Методика проведения физико-химических исследований безалкогольных напитков «холодный чай»

Из физико-химических показателей безалкогольного напитка «холодный чай» исследовали содержание танина, алкалоидов чая, кислотность.

Танин — дигалловая орешкодубильная кислота, находится в чернильных орешках, чае, дубовой коре. Танин чая неравнозначен фармацевтическому танину или галлотанину. Если в свежем чайном листе танин действительно обладает горьким вкусом, то после фабричной обработки эта горечь исчезает и танин в чае приобретает приятную терпкость, придающую основной вкус настою чая.

1. Метод определения содержания танина [4]. Метод основан на окислении танина чая марганцовокислым калием при участии индигокармина в качестве индикатора.

Пипеткой отбирали 10 см³ экстракта и помещали в выпарительную чашу, добавляли 750 см водопроводной воды, 25 см³ раствора индигокармина и титровали 0,1 н. раствором марганцовокислого калия при постоянном перемешивании стеклянной палочкой. Синяя окраска при этом постепенно перешла через сине-зеленую, темнои светло-зеленую, желто-зеленую в желтую золотистого оттенка.

Количество танина (А₁) в процентах определяли по формуле (1):

А₁ =, (1).

где, а — количество 0,1 н. раствора марганцовокислого калия, израсходованное на окисление танина, см³;

а₁ — количество 0,1 н. раствора марганцовокислого калия, израсходованное на титрование раствора воды и индигокармина, см³;

0,4 157 — количество танина, окисляемое 1 см 0,1 н. раствора марганцовокислого калия, г;

v — количество полученного экстракта чая, см³;

v₁ — количество экстракта чая, взятое для испытания, см³;

m — масса навески абсолютно сухого чая, г.

За результат анализа принимали среднее арифметическое двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,5% при =0,95.

Если результат анализа примерно равен значению нормы содержания танина для соответствующего вида чая, то необходимо проведение двух дополнительных определений. В этом случае за результат анализа принимали среднее арифметическое двух параллельных определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,7% при =0,95.

Конец реакции определяли по исчезновению зеленого оттенка и появлению чистого желтого цвета. Затем подсчитывали количество 0,1 н. раствора марганцовокислого калия в кубических сантиметрах, израсходованное на окисление танина.

Аналогичным образом устанавливали количество марганцовокислого калия, израсходованное на титрование раствора воды и индигокармина.

Основными алкалоидами, содержащимися в чайном листе, являются кофеин, теобромин и теофиллин. Больше всего содержится чайного кофеина. Именно кофеин, которого содержится в чае до 4%, придает чаю горечь. Кофеин возбуждает центральную нервную систему, повышает работоспособность, усиливает общую физическую и умственную активность. В целом действует значительно мягче, чем чистый кофеин или кофе. Помимо кофеина, в состав чая входят в незначительном количестве другие алкалоиды — растворимые в воде теобромин и теофиллин, которые являются хорошими сосудорасширяющими и мочегонными средствами.

2. Определение массовой концентрации кофеина, теобромина, теофиллина [8].

Метод определения массовой концентрации кофеина, теобромина, теофиллина в пищевых продуктах и безалкогольных напитках основан на применении высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Приготовление рабочих растворов кофеина, теобромина, теофиллина (400 мг/ см³).

Навески массой по 100,0 +/- 0,1 мг помещали в мерные колбы вместимостью 250 см³, до половины заполненные дистиллированной водой. Перемешиваали до полного растворения, затем доводили дистиллятом до метки и перемешивали.

Приготовление стандартных растворов кофеина, теобромина, теофиллина (0,004 мг/ см³).

Отмеряли пипеткой по 2,0 см³ каждого рабочего раствора кофеина, теобромина, теофиллина концентрациями 400 мг/ см³, переносили в мерные колбы вместимостью 250 см³, доводили до метки дистиллированной водой и перемешивали.

Приготовление подвижной фазы для анализа кофеина.

50 см³ ацетонитрила помещали в мерную колбу вместимостью 1000 см³, добавляли 10 см³ уксусной кислоты, доводили дистиллированной водой до метки и перемешивали. Полученный раствор фильтровали через фильтровальную бумагу «красная лента» .

