Способ анализа редуцирующих веществ



Способ анализа редуцирующих веществ
Способ анализа редуцирующих веществ
Способ анализа редуцирующих веществ
Способ анализа редуцирующих веществ

 


Владельцы патента RU 2457483:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет (RU)

Изобретение относится к определению редуцирующих веществ и может быть использовано в кондитерском, карамельном и сахаропаточном производстве. Способ включает окисление редуцирующих веществ соединениями меди (II) в щелочной среде при нагревании на кипящей водяной бане в течение 10 минут, доведение объема охлажденного раствора до определенного значения, определение оптической плотности при длине волны 670 нм, введение поправки на частичное окисление нередуцирующих углеводов, которую вычитают из показания оптической плотности, и оценку концентрации редуцирующих веществ по калибровочному графику. Достигается повышение точности и воспроизводимости анализа. 5 пр., 6 табл., 4 ил.

 

Изобретение относится к способу определения редуцирующих веществ и может быть использовано в кондитерском, карамельном и сахаропаточном производстве.

Содержание редуцирующих веществ в карамели строго регламентировано и составляет не более 20% для неподкисленной карамели, не более 23% для карамели с введением кислоты свыше 0,6% и не более 32% для изделий с лактозой [ГОСТ 6477-88 Карамель. Общие технические условия.]. Избыток редуцирующих сахаров может привести к адсорбции влаги из воздуха и отсыреванию продукта. Недостаток редуцирующих веществ вызывает кристаллизацию сахарозы внутри изделия, что сказывается на его качестве при длительном хранении.

По количеству редуцирующих веществ судят о степени гидролиза крахмала в сахаропаточном производстве, именно этот показатель главным образом определяет вид продукта: для патоки низкоосахаренной содержание редуцирующих веществ составляет 26-35%, для карамельной кислотной и карамельной ферментативной - 36-44%, для мальтозной - 38% и более, для высокоосахаренной - 45% и более [ГОСТ Р 52060-2003 Патока крахмальная. Общие технические условия].

Известны способы, основанные на определении содержания редуцирующих веществ, основанные на титриметрическом определении оксида меди (I), выделяющегося в результате восстановления двухвалентной меди редуцирующими веществами. Главным недостатком данных методов является субъективность в определении конца титрования, а также необходимость в заместительном титровании, что повышает трудоемкость метода, а также значительно сказывается на погрешности измерения [ГОСТ 5903-89. Изделия кондитерские. Методы определения сахара. - С.131-141].

Аналогом изобретения является фотоколориметрический метод, основанный на обесцвечивании раствора гексацианоферрата (феррицианида) (III) калия в ходе реакции с редуцирующими веществами. О количестве редуцирующих веществ судят по остатку феррицианида после проведения реакции. Остаток феррицианида определяют по оптической плотности в кюветах с толщиной слоя 10 мм и со светофильтром, имеющим длину волны 440 нм относительно холостой пробы [ГОСТ 5903-89. Изделия кондитерские. Методы определения сахара. - С.144-147].

К недостаткам данного способа можно отнести:

1) использование феррицианида калия для окисления редуцирующих веществ, который по сравнению с раствором Фелинга значительно окисляет сахарозу;

2) при кипячении раствора происходит его концентрирование за счет интенсивного испарения влаги, в результате чего возникает повышение оптической плотности, вызывающее несистематическую погрешность параллельных опытов (невозможно добиться одинаковых быстроты нагрева, интенсивности кипения, быстроты остывания);

3) градуировочный график не подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера, поэтому данный метод не может гарантировать достоверного результата - рис.1.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ, основанный на фотоколориметрировании медно-щелочного раствора (раствор Фелинга) после реакции с редуцирующими веществами. В пробирку вносят раствор сульфата меди, щелочной раствор сегнетовой соли, раствор желтой кровяной соли и исследуемый раствор. После пробирку нагревают на кипящей водяной бане в течение 3 минут, по истечении которых смесь фотометрируют на фотоколориметре при 670 нм относительно дистиллированной воды в кюветах с толщиной рабочего слоя 1 см. Параллельно проводят холостой опыт без нагревания. Содержание редуцирующих веществ определяют по уравнению для калибровочного графика [RU 2366931 C1 от 05.03.2008].

