Редуцирующие свойства. Определение редуцирующих (восстанавливающих) сахаров в растительном материале. Мармелад полезен, потому что

. Крахмал разделяют на фракции путем растворения в воде. Обе фракции нерастворимы в холодной воде, а в горячей образуют растворы- клейстеры(клеящее свойство).(Kleister - нем. -клей, приготовленный из крахмала или муки). Через некоторое время при хранении из раствора выпадает осадок амилозы (процесс ретроградации ). Процесс ускоряется добавлением солей (сульфата магния, сульфата натрия) и бутанола. Амилопектин образует более устойчивый клейстер вследствие гидратации разветвленных макромолекул и увеличения их объема и возникновении сетчатой структуры. Амилоза выделяется из раствора при 70 0 С, амилопектин при 20 0 С. Крахмал гидролизуется в присутствии кислоты при нагревании: макромолекулярные продукты промежуточного гидролиза носят название декстрины. В живых организмах гидролиз осуществляет фермент амилаза , которая может гидролизовать только 1,4- а -гликозидные связи. У человека амилаза содержится в слюне, выделяется подчелюстной слюнной железой, и в соке панкреатической железы. Последовательность превращений в процессе гидролиза: (С6 Н10О 5) n --> декстрины --> n/2 С12 Н10О 11--> n С6 Н10О 5 Крахмал мальтоза а-D- глюкопираноза В процессе гидролиза исчезает цветная окраска с йодом, но постепенно появляется положительная качественная реакция с реактивом Фелинга на редуцирующие сахара (мальтоза и глюкоза) Амилаза относится к пищеварительным ферментам, но одновременно к факторам, вызывающим неблагоприятные изменения в полости рта: микрофлора полости рта также содержит ферменты гидролиза крахмала и мальтозы, появление глюкозы в слюне способствует размножению микрофлоры, участвующей в возникновении кариеса. Крахмал – основной пищевой источник глюкозы. Содержатся в крупах, хлебе и других мучных изделиях.. Его медленный гидролиз в кишечнике сопровождается постепенным поступлением глюкозы в кровь, уровень глюкозы в крови повышается достаточно умеренно в течение 1,5- 2 часов,. что не вызывает резкого выделения инсулина. Крахмал поэтому относится к трудноусвояемым углеводам, употребление которых в пищу считается более физиологичным по сравнению с употреблением сахарозы. Но в тоже время продукты с высоким содержанием крахмала противопоказаны при диабете. Крахмал используют в пищевой, текстильной, бумажной, меховой промышленности, в производстве красок. В фармацевтической промышленности применяют в качестве добавок к порошкам, присыпок, обволакивающих средств. Применяют модифицированные крахмалы и декстрины. Важное промышленное и научное значение приобрели циклодекстрины( формально они относятся к олигосахаридам).. Циклодекстрины используют в парфюмерной, косметологической, фармацевтической промышленности в качестве агентов для медленного выделения и доставки веществ, они важны как имитаторы ферментов. Циклодекстрин содержит от шести до восьми звеньев а-D- глюкопираноных единиц, соединенных в цикл. Вся молекула циклодекстрина выглядит как бумажный стаканчик, у которого верхняя часть шире дна. Широкая поверхность гидрофильна, на ней расположены группы –СНОН пиранозных циклов. Во внутреннее пространство « стакана» проникают вещества, циклодекстрин - уникальный комплексообразователь . Он обеспечивает транспорт лекарственных препаратов, может включать в свое внутреннее пространство « стаканчика» различные лекарства, которые или плохо всасываются в кишечнике, или разлагаются пищеварительными ферментами, или обладают неприятным вкусом и раздражающим действием на ткани желудочно-кишечного тракта. Гликоген (С6 Н10О 5) n Гликоген- запасной полисахарид животных тканей, обнаружен в грибах. Он содержится в клетках любых тканей организма: печени, почек, мышц, костей и других. Содержание в печени может достигать 5% (от сухой массы ткани). Строение и состав гликогена аналогичны амилопектину- основная цепь образована гликозидными связями(а- 1,4), а в местах ветвления- гликозидные связи(а – 1,6). Образует в цитозоле клетки гранулы размером 10- 40 нм. Молекулярная масса соответствует общему количеству остатков глюкозы около 50 000. С йодом образует коричнево- бурые растворы. Определение интенсивности окраски оптическими регистрирующими приборами используют для количественного определения гликогена в тканях. Следует отметить некоторые особенности в строении гликогена: - точки ветвления расположены часто, примерно у каждого десятого атома углерода в основной цепи - в боковых цепях содержится примерно до 16-18 моносахаридных остатков - количество ветвлений значительно больше по сравнению с амилопектином. Распад гликогена в тканях печени, почек, мышц осуществляется особым ферментом фосфорилазой гликогена, а в костной ткани и одонтобластах – амилазой. Рисунок условно изображает строение и порядок соединения ветвей гликогена. Целлюлоза (С6 Н10О 5) n Природный полисахарид растительного происхождения, который содержит мономерные звенья β – D-глюкопиранозы, которые связаны между собой β-1,4- гликозидной связью. Целлюлоза- главная составная часть клеточных стенок высших растений, где она связана со многими другими полисахаридами. Примером чистой целлюлозы может служить хлопковая вата, тополиный пух, зонтики семян, например, одуванчика также образованы целлюлозой. Для целлюлозы характерна полидисперсность по молекулярной массе, которая может быть выше 10 6 . Целлюлоза относится к кристаллическим полимерам и имеет сложную надмолекулярную структуру. Длинные линейные цепи располагаются параллельно друг другу, гидроксильные группы пиранозных циклов образуют межмолекулярные водородные связи, получаются волокна с плотной упаковкой «нитей» целлюлозы. β-1,4- Гликозидная связь располагает пиранозные циклы двух параллельных цепей так, что атомы кислорода циклов располагаются не друг над другом, а в противоположных углах цикла.. Поэтому в нативном виде целлюлоза воде не растворима и плохо смачивается водой, медленно гидролизуется в кислой среде. В аммиачной среде под влиянием реактива Швейцера [ Сu(NH3)4] (OH)2 разрушаются все внутримолекулярные связи и гидролиз проходит достаточно легко. Целлюлоза имеет большое промышленное значение для производства искусственного волокна ацетилцеллюлозы(вискозные волокна) нитроэфиры применяют в производстве взрывчатых средств, сложные эфиры - карбоксиметилцеллюлоза, оксиэтилцеллюлоза - используются при изготовлении косметических, парфюмерных средств, простой эфир метилцеллюлоза в пищевой промышленности(например, в производстве мороженого как эмульгатор и низкокалорийная добавка). целлюлоза Целлюлоза и ее производные не перевариваются в организме человека и животных собственными ферментами: фермент целлюлаза вырабатывается микрофолорой нижнего отдела кишечника человека и желудка у жвачных животных.. Продукты частичного гидролиза целлюлозы называются гидроцеллюлозой, конечным продуктом является глюкоза. В медицинских целях целлюлозу используют как низкокалорийную добавку к пище и хороший адсорбент. Обработанная целлюлоза набухает в желудке и кишечнике. создает давление на стенки желудочно-кишечного тракта, формируется чувство насыщения. Целлюлоза адсорбирует пищевой холестерин, пуриновые соединения(кофеин, мочевую кислоту и другие), уменьшает их всасывание из пищевых продуктов. Высокое содержание целлюлозы в составе отрубей, которые используют как добавки для лечебного и диетического низкокалорийного питания. Декстран (С6 Н10О 5) n Природный декстран – разветвленное высокомолекулярное соединение, молекулярная масса которого достигает нескольких десятком миллионов. В молекулах декстранов глюкозные остатки связаны в основную цепь а- 1,6- гликозидными связями, а в местах ветвления- связями в положениях а -1,4, а- 1,3 и а- 1,2. Синтезируется из сахарозы с помощью некоторых микроорганизмов или ферментов, выделенных из этих микроорганизмов. Декстраны, синтезируемые разными видами штаммами микроорганизмов, отличаются по строению и свойствам.

