Контрольная работа по "Товароведению"

 

 

Напитки, вина и экстракты  имеют сложный химический состав, при этом тяжелые металлы могут  присутствовать в очень малых количествах, поэтому необходимо выбирать методы анализа с низким пределом обнаружения и высокой селективностью. Для определения тяжелых металлов в винах, напитках, экстрактах с успехом  используют полярографический метод.

Для определения железа в томатном, апельсиновом, ананасовом соках методом переменно-токовой полярографии используют кислотное озоление пробы с последующей обработкой пероксидом водорода. Определению мешает Sn (IV) и значительный избыток меди. Методика определения железа в виноградном соке основана на экстракционном концентрировании 8-оксихинолината свинца бутанолом-1 при pH 10-12 и последующем полярографировании экстракта на фоне 0,75 М раствора LiCl+1M HCl в смеси (1:4) этанола и воды. Разработанная методика полярографического определения свинца без минерализации пробы пригодна для определения до 0,01 м к г/мл свинца. Определение железа в апельсиновом соке методом дифференциальной импульсной полярографии проводится на фоне 0,1М СН3СООН + 0,5М СН3СООNa (pH 4,5) в присутствии тритона Х-100. Предел обнаружения 0,01 мкг/л.

Установлено, что сухие  белые вина можно анализировать  без предварительного разложения, а  для красных вин необходима пробоподготовка. В результате анализа вин установлено, что содержание марганца в сухих  винах составляет 0,5 – 1,9 мг/л, причем в красных винах содержание марганца меньше, чем в белых. Правильность полученных результатов проверялась методом «введено-найдено».

Выбор операций пробоподготовки  зависит от метода определения, природы  и концентрации определяемого элемента, природы матрицы. Пищевые продукты и напитки представляют собой органическую матрицу, в составе которой определяемые элементы могут находиться в очень малых количествах и в связанном состоянии с органическими соединениями. Цель пробоподготовки при определении ионов тяжелых металлов в природных объектах – удаление органической матрицы, устранение влияния мешающих компонентов, перевод пробы в форму, пригодную для выбранного метода определения. Одним из способов устранения мешающего влияния в частности органических веществ является минерализация пробы. Процесс минерализации можно считать и процессом демаскирования тяжелых металлов смешанных с органическими соединениями, чтобы перевести их в одну форму. Большинство методов минерализации основано на полном окислении и удалении органического вещества в виде летучих продуктов.

Традиционными методами пробоподготовки являются сухая  и мокрая минерализация. Сухая минерализация  представляет собой нагревание пробы  на воздухе до температуры 450-550С  в муфельной печи. Единственным реагентом при сухом озолении является кислород воздуха, при помощи которого происходит окисление органической матрицы. Влажный материал перед озолением высушивают в сушильном шкафу или на плитке, летучие растворители удаляют выпариванием на водяной бане. Чашку с пробой помещают в муфельную печь и постепенно нагревают до нужной температуры. Если остаются черные частицы, то озоление повторяют или вводят окислительные добавки. Золу, получаемую после прокаливания, переводят в раствор с помощью кислот. При сухом озолении возможно улетучивание некоторых элементов. Иногда добавляют вещества, способствующие более эффективному и быстрому окислению и предотвращающие улетучивание некоторых компонентов пробы.

Способ мокрой минерализации  основан на полном окислении органических веществ сильными окислителями при температуре 150-2000С. «Мокрые» способы не требуют высоких температур, поэтому не сопряжены с большими потерями летучих веществ; это их преимущество. Недостатки связаны с большими временными затратами и необходимостью введения большого количества реагента-окислителя, что может быть источником загрязнений пробы. Наиболее часто применяются смеси: HNO₃ -H₂SO₄-HClO₄; HNO₃- HClO₄; HClO₄- H₂SO₄; HNO₃-H₂O₂. Можно проводить окисление пероксидом водорода или перманганатом калия. Для разрушения органических веществ, остающихся после обработки смесью серной и азотной кислот, а так же одной из кислот окислителей (серной, азотной, хлорной кислотой и т.п.), добавляют пероксид водорода или перманганат калия. Иногда применяют смесь серной и хромовой кислот, перманганата калия в кислой и щелочной средах и др. При выборе реагентов необходимо принимать во внимание их чистоту, возможное образование мешающих веществ и пригодность способа минерализации для данного метода определения.

Для процессов интенсификации пробоподготовки используют автоклавное  и микроволновое разложение, разложение при помощи ультразвука.