Недостатками данного способа являются:

1) при выдерживании раствора на кипящей водяной бане происходит изменение его концентрации за счет интенсивного испарения влаги, в результате чего возникает повышение оптической плотности, вызывающее несистематическую погрешность измерений;

2) отсутствие поправки на частичное окисление нередуцирующих углеводов (например, сахарозы) реактивом Фелинга - рис.2, что крайне необходимо учитывать при анализе кондитерских изделий;

3) недостаточное время выдерживания на кипящей водяной бане - 3 минуты: за это время редуцирующие вещества не успевают прореагировать полностью, происходит изменение оптической плотности, что также вносит погрешность в определение - рис.3.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение точности и воспроизводимости анализа.

Технический результат достигается тем, что окисление редуцирующих веществ соединениями меди (II) в щелочной среде при нагревании на кипящей водяной бане в течение 10 минут, доведение объема охлажденного раствора до определенного значения, определение оптической плотности при длине волны 670 нм, введение поправки на частичное окисление нередуцирующих углеводов, которую вычитают из показания оптической плотности, и оценку концентрации редуцирующих веществ по калибровочному графику.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Реактивы: раствор I: 34,66 г CuSO4·5H2O в 1 л раствора; раствор II: 70 г NaOH, 173 г сегнетовой соли (калий натрий виннокислый) и 4 г желтой кровяной соли г в 1 л. Возможно приготовление раствора II без желтой кровяной соли, в этом случае необходима фильтрация или центрифугирование перед снятием оптической плотности исследуемого раствора.

Методика эксперимента

В мерную колбу вместимостью 25 мл вносят пипеткой по 5 мл растворов I и II и исследуемый раствор до 10 мл (стандартный раствор редуцирующего сахара), выдерживают 10 мин на кипящей водяной бане, охлаждают до комнатной температуры и доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают (центрифугируют/фильтруют) и снимают показания оптической плотности при 670 нм относительно холостой пробы (по 5 мл растворов I и II, объем доведен до 25 мл), используя кювету шириной 10 мм. Значение оптической плотности берут по модулю.

В случае если в исследуемом растворе содержатся нередуцирующие углеводы, например сахарозу (условно можно рассчитать как разность между общим сахаром и редуцирующими веществами) в значительных количествах, делают поправку по таблице.

Поправка на нередуцирующие углеводы при определении содержания редуцирующих веществ

Масса нередуцирующих углеводов, вносимая с анализируемым раствором, мг Поправка (вычесть из показания оптической плотности)
40-50 0,005
50-65 0,010
65-100 0,020
более 110 0,035

Содержание редуцирующих веществ в пересчете на массу глюкозы находят по калибровочному графику, предварительно построенному для стандартного раствора глюкозы концентрацией 2 г/л - рис.4, или непосредственно по предложенному уравнению:

где m - содержание редуцирующих веществ в пересчете на массу глюкозы, мг; А - значение оптической плотности с учетом поправки.

Процентное содержание редуцирующих веществ в изделии находят по формуле:

где М - масса навески изделия, г; V - объем мерной колбы, в которой растворена навеска, мл; ν - объем раствора, взятый для анализа, мл.

Пример 1

1 г карамели (образец 1) растворяют в мерной колбе на 100 мл. В мерные колбы на 25 мл вносят реактивы и исследуемый раствор: 4, 6 и 8 мл, что соответствует 40, 60 и 80 мг изделия. Принимая влажность карамели 3% и содержание нередуцирующих углеводов 80% от сухого вещества, необходимо сделать поправку по табл. на показание оптической плотности во 2-ом случае на 0,005 и в 3-ем на 0,010.

Результаты сведены в таблицу.

v А А (с поправкой) m ωред Среднее ± стандартное отклонение
4 0,342 0,342 9,948 24,87 25,27±0,36
6 0,512 0,507 15,221 25,37
8 0,669 0,659 20,458 25,57

Пример 2

1 г карамели (образец 2) растворяют в мерной колбе на 100 мл. Далее, как Пример 1.

v А А (с поправкой) m ωред Среднее ± стандартное отклонение
4 0,244 0,244 7,019 17,55 17,43±0,16
6 0,360 0,355 10,350 17,25
8 0,480 0,470 14,002 17,50