Восстановительный сахар является химическим термином для сахара, который действует как восстановитель и может пожертвовать электроны другой молекуле. В частности, восстанавливающий сахар является типом углеводов или натурального сахара, который содержит свободную альдегидную или кетоновую группу. Сокращение сахара может вступать в реакцию с другими частями пищи, такими как аминокислоты, для изменения цвета или вкуса пищи.

Видео дня

Различные типы сахара

Сахара встречаются естественным образом во всех фруктах, овощах, молочных продуктах и ​​цельных зернах. Эти природные сахара иначе известны как углеводы, существенные макроэлементы. Диетические углеводы классифицируются как моносахариды, которые являются молекулами одного сахара; дисахариды - две молекулы сахара связаны между собой; или олигосахариды и полисахариды, которые являются более длинными цепями молекул сахара. Моносахариды включают глюкозу, галактозу и фруктозу, которые все уменьшают сахара. Моносахариды нередко встречаются в природе по отдельности, но они являются компонентами дисахаридов и полисахаридов. По этой причине некоторые дисахариды, такие как мальтоза, также уменьшают сахара.

Примеры редуцирующих сахаров

Самым важным моносахаридом и восстановительным сахаром является глюкоза. В организме глюкоза известна как сахар крови, потому что она необходима для функции мозга и физической энергии. Фруктоза - еще один восстановительный сахар и известен как самый сладкий из всех моносахаридов. Галактоза, еще один восстановительный сахар, является компонентом лактозы, которая содержится в молочных продуктах. Мальтоза не часто встречается в природе, но она образуется во время пищеварения, когда молекулы крахмала разрушаются.

Реакция Майара

Реакция Майара представляет собой процесс, который возникает, когда восстанавливающий сахар реагирует с амином, что приводит к поджариванию пищи. Эта реакция обычно возникает, когда пища нагревается или остается при комнатной температуре в течение длительного периода времени. Процесс поджаривания проявляется на коре хлеба или на коже обжаренной индейки. Реакция Майара также способствует вкусу и аромату многих продуктов питания, таких как кофе, шоколад и печеный хлеб.

Невосстанавливающие сахара

Некоторые дисахариды, такие как сахароза, являются нередуцирующими сахарами, то есть они не могут пожертвовать электроны другим молекулам. Сахароза состоит из двух восстанавливающих сахаров, глюкозы и фруктозы и не содержит свободных карбонильных групп. Сахароза встречается естественным образом во многих пищевых продуктах и ​​часто добавляется во многие обработанные пищевые продукты, чтобы способствовать сладости.

Общие сведения.

Фруктоза, окисляясь, образует одноосновную арабоновую кислоту и формальдегид, которые при дальнейшем окислении дают соответственно триоксиглутаровую и муравьиную кислоты. При взаимодействии реактива Фелинга с редуцирующими сахарами (при нагревании) происходит разложение медного алкоголята сегнетовой соли:

Освобождающаяся окись меди быстро восстанавливается в закись

Выделяющийся при этой реакции кислород окисляет сахара. Следовательно, по количеству образовавшейся закиси меди можно рассчитать содержание редуцирующих сахаров в исследуемом материале.

