Как рассчитывается количество белков, жиров и углеводов, находящихся в продукте?

1439
1
0
18 мая
14:33
май
2016

На самом деле, содержание белков, жиров и углеводов не рассчитывают, а измеряют. Есть способы, позволяющие выделить из продукта составляющие его жиры, белки и углеводы. А есть способы, позволяющие сделать измерения напрямую. Боюсь, что получится длинно.

Начну с жиров. Жиры, в отличие от остальных компонентов, неплохо растворяются в жидкостях. Например, в петролейном эфире. Экстракцию проводят в аппарате Сокслета. Аппарат работает просто: продукт размещают в специальной чашечке с сифоном над кипящим растворителем, сверху устанавливают обратный холодильник.

Пары растворителя собираются в холодильнике и стекают в чашечку с продуктом. Когда растворитель дойдет до сифона, он выльется обратно в колбу. При этом жиры переходят из продукта в растворитель. Экстракция происходит несколько часов. Аппарат Сокслета, кстати, можно купить на Алиэкспресс. В таком аппарате можно быстро приготовить спиртовый экстракт, вместо настаивания месяцами.

После экстракции (в зависимости от метода и продукта) взвешивают остаток в чашечке (его высушивают) или собиранный растворитель с растворенным в нем жиром. Зная вес образца, можно вычислить содержание жира. Есть модификации этого метода,  которых продукт сперва выдерживают в растворителе, а затем - промывают. Иногда требуется сперва провести кислый гидролиз, чтобы удалить сахар и расщепить жиры на более простые липиды.

Для молока и молочных продуктов есть способ определения жира с помощью бутирометра.

Этот метод быстрее и проще экстракции, а также позволяет сделать анализ большого числа образцов. Основным методом сейчас является метод Гербера.

В бутирометр наливают серную кислоту (примерно 90%). Молоко подогревают, чтобы жаир равномерно распределился по объему. Добавляют определенное количество молока в бутирометр и изоамиловый спирт. Ставят бутирометры в центрифугу. После центрифуги ставят бутирометры в теплую воду. Жир перейдет в слой изоамилового спирта, а белок под действием серной кислоты частично разложится и останется в воде. В верхней узкой части бутирометра имеется шкала, по которой смотрят результат напртив границы разделения воды и столбика жира.

Для растительного масла и для животных жиров есть косвенный способ определения - по коэффициенту преломления. Но арбитражный метод - метод Сокслета и его модификации.

Белок.

Основной метод определения - метод Кьельдаля. Метод состоит из трех стадий. Минерализация, отгонка и анализ.

Сперва образец подвергают окислению в очень жестких условиях, так называемому "мокрому озолению" или минерализации. Для этого к образцу добавляют концентрированную серную кислоту (или олеум), катализатор (сульфаты меди и калия, окись ртути, селен) и нагревают. Раньше минерализацию проводили на песчанной бане при температуре порядка 220°С. Сейчас специальные приборы позволяют нагреть образец до 420°С. Обычно достаточно 40 минут. После такой процедуры в продукте не остается (почти) органических веществ. Органика окисляется практически до углекислого газа и воды. Но не белки.

Белки состоят из аминокислот. Аминокислоты окисляются за исключением аминогрупп. Азот в аминогруппах не окисляется, а группа превращается в молекулу аммиака, точнее, в ион аммония NH4+.

Когда все остынет, производят отгонку. К образцу добавляют щелочь, которая нейтрализует избыток кислоты. Через образец пропускают горячий пар. Аммиак отгоняют с паром. Пар собирают в растворе борной кислоты.

Затем собранный дистиллят титруют серной или соляной кислотой и расчитывают количество аммиака (или азота) в дистилляте. Количество азота умножают на эмпирический коэффициент для пересчета на белок, обычно, на 6,25.

Для молока и соков используют также формольный метод. Метод основан на том, что под действием формальдегида (отсюда название) белки разлагаются и выделяются свободные аминокислоты. Аминокислоты титруют щелочью, получая показатель - "формольное число". Формольное число является косвенным показателем содержания белка.

Углеводы.

Тут больше всего вариантов.

В фруктах и соках содержание сахара определяют с по изменению коэффициента преломления с помощью рефрактометра.  Некоторые рефрактометры сразу имеют шкалу содержания сахара. Большинство углеводов в пищевых продуктах одинаково изменяют коэффициент преломления водных растворов. Фрукты и соки состоят, в основном, из углеводов и воды.

Для овощей, хлеба и хлебцев углеводы определяют по-другому. Сперва образец обезжиривают, промывая петролейным эфиром или ацетоном. Затем делают водную вытяжку. В водную вытяжку переходит сахар. Сахар определяют рефрактометром или другим способом. 

Если требуется определить содержание пищевых волокон, то образец промывают помимо воды, кислотой и щелочью. Затем высушивают. Зная исходный вес (и влажность), вычисляют, сколько перешло в раствор - это растворимые углеводы, а сколько осталось - это пищевые волокна.

Для вина такие методы не подходят, поэтому используют окислительное титрование, например, по Фелингу. Метод основан на способности сахаров восстанавливать двухвалентную медь до одновалентной.

7
2
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта