Методы анализа и контроля качества пищевых добавок

РОСОБРАЗОВАНИЕ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ПЕНЗЕНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ» (ПГТА) Факультет: заочного образования Кафедра: БТБ

Методы анализа и контроля качества пищевых добавок

Контрольная работа № 2

Вариант № 3

Выполнила студентка группы 07БТ1з Даянова (Гаврина) Е.В.

Проверил:

Марынова М.А.

Пенза 2011

• Введение
• 1. Метод идентификации генетически модифицированных источников растительного происхождения с использованием биологического микрочипа
• 2. Рефрактометрия
• 3. Гравиметрический метод
• 4. Колориметрический
• 5. Атомно-абсорбционный метод
• 6. Тонкослойная хроматография
• 7. Титриметрический анализ
• 8. Инверсионно-вольтамперометрический
• Список использованной литературы

Анализ — главное средство контроля продуктов питания и управления технологическими процессами пищевых производств. Трудно переоценить значение химического анализа в производстве пищевых продуктов. Поэтому важно своевременно приобщить будущих специалистов пищевых предприятий к основам анализа, привить навыки исследовательской деятельности.

Химический контроль пищевого производства — наука о химических и физико-химических методах исследования, позволяющих управлять технологическими процессами с целью получения высококачественных продуктов питания.

Совокупность аналитических методов представляет собой систему, составные части которой взаимосвязаны по различным признакам.

Таблица 1 Анализ шоколада

1. Метод идентификации генетически модифицированных источников растительного происхождения с использованием биологического микрочипа

Метод основан на асимметричной мультиплексной полимеразной цепной реакции (амПЦР) с последующей гибридизацией продуктов этой амПЦР на биологическом микрочипе. Метод одновременно устанавливает наличие или отсутствие в анализируемой пробе не менее пяти различных трансгенных последовательностей ДНК

2. Рефрактометрия

Рефрактометрический и поляриметрический оптические методы широко используют в практике анализа пищевых продуктов.

При прохождении через поверхность раздела двух сред световой луч отклоняется от первоначального направления, т. е. преломляется. Величина угла отклонения зависит орт концентрации и температуры среды. Угол падения и преломления связан соотношением, которое называется показателем преломления. Рефрактометрия основана на измерении показателя преломления. Некоторые вещества обладают оптической активностью. Они способны вращать плоскость поляризованного луча. Метод поляриметрии основан на определении угла вращения поляризованного луча.

Если монохроматический луч, А проходит через поверхность раздела двух сред, то одна часть света отражается от поверхности раздела, а другая часть В проходит через вторую среду, изменяя при этом направление (рисунок 2.1). Эту часть монохроматического света называют преломленным светом. Преломление луча света описывается законом Снелля:

где б — угол падения, град;

в — угол преломления, град;

n₁, n₂ — показатель преломления 1-й и 2-й сред.

Рисунок 1 — Схема преломления лучей света

3. Гравиметрический метод

Метод количественного анализа, основанный на точном измерении массы определяемого вещества, выделенного в виде неорганических или органических соединений, получил название гравиметрического, или весового, анализа.

По способу определения различают методы выделения, методы осаждения и методы отгонки.

В первом случае определяемый компонент количественно выделяют в свободном состоянии и взвешивают на аналитических весах.

В качестве примера можно привести определение массовой доли золы в пищевых продуктах, основанное на сжигании и последующем прокаливании до постоянной массы навески в предварительно взвешенном тигле. Оставшееся в тигле содержимое взвешивают и по его массе вычисляют процентное содержание золы в пищевом продукте.

В методах осаждения определяемый компонент выделяется с помощью химических реактивов в виде малорастворимых осадков определенного химического состава. Осадок промывают, высушивают до постоянной массы и взвешивают. Так определяют SО₄^—, Cl^- и другие ионы в пищевых продуктах.

В последнем случае определяемый компонент отгоняется из анализируемой пробы в виде легколетучего соединения.

Данным способом устанавливают массовую долю влаги в пищевых продуктов, наличие в них СО₂, NН₃ и других летучих веществ.

Все модификации весового метода отличает большая точность, что позволяет их применять в арбитражных анализах. Недостатком же является большая продолжительность.

Результаты весового анализа, прежде всего, зависят от точности весов, их своевременной регулировки, погрешности разновесов.

В настоящее время в лабораторной практике широко используются аналитические весы модели АДВ-200 (аналитические демпферные воздушного торможения с предельной нагрузкой 200 г), ВЛК-500г-М (лабораторные квадрантные с предельной нагрузкой 500 г, без механизма компенсации тары) и ВЛКТ-500 г (с механизмом компенсации тары), весы лабораторные равноплечие 2 класса модели ВЛР-200 г и весы лабораторные равноплечие 3 класса модели ВЛР-1кг, а также многие виды весов электронного типа импортного и отечественного производства. Все лабораторные весы питаются от сети переменного тока через выносной понижающий трансформатор.