Реактивы: а) реактив Фелинга (приготовление см. с. 202). 1 мл реактива должен соответствовать 0,05 г инвертного сахара (смеси равных количеств глюкозы и фруктозы). Методика установки титра реактива Фелинга описана ниже (см. с. 224); б) метиленовая синь (метиленовая голубая), 1%-ный раствор; в) натрий углекислый, 15%-ный раствор; г) уксуснокислый свинец раствор; д) фосфорнокислый натрий двузамещенный - , насыщенный раствор; е) соляная кислота, концентрированная едкий натр, раствор.

Приготовление вытяжки.

Из средней пробы продукта берут навеску, величина которой зависит от предполагаемого содержания сахаров в материале. При исследовании фруктов или ягод навеска составляет 15-50 г мезги (материала, измельченного на терке или мясорубке), варенья, повидла, джема - 7-8 г. Навеску количественно переносят в мерную колбу на 250 мл, смывая ее дистиллированной водой. Объем навески и воды в колбе не должен превышать 130-150 мл. Колбу встряхивают, затем определяют реакцию содержимого (с помощью нейтральной лакмусовой бумаги или универсального индикатора). При исследовании фруктов и ягод реакция вытяжки обычно бывает кислой, поэтому ее доводят до нейтральной (pH 7) осторожным добавлением 15%-ного раствора углекислого натрия (под контролем лакмуса или универсального индикатора), после чего колбу нагревают в течение 15-20 мин. на горячей водяной бане (80°С), часто встряхивая для перемешивания содержимого.

Примечание. При исследовании продуктов, содержащих крахмал (например, клубней картофеля, незрелых яблок и груш), водную вытяжку не нагревают на водяной бане, а сахара извлекают холодной водой в течение 1 ч, часто взбалтывая колбу.

Колбу охлаждают и к вытяжке добавляют 7-15 мл раствора уксуснокислого свинца, взбалтывают и ставят на 5-10 мин. (для осаждения белков, пигментов, дубильных веществ, также обладающих восстанавливающими свойствами). Появление прозрачного слоя жидкости над осадком свидетельствует о полноте осаждения. Если полнота

осаждения не была достигнута, в колбу добавляют (каплями) еще 1-5 мл раствора уксуснокислого свинца и взбалтывают. Для осаждения избытка уксуснокислого свинца в колбу приливают 18-20 мл насыщенного раствора двузамещенного фосфорнокислого натрия, взбалтывают и оставляют на 10-12 мин. для отстаивания. Проверяют полноту осаждения свинца, для чего по стенке колбы осторожно приливают 1-2 капли раствора фосфорнокислого натрия. Если в прозрачном слое жидкости над осадком уже не образуется мути, считают, что полнота осаждения достигнута. Колбу доливают до метки водой, взбалтывают и содержимое ее фильтруют через бумажный складчатый фильтр. В фильтрате (его называют «фильтрат А») определяют содержание редуцирующих сахаров. Надо так подобрать навеску продукта и разведение, чтобы концентрация сахаров в фильтрате А составляла .

Примечание. Быстрого осаждения белковых, красящих и дубильных веществ (так называемых органических несахаров) можно достигнуть обработкой вытяжки основным азотнокислым свинцом. К 100 мл вытяжки прибавляют 3-4 мл раствора едкого натра, взбалтывают и добавляют 4-6 мл раствора азотнокислого свинца. Осветление раствора происходит в течение 5-7 мин. Для освобождения от избытка свинца к вытяжке, нагретой до температуры 60° С, приливают 3-4 мл насыщенного раствора сернокислого натрия и нагревают на водяной бане при той же температуре 10 мин.

Определение редуцирующих сахаров (по Лэну и Эйнону).

В фильтрате А содержатся редуцирующие сахара (глюкоза, фруктоза и другие монозы, а также дисахариды, обладающие восстанавливающими свойствами, - мальтоза, лактоза и др.). Хотя сахароза тоже переходит в фильтрат, но для количественного определения ее необходимо подвергнуть гидролитическому расщеплению, инверсии (см. с. 222).

Метод определения редуцирующих сахаров основан на титровании реактива Фелинга сахарным раствором (фильтратом А) в присутствии метиленовой сини. Сахара, оставшиеся в небольшом избытке после восстановления окиси меди в закись, реагируют с метиленовой синью, восстанавливая ее в лейкосоединение.

В бюретку емкостью 50 мл (со стеклянным краном) наливают фильтрат А. В коническую колбу специальными

пипетками вносят по 5 мл растворов Фелинга I и II и вливают из бюретки 15-20 мл фильтрата А. Колбу ставят на электрическую плитку и нагревают (на асбестовой сетке) так, чтобы довести до кипения за 2 мин., после чего прибавляют 4-5 капель раствора метиленовой сини и кипятят точно 2 мин.

Примечание. Могут наблюдаться случаи, когда от прибавления метиленовой сини раствор в колбе не посинеет. Это свидетельствует о высокой концентрации редуцирующих сахаров в фильтрате А, и тогда надо его разбавить в два-три раза. Содержание сахаров в испытуемом растворе должно составлять примерно

Продолжая кипячение жидкости, ее титруют из бюретки фильтратом А до исчезновения синего окрашивания и появления оранжевого осадка закиси меди.

Титровать надо быстро, чтобы в сумме жидкость кипела не более 3 мин. На дотитровывание следует расходовать не более 2-3 мл испытуемого раствора. Если при этом расходуется более 3 мл фильтрата А, рекомендуется повторить определение, прибавив в колбу не 15, а 20 мл испытуемого раствора.

Первое титрование является ориентировочным. Приблизительно установив, сколько миллилитров фильтрата А расходуется на титрование 10 мл реактива Фелинга, проводят два-три точных определения.

где Т - титр реактива Фелинга (по инвертному сахару); н - навеска растительного материала в объеме испытуемого раствора, израсходованном на титрование 10 мл реактива Фелинга (суммируют количество миллилитров фильтрата А, прибавленных в колбу в самом начале определения и затем затраченных на дотитровывание)

Определение сахарозы.