Приготовление подвижной фазы для анализа смеси алкалоидов.

2,72 г калия фосфорнокислого однозамещенного помещали в мерную колбу вместимостью 1000 см³, растворяли в дистиллированной воде, перемешивали до полного растворения, доводили дистиллированной водой до метки. Полученный раствор ортофосфорной кислотой доводили до pH 3,2 (2 — 2,5 см³). 850 см³ полученного буферного раствора смешиваали с 150 см³ ацетонитрила и полученный раствор фильтровали через фильтровальную бумагу «красная лента» .

Образцы холодного чая отфильтровывали через бумажный фильтр. Аликвоту напитков (2 — 5 см³) помещали в мерную колбу вместимостью 250 см³, доводили дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивали.

Условия ВЭЖХ для хроматографического анализа смеси алкалоидов: подвижная фаза раствор калия фосфорнокислого однозамещенного, pH 3,2, — ацетонитрил (85:15), скорость потока 0,8 см³/мин., УФ-детектирование, длина волны 272 нм, шкала чувствительности 0,01 е.о.п. Вводимый объем образца 10,0 мм³.

Примерные времена удерживания пуриновых алкалоидов: теобромин — 4,9 +/-0,1, теофиллин — 7,7 +/- 0,1, кофеин — 12,0 +/- 0,1.

Массовую концентрацию теобромина, теофиллина или кофеина рассчитывали по формуле (2):

Х =, (2).

где S_обр — площадь пика исследуемого компонента;

S_ст — площадь пика соответствующего стандарта;

V₁ — объем анализируемого раствора пробы, мм³;

V₂ — объем экстракта, введенного в хроматограф, мм³;

m_cт — масса стандарта пуринового алкалоида, введенная в хроматограф, нг;

М_обр — навеска образца, взятая для анализа и соответствующая объему фильтрата после экстракции подщелоченной водой, г (8 г).

Вычисления проводили до второго десятичного знака. За результат принимали среднее арифметическое результатов двух параллельных измерений и выражали целым числом с одним десятичным знаком.

Относительное допустимое расхождение между результатами двух параллельных определений при доверительной вероятности Р = 0,95 не должно превышать 13%.

Титруемая кислотность. Это мера общего содержания кислоты в напитке. Определение титруемой активности подразумевает нейтрализацию предварительно определенного объема напитка четко отмеренным количеством щелочного раствора. Точка нейтрализации определяется при помощи специального индикатора.

3. Метод определения кислотности [5]. Метод основан на титровании раствором щелочи всех веществ кислого характера.

В три конические колбы из термостойкого стекла вместимостью 250 см³ с помощью мерного цилиндра наливали по 100 см³ дистиллированной воды и нагревали ее до кипения. Для темноокрашенных напитков отбирали по 5 см³ напитка в колбы с 200 см³ кипящей дистиллированной воды. Для негазированных напитков использовали не кипящую, а холодную дистиллированную воду, освобожденную от двуокиси углерода; кипячение не проводили.

В охлажденный раствор прибавляли 5 капель спиртового раствора фенолфталеина массовой концентрацией 10 г/дм³ и титровали раствором гидроокиси натрия концентрацией 0,1 моль/дм³ до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Одну из колб с напитком, разведенным водой, использовали при титровании для сравнения окраски титруемого раствора с первоначальной.

Проводили не менее двух параллельных определений.

Кислотность (Х) в кубических сантиметрах раствора гидроокиси натрия концентрацией 1 моль/дм³, израсходованного на титрование 100 см напитка вычисляли по формуле (3):

Х =, (3).

где V — объем раствора гидроокиси натрия концентрацией 0,1 моль/дм³, израсходованный на титрование, см³;

К — поправочный коэффициент раствора гидроокиси натрия;

А — объем напитка или сиропа, взятый на определение, см³.

За окончательный результат испытания принимали среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми по абсолютной величине не должны превышать 0,05 см³ в одной лаборатории.

Допускаемые расхождения по абсолютной величине в разных лабораториях не должны превышать 0,30 см³.

Вычисления проводили до 0,01 см³ с последующим округлением до 0,1 см.