 και πριν τοποθετήσουμε το χωνευτήριο στον κλίβανο, ακολουθεί ξήρανση σε λύχνο. Άλευρα Σελίδα 68 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων 9.5 Προσδιορισμός υγρής-ξυρής γλουτένης Θεωρητικό μέρος Τα αλευριά χαρακτηρίζονται ως δυνατά ή αδύνατα (βλ. θεωρία). Ο όρος αυτός έχει άμεση σχέση με την ποιότητα και ποσότητα της γλουτένης. Η γλουτένη αποτελείται από δυο πρωτεΐνες: τη γλοιαδίνη (που διαλύεται σε αλκοόλη 70 %) και τη γλουτενίνη (που διαλύεται σε αλκάλεα). Η γλουτενίνη δίνει στερεότητα στη γλουτένη, η γλοιαδίνη είναι κολλώδης, μαλακιά και κατά την έκπλυση του ζυμα-ριοΰ με νερό συγκρατεί τη γλουτενίνη, ώστε να μην απομακρύνεται. Η δύναμη του αλεύρου εξαρτάται από το ποσοστό της περιεχόμενης γλουτένης και από το ποσοστό ενυδάτωσης της. Μικρό ποσοστό γλουτένης και χαμηλή ενυδάτωση σημαίνει μικρή αρτοποιητική ικανότητα και αντίθετα. Κατά την έκπλυση του ζυμαριού με νερό οι αμυλόκοκκοι απομακρύνονται και σχηματίζεται μια φαιά και ελαστική μάζα: η γλουτένη. Μπορούμε να πούμε δηλαδή ότι γλουτένη είναι τα αδιάλυτα στο νερό λευκώματα (πρωτεΐνες). Περιέχει επίσης μικρό ποσό αμύλου, λιπών, ανόργανων αλάτων. Το 70 % της γλουτένης είναι νερό. Με ξήρανση στους 105°€ μέχρι σταθερού βάρους παίρνουμε την ξηρή γλουτένη. Πειραματικό μέρος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια 1. Κάψα πορσελάνης 2. Αλεύρι 3. Ύαλος ωρολογιού 4. Πυριαντήριο Πειραματική πορεία Υγρή γλουτένη 1. Σε κάψα πορσελάνης βάζουμε 33,33g αλεύρι και το αναμιγνύουμε με 16 - 18 ml ψυχρό νερό. Σχηματίζουμε ένα ζυμάρι. 2. Το ζυμάρι που σχηματίζεται γίνεται σφαιρικό με τα χέρια. 3. Το ζυμάρι μαλάσσεται με το χέρι, με ελαφριά ροή νερού βρύσης, πάνω από ξύλινο πλαίσιο στο οποίο είναι απλωμένο ειδικό μεταξωτό ύφασμα. 4. Η μάλαξη διαρκεί μέχρι να φύγει όλο το άμυλο. Τα κομμάτια γλουτένης που ίσως αποσπαστούν και πέσουν στο πλαίσιο ξαναενσωματώνονται στο αρχικό ζυμάρι. Άλευρα Σελίδα 69 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Η έκπλυση σταματάει, όταν το νερό έκπλυσης σταματήσει να είναι γαλακτόχρωμο. 5. Τότε έχει φύγει όλο το άμυλο (Πώς μπορούμε να το διαπιστώσουμε;). Η γλουτένη συμπιέζεται ανάμεσα στα δάκτυλα για να φύγει το επιπλέον νερό και 6. ζυγίζεται. 7. Όλη η εργασία πρέπει να διαρκέσει περίπου 14 λεπτά. 8. Το ποσό της γλουτένης πολλαπλασιασμένο επί τρία μας δίνει την επί τοις % περιεκτικότητα του αλεύρου σε υγρή γλουτένη. Ξηρή γλοντένη Με τη βοήθεια μαχαιριού τεμαχίζουμε την υγρή γλουτένη σε μικρά κομμάτια και την 1. τοποθετούμε σε προζυγισμένη ύαλο ωρολογίου. Η ύαλος ωρολογίου με τη γλουτένη τοποθετείται σε πυριαντήριο θερμοκρασίας 105° 2. C μέχρι σταθερού βάρους (12 - 24 ώρες) ή στους 155°C για 30 λεπτά. Ξηραίνεται, ζυγίζεται και υπολογίζεται το % ποσοστό ξηρής γλουτένης. 