Для определения содержания сахарозы в отдельной порции фильтрата А производят ее гидролитическое расщепление (инверсию). Условия инверсии подобраны так, что гидролизуется только одна сахароза.

В мерную колбу на 100 мл вносят 50 мл фильтрата А (см. с. 221), добавляют 5 мл концентрированной соляной кислоты и нагревают, часто взбалтывая, в течение 8 мин. на водяной бане, следя за тем, чтобы жидкость в колбе имела температуру 68-70° С (шарик термометра опущен в колбу). Затем колбу быстро охлаждают (под краном) до 20° С. Охлажденную жидкость нейтрализуют углекислым натрием или раствором едкого натра, контролируя этот процесс лакмусовой бумажкой, опущенной в колбу. Нейтрализованную жидкость доводят водой до метки и в случае необходимости фильтруют. Получают фильтрат Б, в котором содержится так называемый инвертный сахар - смесь равных частей глюкозы и фруктозы, освободившихся в результате гидролитического расщепления сахарозы. Содержание редуцирующих сахаров в фильтрате определяют по методу, описанному выше.

где - содержание соответственно редуцирующих сахаров и сахарозы.

Определение титра реактива Фелинга.

Титр реактива Фелинга определяют по химически чистой сахарозе.

Примечание. Для установки титра реактива можно также пользоваться сахаром-рафинадом, который предварительно выдерживают в эксикаторе (над хлористым кальцием) в течение 4-б суток.

На аналитических весах (с точностью до 0,0001 г) отвешивают 0,55 г сахарозы. Навеску переносят в мерную колбу на 250 мл и растворяют в 75 мл теплой воды.

К раствору прибавляют 4 мл концентрированной соляной кислоты и производят инверсию сахарозы. Все последующие операции описаны выше (см. «Определение сахарозы»). Определяют содержание редуцирующих сахаров в растворе.

Пример расчета. Навеска сахарозы - 0,55 г. Объем растворта инвертного сахара - 250 мл. На титрование 10 мл реактива Фелинга израсходовано 21,2 мл испытуемого раствора.

Титр реактива Фелинга (по инвертному сахару) рассчитывают по формуле

где н - навеска сахарозы, г, В - объем раствора инвертного сахара, израсходованный на титрование 10 мл реактива Фелинга (в нашем примере - 21,2 мл); а - объем раствора инвертного сахара в мерной колбе ( - коэффициент перевода сахарозы в инвертный сахар;



Введение

Сахар. Редуцирующие сахара

Инвертный сироп

Редуцирующий сахар

Значение сахаров для организма

Методы определения сахара в кондитерских изделиях

Экспериментальная часть

Приготовление медного щелочно-цитратного раствора(реактива Бенедикта)

Проведение анализа

Обсуждение результатов исследования

1. Определение содержания редуцирующих сахаров в мармеладе

2. Определение содержания редуцирующих сахаров в пастиле

3. Определение содержания редуцирующих сахаров в карамели

Выводы

Список литературы

Приложение 1

Введение

Йодометрией называют метод объемного анализа, в ос-нове которого лежат реакции:

Методом йодиметрии можно определять как окисли-тели, так и восстановители.

Определение окислителей. Методом йодиметрии можно определять те окислители, которые количественно окисляют IЇ в свободный I2. Чаще всего определяют перманганаты, бихроматы, соли меди (II), соли желе-за (III), свободные галогены и др. Индикатором в методе йодиметрии служит раствор крахмала. Это чувствительный и специфический инди-катор, образующий с йодом адсорбционное соединение синего цвета.

Определение восстановителей. Из числа восстано-вителей этим методом чаще всего определяют сульфиты, сульфиды, хлорид олова (II) и др. Рабочим раствором является раствор йода I2. Метод йодиметрии широко применяется в химическом анализе. Этим методом определяют соединения мышьяка (III); медь (II) в солях, рудах; многие органические лекарственные препараты - формалин, анальгин, аскорбиновую кислоту и др.
Цель работы: определение редуцирующих сахаров в различных кондитерских изделиях.

Отработка методики количественного определения редуцирующих сахаров в рабочем растворе.

Установить соответствие нормальным содержаниям редуцирующих сахаров в кондитерских изделиях содержащихся в ГОСТ

Основным сырьем для производства кондитерских товаров служат сахар, инвертный сироп, мука, жиры, молоко. Кроме того, при производстве кондитерских изделий используются фрукты и ягоды, орехи, какао-бобы, мед, пряности также многие другие продукты.

В формировании потребительских свойств кондитерских изделий большая роль придается продуктам, которые придают им структуру, внешний вид, вкус и цвет: студнеобразователям, эмульгаторам, пенообразователям, красителям, ароматизаторам.

редуцирующий сахар кондитерский потребительский

Сахар. Редуцирующие сахара

Продукт представляет собой чистый углевод - сахарозу, характеризуется приятным сладким вкусом и высокой усвояемостью. Обладает большой физиологической ценностью, возбуждающе действует на ЦНС, способствуя обострению органов зрения, слуха; является питательным веществом для серого вещества мозга; участвует в образовании жира, белково-углеводных соединений и гликогена. При избыточном употреблении сахара развиваются ожирение, сахарный диабет, кариес. Суточная норма - 100 г, в год - 36,5 кг, но ее следует дифференцировать в зависимости от возраста и образа жизни.

Инвертный сироп

Инвертный сироп служит заменителем патоки, так как обладает антикристаллизационными свойствами. Получают инвертный сироп нагреванием водного раствора сахара с кислотой, при этом происходит процесс инверсии, заключающийся в расщеплении сахарозы на фруктозу и глюкозу. Для инверсии используются кислоты: соляная, лимонная, молочная, уксусная.