При автоклавной пробоподготовке  объекты анализа подвергаются воздействию  следующих факторов: высокого давления, высокого и постоянного во времени положительного окислительно-восстановительного потенциала системы, высоких температур, превышающих температуры кипения системы. Автоклавная минерализация исключает потери микроэлементов в виде нерастворимых металлоорганических соединений не только за счет сильно выраженных окислительных свойств среды, но и реакций комплексообразования в системе.

Новые возможности анализа  объектов биологической природы  открывает способ микроволнового (МВ) разложения органических матриц в закрытых сосудах, позволяющих минерализовать пробу под давлением 10-100 атм в течение 10-20 мин минимальным количеством азотной кислоты (иногда в смеси с водой, плавиковой кислотой и пероксидом водорода). Установлено, что прямое поглощение энергии микроволнового излучения жидкостями, содержащими молекулы с отличным от нуля дипольным моментом, приводит к ускорению проходящих в растворах процессов массопереноса, диффузии, а также химических взаимодействий с участием растворителя: гидролиза, комплексообразования в растворе и на твердой поверхности, окислительно-восстановительных реакций. В случае МВ - пробоподготовки образец растворяется за счет трех факторов: температуры, давления, МВ-облучения. Разработана методика МВ-разложения пищевых продуктов (пшеница, капуста, картофель, молочные смеси, сухое молоко) с последующим определением 24 элементов в макро - и микроконцентрациях методами атомно-абсорбционного и атомно-эмиссионного спектрального анализа. МВ-разложение применяли для определения в растительных объектах Cd, Ni, Co, Cr и Pb атомно-абсорбционным методом с электротермической атомизацией.

Разработана методика кислотного разложения почв и биологических  объектов при воздействии ультразвуком (УЗ) для определения ртути, свинца и других тяжелых металлов из одного раствора, применимая для серийных анализов. Показано, что ртуть, свинец, медь и цинк из проб почв, растений, лигнина и лечебных грязей полностью извлекаются в результате их обработки смесью концентрированной азотной и соляной (3:1) кислот при воздействии ультразвуком частотой 18 кГц в течение 2 минут. Разложение при помощи ультразвука позволяет повысить скорость мокрой минерализации мясопродуктов, хлебопродуктов, и молокопродуктов в 20-40 раз, комбикормов, кукурузы, мясокостной муки, отрубей пшеничных в 4-8 раз. Применение УЗ увеличило степень и экспрессность извлечения микроэлементов из образца в раствор при анализе почв и растений по сравнению с сухим и мокрым озолением в 15-40 раз. УЗ интенсификация кислотной минерализации жиров и масел, хлебопродуктов в 20-40 раз сокращает время минерализации, степень извлечения свинца, меди, кадмия повышается с 90 до 98-99%. Облучение УЗ использовали для сокращения времени дегазации вин, подвергнутых процессам шампанизации.

Действующими государственными стандартами допускается интенсификация сухой минерализации ИК-излучением, что сокращает время минерализации на 10-20%.

При анализе водорастворимых  продуктов, а так же продуктов, смешивающихся  с водой во всех отношениях минерализация  может быть исключена, а пробоподготовка может состоять из трех операций – растворения (либо разбавления) навески, разрушения органических соединений и концентрирования. Для разрушения органических соединений в водорастворимых пищевых продуктах применяют ультрафиолетовое (УФ) облучение, УЗ, МВ-облучение Изучено применение УФ-облучения и фотохимического окисления. При обработке вод и рассолов УФ-излучением ртутной лампы мощностью 250-500 Вт в течение 1-12 часов практически полностью (более 95%) разрушаются органические соединения. УФ облучение с введением окислителей сокращает процедуру разрушения органических соединений до 15-25 минут, способствует удалению растворенного кислорода из проб воды. Для разрушения органических соединений в анализируемых растворах используется и электрохимическое окисление , но в растворах, содержащих большое количество хлорид-ионов его применение нецелесообразно из-за насыщения пробы хлором. Одним из перспективных методов разрушения органических соединений в водорастворимых пищевых продуктах является мощный УЗ. Разложение с УЗ использовали для разрушения органических соединений при определении свинца, меди, кадмия, цинка, бора, ртути в поваренной соли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  VI. Определение макроэлементов пищевых объектов методом комплексонометрического титрования. Реакции. Расчет результатов                       

                                                  анализа

Метод комплексонометрического  титрования (комплексонометрия) основан  на реакции образования внутрикомплексных  соединений ионов металлов со специальными комплексообразующими органическими реагентами – комплексонами, в частности, аминополикарбоновыми кислотами и их солями. Комплексоны образуют с ионами металлов прочные комплексы состава 1:1 (комплексонаты), что исключает ступенчатое комплексообразование и упрощает анализ и сопутствующие ему расчеты. Метод комплексонометрического титрования обладает высокой чувствительностью (до 10^-3 моль/л) и точностью (погрешность 0,1-0,3%), быстр и прост в исполнении, имеет достаточно высокую избирательность (селективность), что обеспечило его широкое применение в практике химического анализа.