3. Υπολογισμός ενυδάτωσης γλουτένης. Η διαφορά υγρής και ξηρής γλουτένης μας δίνει το ποσό του νερού που απορ ροφήθηκε. Ενυδάτωση γλουτένης είναι το ποσό του νερού που συγκρατούν 100 § υγρής γλουτένης και βρίσκεται ως εξής: % Υγρή γλουτένη - % Ξηρή γλουτένη Ενυδάτωση γλουτένης = ---------------------------------------------------- χ 100 % Υγρή γλουτένη Αξιολόγηση γλουτένης 1. Το χρώμα: Η ανοιχτόχρωμη γλουτένη είναι η καλύτερη. 2. Την όψη: Η καλή γλουτένη είναι γυαλιστερή. 3. Την ελαστικότητα: Αυτή εξαρτάται από την αντοχή της (την αντίσταση που προβάλλει στη διατήρηση του σχήματος της) και την εκτατότητά της (την ικα¬ νότητα της να επιμηκύνεται). Άλευρα Σελίδα 70 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Άσκηση 10η - ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΧΛΩΡΙΟΥΧΟΥ ΝΑΤΡΙΟΥ (ΑΛΑΤΟΣ) Θεωρητικό μέρος Το χλωριούχο νάτριο (αλάτι) προστίθεται στα προϊόντα της τομάτας είτε για τη διατήρηση της σπαργής στην αποφλοιωμένη τομάτα είτε για τη διατήρηση ή βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών τους (χρώματος και γεύσης) είτε τέλος σαν συντηρητικό . Η προσθήκη όμως αυτή του χλωριούχου νατρίου είναι ορισμένη για κάθε προϊόν της τομάτας και για τις χώρες οι οποίες πρόκειται να τα καταναλώσουν. Το προστιθέμενο αλάτι επηρεάζει το ποσοστό των διαλυτών στερεών του προϊόντος, γι’ αυτό και ο προσδιορισμός του στους τοματοπολτούς θεωρείται βασικό ποιοτικό στοιχείο. Το χλωριούχο νάτριο που υπάρχει στον φυσικό τοματοχυμό κυμαίνεται μεταξύ 0.05-0.1%. Η προσθήκη χλωριούχου νατρίου στα προϊόντα της τομάτας δεν πρέπει να υπερβαίνει το 7.5% της ξηράς ουσίας του. Πειραματικό Μέρος Όργανα – Σκεύη – Αντιδραστήρια Όργανα α) Ζυγός ακρίβειας β) Ποτήρια των 100 ml γ) Σιφώνια των 5 ml δ) Προχοϊδες των 25 ml Υλικά α) ∆ιάλυμα ΝaΟΗ Ν/10 β) ∆ιάλυμα χρωμικού καλίου (K2CrO4) 5% γ) ∆ιάλυμα νιτρικού αργύρου (AgNO3) Ν/10 Παρασκευή διαλυμάτων α) Ν/10 διάλυμα νιτρικού αργύρου (AgNO3) ∆ιαλύονται 16.987 g AgNO3 σε απεσταγμένο νερό και μεταφέρονται σε ογκομετρική φιάλη των 1000ml και συμπληρώνεται μέχρι την χαραγή. β) Υδατικό διάλυμα χρωμικού καλίου K2CrO4 Διαλύονται 5 g K2CrO4 σε απεσταγμένο νερό και μεταφέρονται σε ογκομετρική φιάλη των 100 ml και συμπληρώνεται μέχρι τη χαραγή. Προσδιορισμός NaCl Σελίδα 71 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων Πειραματική πορεία Α. Ζυγίζονται περίπου 10 g τοματοπολτού , διαλύονται σε απεσταγμένο νερό και μεταφέρονται