Редуцирующий сахар

Все моносахариды, в случае с сиропом глюкоза и фруктоза, и некоторые дисахариды, в том числе мальтоза и лактоза, относятся к группе редуцирующих (восстанавливающих) сахаров, т. е. соединений, способных вступать в реакцию восстановления.

Две обычные реакции на редуцирующие сахара -- реакция Бенедикта и реакция Фелинга -- основаны на способности этих сахаров восстанавливать ион двухвалентной меди до одновалентной. В обеих реакциях используется щелочной раствор сульфата меди(II) (CuSO4), который восстанавливается до нерастворимого оксида меди(1) (Cu2O).

Реакция Фелинга наиболее часто используется для доказательства восстанавливающих свойств сахаров, она заключается в восстановлении моносахаридами гидроксида меди (II) в закись меди (I). При проведении реакции используется реактив Фелинга, представляющий собой смесь сульфата меди с сегнетовой солью (калий, натрий виннокислый) в щелочной среде. При смешивании сульфата меди со щелочью образуется гидроксид меди.

CuSO4 + 2NaOH -> Cu(OH)2v + Na2SO4

В присутствии сегнетовой соли выделившийся гидроксид не выпадает осадок, а образует растворимое комплексное соединение меди (II), которое восстанавливается в присутствии моносахаридов с образованием закисной меди (I). При этом альдегидная или кетон- группа моносахарида окисляется до карбоксильной группы. Например, реакция глюкозы с реактивом Фелинга.

СН2ОН - (СНОН) 4 - СОН + Сu(ОН) 2 ===>

Значение сахаров для организма

Фруктоза.

Фруктоза менее распространена, чем глюкоза, и также быстро окисляется. Часть фруктозы в печени превращается в глюкозу, но для своего усвоения она не требует инсулина. Этим обстоятельством, а также значительно более медленным всасыванием фруктозы сравнительно с глюкозой в кишечнике, объясняется лучшая переносимость ее больными сахарным диабетом.

Глюкоза - составная единица, из которой построены все важнейшие полисахариды - гликоген, крахмал, целлюлоза. Она входит в состав сахарозы, лактозы, мальтозы. Глюкоза быстро всасывается в кровь из желудочно-кишечного тракта, затем поступает в клетки органов, где вовлекается в процессы биологического окисления. Метаболизм глюкозы сопровождается образованием значительных количеств аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), являющейся источником уникального вида энергии. АТФ во всех живых организмах играет роль универсального аккумулятора и переносчика энергии. В медицине препараты аденозина применяют при спазмах сосудов и мышечной дистрофии, и это доказывает важность для организма АТФ и глюкозы.

Во время бодрствования организма энергия глюкозы восполняет почти половину его энергетических затрат. Оставшаяся невостребованной часть глюкозы преобразуется в гликоген - полисахарид, который хранится в печени.

Методы определения сахара в кондитерских изделиях

Поскольку контроль содержания уровня сахара в организме необходим, существует целый ряд различных методов определения количества как общих, так и редуцирующих (инверсных) сахаров в кондитерских изделиях,
что является важной частью контроля качества производства данной продукции.

Иодиметрический метод

Метод основан на восстановлении щелочного раствора меди некоторым количеством раствора редуцирующих сахаров и определении количества образовавшегося оксида меди (1) или невосстановившейся меди йодометрическим способом.

Метод применяется для всех видов кондитерских изделий и полуфабрикатов, кроме мучных кондитерских изделий, полуфабрикатов для тортов и пирожных и восточных сладостей.

Метод применяется при возникновении разногласий в оценке качества.

Перманганатный метод

Метод основан на восстановлении соли железа (III) оксидом меди (I) и последующем титрова-нии восстановленного оксида железа (И) перманганатом.

Поляриметрический метод

Метод основан на измерении вращения плоскости поляризации света оптически активными ве-ществами.

Метод применяется для определения массовой доли общего сахара в шоколаде, пралине, какао- напитках, шоколадных пастах, сладких плитках, шоколадных полуфабрикатах без добавлений и с добавлением молока.

Экспериментальная часть

Приготовление и стандартизация раствора С(Na2S2O3)=0,1 моль/дм3

Реактивы:

Навеска Na2S2O3Ч5pO

Навеска K2Cr2O7

2M раствор HCl

1% р-р Крахмала

Дистиллированная вода

1. Мерная колба 100см3;

2. Мерный цилиндр вместимостью 25см3;

3. Коническая колба для титрования 250 см3

4. Пипетка 10 мл

4. Бюретка на 25 мл

Ход работы:

Рабочий раствор тиосульфата натрия готовят по навеске, исходя из заданной концентрации раствора и его объема. Для приготовления 200 мл 0,1 м раствора тиосульфата натрия отвешивают в бюксе на технических весах 5 г тиосульфата натрия. Взятую навеску растворяют в 200 мл дистиллированной воды и добавляют 0,02 г соды. Раствор хранят в склянке из темного стекла.

Определение точной концентрации раствора тиосульфата натрия проводится по 2--3 точным навескам дихромата калия полумикрометодом (бюретка объемом 25 мл, цена деления 0,1 мл). Навеску дихромата калия рассчитывают с учетом объема мерной колбы, пипетки, бюретки и концентрации приготовленного раствора тиосульфата натрия. Учитывая, что на титрование аликвоты раствора дихромата калия должно пойти 10 мл 0,1 М тио сульфата натрия и соотношение объема мерной колбы и пипетки

100: 10, рассчитываем массу дихромата калия:

m(K2Cr2O7) = C(Na2S2O3) ЧV(Na2S2O3) ЧМ(1/6 K2Cr2O7) Ч100/10 = 0,1Ч 10 49Ч10 = 490 мг = 0,49 г.