Пример 3

1 г карамели, приготовленной в лабораторных условиях увариванием сахарного сиропа с патокой 1:1 до температуры 140°C, растворяют в мерной колбе на 100 мл. В мерные колбы на 25 мл вносят реактивы и исследуемый раствор: 2, 4, 6, 8 и 10 мл, что соответствует 20, 40, 60, 80 и 100 мг изделия. Для 3 определения принимаем поправку 0,005, для 4 - 0,010, для 5 - 0,020.

v А А (с поправкой) m ωред Среднее ± Стандартное отклонение
2 0,125 0,125 3,67 18,32 18,26±0,05
4 0,254 0,254 7,31 18,28
6 0,379 0,374 10,94 18,23
8 0,497 0,487 14,56 18,20
10 0,607 0,597 18,28 18,28

Пример 4

1 г патоки растворяют в мерной колбе на 100 мл. В мерные колбы на 25 мл вносят реактивы и исследуемый раствор: 2, 4, 5 и 6 мл, что соответствует 20, 40, 50 и 60 мг изделия. Принимая влажность патоки 22% и содержание нередуцирующих углеводов 70% от сухих веществ, поправку ни в одном случае делать не нужно (60*0,78*0,7<40).

v А А (с поправкой) m ωред Среднее ± стандартное отклонение
2 0,226 0,226 6,50 32,49 32,87±0,53
4 0,439 0,439 13,00 32,49
5 0,543 0,543 16,43 32,86
6 0,651 0,651 20,17 33,62

Пример 5

Анализ хлеба на общий сахар. После кислотного гидролиза и нейтрализации водной вытяжки 6 г навески хлеба раствор доводят до 100 мл. В мерные колбы на 25 мл вносят реактивы и исследуемый раствор: 2, 4, 6 и 8 мл, что соответствует 120, 240, 360 и 480 мг изделия. Поправку вносить не нужно.

v А А (с поправкой) m ωред Среднее ± стандартное отклонение
2 0,079 0,079 2,43 2,02 2,03±0,03
4 0,165 0,165 4,77 1,99
6 0,255 0,255 7,34 2,04
8 0,339 0,339 9,86 2,05

Предлагаемый способ отличается очень высокой воспроизводимостью и точностью по сравнению с аналогами.

Способ анализа редуцирующих веществ в сахаросодержащих средах, включающий окисление редуцирующих веществ соединениями меди (II) в щелочной среде при нагревании на кипящей водяной бане в течение 10 мин, доведение объема охлажденного раствора до определенного значения, определение оптической плотности при длине волны 670 нм, введение поправки на частичное окисление нередуцирующих углеводов, которую вычитают из показания оптической плотности, и оценка концентрации редуцирующих веществ по калибровочному графику.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к кофейной промышленности и может быть использовано при анализе молотого натурального жареного кофе в кофейном производстве. .

Изобретение относится к медицине, фармации, биологии, пищевой промышленности. .

Изобретение относится к лабораторной измерительной технике и может быть использовано в пищевой промышленности. .

Изобретение относится к хлебопекарному производству применительно к хлебу, содержащему пектин. .

Изобретение относится к анализу в масложировой промышленности. .

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения антибиотика левомицетина в пищевых продуктах методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Изобретение относится к фотометрическому анализу применительно к определению содержания эрбия (III) в очень малой концентрации. .

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для количественного определения лекарственных веществ - тиоктовой кислоты, пиритинола и пробукола - в фармакопейных препаратах.

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к органическому анализу, и может быть использовано при разработке процессов выделения, разделения и определения витаминов в водном растворе.

Изобретение относится к области исследований показателей качества материалов и изделий, а именно к созданию экспериментального способа оценки защитных свойств фильтрующе-поглощающих коробок средств индивидуальной защиты органов дыхания.

Изобретение относится к медицине и описывает способ количественного определения сульфамидных препаратов в таблетках путем обработки анализируемой пробы растворами соляной кислоты, нитрита натрия с последующим фотометрированием полученного раствора, причем анализируемую пробу дополнительно обрабатывают раствором хромотроповой кислоты в присутствии карбоната натрия, измеряют оптическую плотность полученного раствора при длине волны 530 нм относительно воды и определяют количество исследуемого вещества с помощью градуировочного графика.

Изобретение относится к аналитической химии применительно к определению железа (II) в очень малых концентрациях. .
Изобретение относится к производству специальных химических веществ (СХВ), использующихся для скрытой маркировки веществ, материалов, изделий, и может быть применено при проведении различного типа экспертиз в торговых и промышленных предприятиях
Наверх