σε ογκομετρική φιάλη των 200 ml. Β) Μετά από καλή ανάδευση, ακολουθεί διήθηση διά πτυχωτού ηθμού και από το διήθημα λαμβάνουμε 10 ml, τα οποία ογκομετρούνται με καυστικό νάτριο Ν/10 και με δείκτη φαινολοφθαλεΐνη. Γ) Στη συνέχεια παίρνουμε άλλα 10 ml από το ίδιο διήθημα, τα οποία μεταφέρονται σε κωνική φιάλη των 200 ml, όπου η οξύτητά τους εξουδετερώνεται με την προσθήκη Ν/10 NaOH, όσο δηλ. καταναλώθηκαν κατά τον προσδιορισμό της οξύτητας για την εξουδετέρωση των 10ml του προηγούμενου διηθήματος, προστίθενται 90ml απεσταγμένου νερού και 1ml δείκτη χρωμικού καλίου. Δ) Ακολουθεί ογκομέτρηση του διαλύματος με διάλυμα Ν/10 AgNO3 μέχρι την εμφάνιση κεραμόχροης χροιάς. Υπολογισμοί - Αποτελέσματα Η αντίδραση της εξουδετέρωσης του άλατος έχει ως εξής: NaCl + AgNO3 AgCI + NaNO3 MB = 58.5 g/mol δηλ. ή 58.5g. 5.85 γρ. » NaCl » MB = 169.87 g/mol, εξουδετερώνονται » 16.987 από 169.87g. AgNO3 » Άρα, 1000ml Ν/10 AgNO3 στα οποία περιέχονται 16,987 g AgNO3 εξουδετερώνουν 5,85g. Παράδειγμα Έστω για τα 10ml του διηθήματος (χρησιμοποιήθηκαν 10,253 g τοματοπολτού σε 200 ml νερό). Καταναλώθηκαν 3.2 ml Ν/10 AgNO3. Τότε θα έχουμε 5,85 x 3,2 X= = 0,01872 g. NaCl 1.000 Για τα 10 ml διηθήματος θα έχουμε 0,01872 g NaCl. Στα 200 ml διηθήματος θα έχουμε 0,0187 × 20 = 0,3744 g NaCl. ∆ηλ. στα 10,253 g. τοματοπολτού περιέχονται 0,374 g. NaCl στα 100 g. 0.3744 × 100 Προσδιορισμός NaCl x= =3.65% NaCl 10.253 Σελίδα 72 Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Εισαγωγή στη Χημεία Τροφίμων, Ε.Κ. Βουδούρης, Μ.Γ. Κοντομηνάς, ΟΕΔΒ, Αθήνα. 2. «Σύσταση, Χημική Ανάλυση και Προδιαγραφές Βασικών Τροφίμων», Σ. ΤζουβάραΚαραγιάννη, Καθηγήτριας Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, Ιωάννινα 1994. 3. Εργαστηριακές Σημειώσεις Επιστήμης και Μηχανικής Τροφίμων, Εργαστήριο Χημείας και Τεχνολογίας Τροφίμων, Τμήμα Χημικών Μηχανικών Ε.Μ.Π., Αθήνα 2013. 4. Εργαστηριακές Σημειώσεις Οργανικής Χημείας, Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Αγροτικών Προϊόντων και Τροφίμων, Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Αθανάσιος Λάνταβος, Αγρίνιο 2008. 5. Εργαστηριακές Ασκήσεις Τεχνολογίας και Ποιοτικού Ελέγχου Σιτηρών και Αρτοσκευασμάτων, ΑΤΕΙ Λάρισας, Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων (Καρδίτσα), Θεοφάνης Γεωργόπουλος. 6. Εργαστηριακές Ασκήσεις Οινολογίας Ι, Εργαστήριο Μηχανικής Τροφίμων, Επεξεργασίας και Συντήρησης Γεωργικών Προϊόντων, Τμήμα Επιστήμης και Τεχνολογίας Τροφίμων, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Γ. Κοτσερίδης, Ν. Προξενιά. Προσδιορισμός NaCl Σελίδα 73
© Copyright 2024 Paperzz