Точная навеска дихромата калия лежит в пределах 0,47--0,51 г.Пробирку с дихроматом калия взвешивают на аналитических весах, отсыпают дихромат через воронку в мерную колбу на 100 мл и взвешивают пробирку с дихроматом калия. По разности взвешиваний находят навеску дихромата калия. Дистиллированной водой смывают дихромат калия с воронки в колбу, взбалтывают со держимое колбы до полного растворения дихромата калия

и только после этого доливают воду до метки. Раствор хорошо перемешивают. Пипетку на 10 мл промывают раствором дихромата калия

и отбирают 1/10 часть его в колбу для титрования объемом на 250 мл, добавляют 5 мл 10 % раствора KI и 5 мл 2 М раствора HCl. Колбу закрывают часовым стеклом и оставляют на 5 мин в темном месте. Затем к раствору добавляют 50 мл воды и титруют раствором тиосульфата натрия, добавляя его по каплям и хорошо перемешивая раствор. Когда окраска раствора из бурой перейдет в бледно-желтую, добавляют 50 капель раствора крахмала

(2--3 мл) и продолжают титрование до перехода синей окраски раствора в бледно-зеленую, почти бесцветную. При втором и последующих титрованиях крахмал добавляется возможно ближе к концу титрования. Отсчет объема раствора тиосульфата натрия ведется с точностью до ±0,005 мл. Титрование аликвотной части раствора дихромата калия проводят 3--4 раза и вычисляют среднее значение объема тиосульфата натрия (Vср.), относительное отклонение от среднего не более 0,5 %. По экспериментальным данным рассчитывают титр тиосульфата натрия по дихромату калия.

Расчетная часть

М(1/6 K2Cr2O7)=49 г/моль

М(Na2S2O3Ч 5pO)=248 г/моль

M (Na2S2O3)=158,11 г/мл

m(K2Cr2O7)= C(Na2S2O3) Ч V(Na2S2O3) Ч М(1/6 K2Cr2O7) Ч 100/10=0,1 Ч10 Ч49 Ч10=490 мг =0,49 г

T (Na2S2O3/ K2Cr2O7) = , г/мл

C (Na2S2O3) = , моль/л

T (Na2S2O3) = , г/мл

T (Na2S2O3/ K2Cr2O7) = =0,005050 г/мл

C (Na2S2O3)= =0,1030 моль/л

T (Na2S2O3) = = 0,01629 г/мл

Приготовление медного щелочно-цитратного раствора(реактива Бенедикта)

Реактивы:

Лимонная кислота C6H8O7

Дистиллированная вода

Оборудование

Мерная колба 250 см3

Химический стакан

Ход работы.

9,77 г сернокислой меди растворяют в 25 см3 дист. воды.

12,5 г лимонной кислоты растворяют отдельно в 13 см3 дист. воды.

35,9 г Углекислого безводного натрия так же отдельно растворяют в 125 см3 горячей дист. воды.

Раствор лимонной кислоты осторожно вливают в раствор углекислого натрия. После прекращения выделения углекислого газа смесь растворов переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 , вливают в колбу раствор сернокислой меди и доводят содержимое колбы дист. водой до метки, перемешивают

При проведении эксперимента альдегидные группы окисляются, а катионы меди восстанавливаются. Реактив Бенедикта склонен образовывать гидратированные оксиды, поэтому продукт реакции не всегда имеет красное окрашивание: он может быть также жёлтым или зелёным. Если содержание сахара мало, то осадок образуется только при охлаждении. Если восстанавливающие сахара отсутствуют, то раствор остаётся прозрачным. Растворы с содержанием сахара, равным 0,08 % дают заметный положительный результат, в то время как для реактива Фелинга эта величина равна 0,12 %

Приготовление рабочего исследуемого раствора.

Навеску измельченного исследуемого изделия берут из расчета, чтобы количество редуцирующих сахаров 1 см3 раствора было около 0,005 г

Массу навески вычисляют по формуле

где b-оптимальная концентрация редуцирующих сахаров г/ см3

P - предполагаемая массовая доля редуцирующих сахаров в исследуемом изделии, %

Согласно ГОСТ 6442-89 Мармелад может содержать не более 20% редуцирующих сахаров от массы изделия.

Согласно ГОСТ 6441-96 Изделия кондитерские пастильные могут содержать от 10% до 25% редуцирующих сахаров от массы изделия.

Согласно ГОСТ 6477-88 Карамель может содержать не более 20 % редуцирующих сахаров от массы изделия.

Навеску в стакане растворяют в дистиллированной воде нагретой до 60?-70?С

Если изделие растворяется без остатка, то полученный раствор охлаждают и переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 доводят той же водой до метки и хорошо перемешивают.

Если изделие имеет в своем составе вещества нерастворимые в воде- то после переноса навески в мерную колбу, помещают ее на водяную баню на 10-15 минут, затем фильтруют, охлаждают и доводят дистиллированной водой до метки.

Проведение анализа

В коническую колбу вместимость 250 см3 вносят пипетками 25см3 щелочного цитратного раствора меди, 10 см3 исследуемого раствора и 15 см3 дистиллированной воды. Колбу подсоединяют к обратному холодильник и в течение 3-4 минут доводят до кипения и кипятят 10 минут, во время кипячения наблюдаем качественную реакцию глюкозы с гидрооксидом меди: поскольку глюкоза содержит в своем составе пять гидроксильных групп и одну альдегидную группу, она относиться к альдегидоспиртам. Ее химические свойства похожи на свойства многоатомных спиртов и альдегидов. Реакция с гидроксидом меди (II) демонстрирует восстановительные свойства глюкозы. Прильем к раствору глюкозы несколько капель раствора Бенедикта. Осадка гидроксида меди не образуется. Раствор окрашивается в ярко-синий цвет. В данном случае глюкоза растворяет гидроксид меди (II) и ведет себя как многоатомный спирт. Нагреем раствор. Цвет раствора начинает изменяться. Сначала образуется желтый осадок Cu2O, который с течением времени образует более крупные кристаллы Cu2O красного цвета. Глюкоза при этом окисляется до глюконовой кислоты.