С помощью этого метода можно устанавливать доброкачественность  продуктов питания (например, молока).

Макроэлементы – это  химические элементы или их соединения, используемые организмами в сравнительно больших количествах: кислород, водород, углерод, азот, железо, фосфор, калий, кальций, сера, магний, натрий, хлор и др. Макроэлементы участвуют в построении органических соединений и неорганических веществ живых организмов, составляя основную массу сухого вещества последних. Большей частью макроэлементы поступают в клетку извне или представлены в ней ионами как результат диссоциации соответствующих солей

Рассмотрим  применение данного метода на примерах.

Определение содержания аскорбиновой кислоты:

1 г сока переносят  в мерную колбу на 100 см³, доводят до метки дистиллированной водой, перемешивают и фильтруют через складчатый бумажный фильтр в сухую колбу или стакан. Отбирают в коническую колбу вместимостью 250 см³ 20 см³ фильтрата, приливают 1 см³ 2%-ного раствора соляной кислоты, 0,5 см ³ 1%-ного раствора йодистого калия и 2 см³ 0,5%-го раствора крахмала. Смесь перемешивают и титруют из микробюретки 0,001 моль/дм³ раствором иодата калия до устойчивого синего окрашивания.

Параллельно ведут контрольное титрование. Для контрольного титрования вместо фильтрата берут 20 см³ дистиллированной воды.

1 см³ 0,001 моль/дм³ раствора йодата калия соответствует 0,088 мг аскорбиновой кислоты. Содержание аскорбиновой кислоты рассчитывают по формуле:

 

Х = , (1)

 

где С₁ – общий объем вытяжки, см³;

С₂ – аликвота вытяжки, взятая на титрование, см₃;

С₃ – объем 0,001 моль/дм³ раствора илдата калия, пошедшего на титрование опытного образца, см³;

С₄ – объем 0,001 моль/дм³ раствора йодата калия, пошедшего на титрование контрольного образца, см³;

Н – масса навески, г.

Упрощенный метод определения  витамина С

Приборы и реактивы: весы лабораторные; микробюретка вместимостью 2-5 мл; колбы конические вместимостью 50 и 100 мл; пипетки вместимостью 1,2,5,10,15 мл; стаканы химические вместимостью 100,150 и 250 мл; воронка стеклянная; палочка стеклянная; вата гигроскопическая; цилинды измерительные вместимостью 25 и 50 мл; натриевая соль 2,6-дихлорфенолиндофенола, 0,001 н раствор; кислота соляная плотностью 1,19 г/см³, х.ч., 2%-ный раствор; вода дистиллированная.

                               Проведение испытания.

При определении содержания аскорбиновой кислоты необходимо учитывать  следующее:

1.Производить не менее  двух параллельных титрований  из 2-3 навесок.

2.При титровании пользоваться микробюретками.

3.Расхождение между  параллельными титрованиями не  должно превышать 0,03 мл.

4.Объем титруемой жидкости, состоящей из экстракта и дистиллированной  воды, должен быть равен 15 мл. Так,  если экстракта взято 4 мл, то  воды следует добавить 11 мл (4 мл+11 мл=15 мл). Количество экстракта для титрования зависит от содержание в нем витамина С.

5.Для более точного  улавливания перехода окраски  титрование следует производить  в конической колбе на поверхности  стола белого цвета.

6.Количество пошедшего на титрование индикатора должно быть в пределах 1-2 мл. Если индикатора расходуется менее 1 мл или более 2 мл, то увеличивается погрешность анализа.

7.Титрование не должно  продолжаться более 2 мин. При  титровании образца с малым  содержанием витамина С раствор приливают из микробюретки по каплям. При титровании образца с большим содержанием витамина С вначале прибавляют по несколько капель индикатора.

8.Продолжительность анализа  исследуемого образца – не  более 35 мин.

Ход анализа:

Жидкие продукты, взятые для анализа по объему или массе, непосредственно перед титрованием для полной экстракции витамина С разводят 2%-ным раствором соляной кислоты в соотношении 1:1 и тщательно перемешивают. Затем отбираю пипеткой 1-10 мл экстракта, в зависимости от содержания витамина С, установленного пробным титрованием, вносят в 2-3 конические колбы вместимостью 50-100 мл, в которые заранее налито по 1 мл 2%-ного раствора соляной кислоты и добавляют такое количество дистиллированной воды, чтобы общий объем жидкости равнялся 15 мл, после чего титруют 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола до появления розового окрашивания, не исчезающего 0,5-1 мин.