СН2ОН - (СНОН) 4 - СОН + Сu(ОН) 2 ===> СН2ОН - (СНОН) 4 - СООН + Сu2Оv+ Н2О

Колбу быстро охлаждают до комнатной температуры.

В остывшую жидкость прибавляют 10 см3 KI р-р 30%, и 25 см3 раствора pSO4 концентрации 4 моль/дм3. Серную кислоту приливают осторожно во избежание ее выплескивания из колбы за счет выделившегося углекислого газа. После этого сразу титруют выделившийся йод раствором тиосульфата натрия до светло-желтой окраски жидкости.

Затем приливают 2-3см3 1% раствора крахмала и продолжают титровать окрасившуюся в грязно синий цвет жидкость до появления молочно-белого окрашивания. Фиксируют количество тиосульфата, которое пошло на титрование. Опыт повторяют 3 раза.

Контрольный опыт проводится в тех же условиях, для чего берут 25 см3 щелочного цитратного раствора меди и 25 см3 дистиллированной воды.

Разность между объемом тиосульфата натрия в см3 ,затрачееным при контрольном опыте и при определении, умноженная на поправочный коэффициент K=1,2, дает количество меди, выраженное в см3 0,1 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия,по которому находят количество миллиграммов инверсного сахара во взятых 10 см3 раствора навески исследуемого изделия по таблице 1, предоставленной в ГОСТе 5903-89

Массовую долю редуцирующих сахаров (Х) в процентах вычисляют по формуле

Где m-навески изделия, г

m1 -масса инверсного сахара определенная по табл.1, мг

V-вместимость мерной колбы, см3

V1-объем исследуемого раствора, взятый для анализа, см3

Обсуждение результатов исследования

Определение содержания редуцирующих сахаров в мармеладе.

Объем тиосульфата натрия при контрольном опыте 31см3

Vиск1 = (31-17)1.21= 16,9 см3

Vиск2 = (31-16,6)1.21= 17,4 см3

Vиск3 = (31-16)1.21= 18,2 см3

mинв1 =46,14 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

mинв2 =47,34 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

mинв3 =49,74 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

щ1 = = = 18,5 %

щ2 = = = 18,9 %

щ3 = = = 19,9 %

щсредн = 19,1 %

Определение содержания редуцирующих сахаров в пастиле.

Объем тиосульфата натрия пошедшего на титрование

Vиск1 = (31-17,8)1,21= 16 см3

Vиск2 = (31-17,7)1,21= 16,1 см3

Vиск3 = (31-17,5)1,21= 16,3 см3

mинв1 =43,53 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

mинв2 =43,82 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

mинв3 =44,11 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

щсредн = 20,86 %

Определение содержания редуцирующих сахаров в карамели

Объем тиосульфата натрия пошедшего на титрование

Vиск1 = (31-18,3)1,21= 15,4 см3

Vиск2 = (31-18,5)1,21= 15,1 см3

Vиск3 = (31-18,1)1,21= 15,6 см3

mинв1 =41,79 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

mинв2 =40,92 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

mинв3 =42,37 мг (в соответствии с таблицей в приложении 1)

щсредн = 19,9 %

В результате проведенного исследования удалось установить массовую долю редуцирующих сахаров в различных видах кондитерских изделий методом йодометрического титрования. Согласно результатам, содержание редуцирующих сахаров во всех предоставленных для анализа изделиях соответствуют государственному стандарту, и следовательно могут быть допущены до реализации.

Список литературы

ГОСТ 6477-88 Карамель. Общие технические условия.

ГОСТ 6441-96 Изделия кондитерские пастильные.

ГОСТ 6442-89 Мармелад. Технические условия.

В.П. Васильев Аналитическая химия - М.: Дрофа 2004 г.

Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. -- М.: Мир, 1979. Т. 1,2.

Основы аналитической химии / Под ред. академика Ю. А. Золотова. -- М.: Высшая школа, 2002. Кн. 1, 2.

Алексеев В. И. Количественный анализ. -- М.: Химия, 1972.

Кондитерские изделия [Электронный ресурс]: http://ru.wikipedia.org/wiki/Кондитеские_изделия

Кондитерские изделия [Электронный ресурс]: http://www.amaras.biz/publ/1-1-0-1

Приложение 1

Подобные документы

    Общее представление о веществах, объединяемых под названием "сахара", молекулярная интерпретация их химических аналитически значимых свойств. Изучение химических методов определения сахаров, основанных на их способности окисляться в щелочной среде.

    контрольная работа , добавлен 10.06.2010

    Определение сахара в сухих винах с использованием колоночной хроматографии. Химические свойства моносахаридов и полисахаридов. Фотоколориметрическое определение общего сахара в кондитерских изделиях. Определение крахмала в зерновом сырье по методу Эверса.

    курсовая работа , добавлен 29.06.2014

    Анализ состояния методов стандартизации и контроля качества лекарственных свойств кислоты аскорбиновой; зарубежные фармакопеи. Выбор валидационной оценки методик установления подлинности и количественного определения кислоты аскорбиновой в растворе.

    дипломная работа , добавлен 23.07.2014

    Методы определения редуцирующих веществ в гидролизатах. Определение легко- и трудногидролизуемых полисахаридов, массовой доли PB в гидролизатах по методу Макэна-Шоорля и эбулиостатическим методом. Анализ гидролизатов методом газожидкостной хроматографии.

    реферат , добавлен 24.09.2009

    Химиотерапевтические средства: антибиотики, их применение в медицине. Общая физико-химическая характеристика, фармакопейные свойства пенициллинов; промышленный синтез. Методики количественного определения ампициллина в готовых лекарственных формах.

    дипломная работа , добавлен 20.02.2011

    Особенности применения методов выделения, отгонки и осаждения для определения содержания в пищевых продуктах минеральных веществ, воды, сахаров, жиров, витаминов и других компонентов. Требования, предъявляемые к осадкам в гравиметрическом анализе.

    презентация , добавлен 27.02.2012

    Общие сведения о сульфатных соединениях. Получение водного раствора сульфатов. Опрессование, центрифугирование, вытеснение, вакуум-фильтрационный и лизиметрический метод. Методики количественного и качественного анализа наличия сульфата в растворе.

    реферат , добавлен 27.11.2002

    Рассмотрение пособов разделения смесей. Изучение особенностей качественного и количественного анализа. Описание выявления катиона Сu2+. Проведение анализа свойств веществ в предлагаемой смеси, выявление метода очистки и обнаружение предложенного катиона.

    курсовая работа , добавлен 01.03.2015

    Анализ устранения влияния присутствующих в растворе веществ на реакции обнаружения или количественного определения какого-либо элемента. Исследование термодинамической и кинетической маскировки ионов. Описания группы веществ, применяемых для маскировки.

    реферат , добавлен 25.11.2011

    Основные факторы, влияющие на ход процесса нуклеофильного замещения галогена в молекуле органического соединения. Процесс замещения сульфогруппы в промышленности, в синтезе лекарственных веществ и витаминов, пептидов, антибиотиков и модификаций сахаров.


В свое время в медицинском мы использовали методологию как обнаружить по Фелингу или Бенедикту глюкозу в моче или в крови. Учила так себе, на «отстаньте от меня». Приобрев новую профессию, пришлось еще глубже вникать в химию редукции. Она меня достала. В пищевой промышленности анализ редуцирующих сахаров очень распространен и позволяет количественно подсчитать присутствующие простые сахара (доноры электронов в реакции окислительно-восстановительного процесса) и их концентрацию.
Встречается эта реакция в тепловых процессах: в так называемых реакциях Майяра или карамелизации. Например, в случае с шоколадом редуцирующие сахара естественным образом присутствуют в какао-бобах и во время обжига образуют характерные разнообразие цвета и аромата. Редуцирующие и нередуцирующие вещества дают понятие этапов работы всех сахарных сиропов, помогают в области вина, сока, сахарного тростника и много где еще.
Таким образом, этот термин «редуцирующий агент» позволяет классифицировать определенные сахара между ними на основе их химического свойства.
Кондитеры и кулинары, вспомним Химию! Оказывается все это надо! Очень даже!

Редуцирующие сахара.

Моносахариды и большинство дисахаридов обладают редуцирующей способностью, все они обязаны (альдегидной) карбоксильной группе, которую они имеют в своей же молекуле. Свободный конец атома используется путем передачи электонов другой свободной молекуле. Их открытая химическая структура (с двумя кольцами химических веществ) позволяет им разбиваться с удвоенной скоростью дисахаридов.
Этот редуцирующий характер можно продемонстрировать с помощью окислительно-восстановительной реакции, проводимой между ними и сульфатом меди (II). Растворы этой соли имеют синий цвет. После реакции с восстановительным углеводным оксидом меди (I) образуется кирпично-красный цвет. Таким образом, изменение цвета указывает на то, что указанная реакция произошла и что, следовательно, данный углевод редуцирующий. Ученые используют несколько обычных химических составов на определение редуцирующего сахара: самые распространенные реакция Бенедикта и реакция Фелинга.

Сахара, которые дают положительные результаты по тестам известны как редуцирующие сахара. Положительный результат дают сахара с полуацетальную или гемикетальную группой. Но я не буду их рассматривать(это для общего понятия).

Самыми распространенными сахарами в продуктах питания являются глюкоза и фруктоза (моносахариды), а в меньшей степени лактоза и галактоза(дисахариды). Ряд сахаров или сахароза не является редуцирующим сахаром, но если сахарный раствор нагревается или подкисляется, идет гидролиз: сахароза разрушается до глюкозы и фруктозы, а это уже моносахариды. И они редуцируются.

Нередуцирующие сахара.

Это углеводы - полисахариды. Самая распространенная - сахароза. Имеет закрытую (замкнутую)химическую структуру. У нее несколько химических колец(три), где открытые атомы используются для связывания структуры в целом и, следовательно, не имеют свободных электронов для отдачи связующей молекуле. Из-за этого окисления нет во время реакции. Чтобы вызвать разложение, понадобится гораздо больше времени.

У нередуцирующего сахара нет реакционной способности, нет альдегидной группы, поэтому тест Бенедикта дает отрицательный результат.

Вы можете наблюдать практические результаты на фото:

1. Раствор сахарозы + 2 капли реактива Бенедикта (отрицательный результат, нередуцирующий агент)
2. Раствор фруктозы + 2 капли реактива Бенедикта
3. Раствор глюкозы + 2 капли реактива Бенедикта
4. Раствор лактозы + 2 капли реактива Бенедикта

Редуцироваться (само слово) - буквально если переводить, то в биологии: стать уменьшенных размеров, в техническом понимании - понижение(о давлении газа)

Кому ничего не понятно - посмотрите видео, правда на английском языке.

Или схематический разбор, тест Бенедикта:

Пользовалась дополнительным источником:
Pratt, Charlotte W.; Cornely, Kathleen (2013). Essential Biochemistry



Рекомендуем почитать