4. Колориметрический

генетический модифицированный рефрактометрия хроматография

В основе количественного колориметрического анализа лежит основной закон светопоглощения — закон Бегера-Ламберта-Бера:

D = l C,

где D - оптическая плотность вещества при длине волны;

- коэффициент экстикции поглощающего вещества при длине волны ;

l — толщина слоя образца, см;

C — концентрация вещества, г/см³.

Основными параметрами всех фотометрических определений являются длина волны , при которой производится измерение оптической плотности, величина оптической плотности D толщина слоя образца l, концентрация раствора С.

Данный метод можно использовать для анализа только оптически прозрачных жидких сред.

Применение калибровочных графиков в соответствии с законом Бегера-Ламберта-Бера в координатах «оптическая плотность-концентрация» (рис. 2) является наиболее распространенным методом для количественных фотометрических измерений. Калибровочный график должен иметь вид прямой линии, которая проходит через начало координат.

Рисунок 2 — График зависимости оптической плотности от концентрации исследуемого раствора (калибровочный).

5. Атомно-абсорбционный метод

В атомно-абсорбционной спектроскопии, так же как и в молекулярной, действует закон Бегера-Ламберта-Бера.

Атомно-абсорбционный метод анализа получил широкое распространение в практике вследствие своих достоинств, к числу которых относится высокая чувствительность. В настоящее время известны методы определения более восьмидесяти элементов, среди которых жизненно важные — Na, К, Mg, Ca, Сu, Zn, Р и микроэлементы — Cd, Hg, В, Pb, Sb, As, Mn и др. Количественные определения проводят методом калибровочного графика или методом добавок.

Для визуального наблюдения спектра используют спектроскопы.

Спектроскоп, предназначенный для эмиссионного анализа, получил название стилоскоп, а для спектрального анализа по спектрам испускания — стилометр. Последний позволяет не только наблюдать спектр, но и количественно измерять относительную интенсивность спектральных линий.

Рабочая область слектроскопов ограничена видимой частью спектра и составляет (0,39−0,70) *10^-6 м. Переносной отечественный стилоскоп СЛП-2 является удобным прибором для проведения экспресс анализов в производственных условиях, а в заводских лабораториях используют стилоскоп СЛ-11А или стиломеры СТ-7.

Для атомизации вещества в атомно-абсорбционной спектрофотометрии используют пламя газовых сред различного типа и электротермические атомизаторы. Пламенная атомизация обеспечивает достаточно низкие пределы обнаружения элементов (10^-5-10-⁷ %) и хорошую воспроизводимость результатов анализа (1−2%) при достаточно высокой скорости определений и небольшой трудоемкости. Кроме того, этот анализ может быть полностью автоматизирован, начиная от подачи проб и до обработки результатов измерений. При этом производительность составляет до нескольких сотен определений в час.

6. Тонкослойная хроматография

При использовании тонкослойной хроматографии (ТСХ) сорбент распределяют тонким слоем (0,25−5,00 мм) на стеклянные или металлические пластинки. Пробу в виде пятна наносят при помощи микропипетки на расстоянии примерно 2,5 см от нижнего края пластинки. Разделение проводят в стеклянной камере, на дно которой налит растворитель слоем 2 см. Пластинку оставляют в камере на определенное время для уравновешивания в закрытом состоянии.

Рисунок 3 — Восходящая (а) и нисходящая (б) хроматография на бумаге: 1 — крышка; 2 — держатель; 3 — зажим; 4 — бумага; 5 — стеклянная камера; 6 — место нанесения пробы; 7 — растворитель; 8 — стеклянная палочка; 9 — лоток с растворителем

7. Титриметрический анализ

Титриметрический анализ (титрование) — методы количественного анализа в аналитической и фармацевтической химии, основанные на измерении объема раствора реактива известной концентрации, расходуемого для реакции с определяемым веществом. Титриметрический — от слова титр.

Титриметрический анализ использует различные типы химических реакций:

— нейтрализации (кислотно-основное титрование) — нейтрализация — это реакции с изменением pH растворов.

— окисления-восстановления (перманганатометрия, иодометрия, хроматометрия) — реакции, которые происходят с изменением окислительно-восстановительных потенциалов в системе титрования.

— осаждения (аргентометрия) — реакции, протекающие с образованием малорастворимого соединения, при этом изменяются концентрации осаждаемых ионов в растворе.

— комплексообразования (комплексонометрия) — реакции, основанные на образовании прочных комплексных соединений ионов металлов (всех, кроме одновалентных) с комплексоном III (двунатриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты), при этом изменяются концентрации ионов металлов в титруемом растворе.

Различают прямое, обратное титрование и титрование заместителя.

При прямом титровании к раствору определяемого вещества (аликвоте или навеске, титруемому веществу) добавляют небольшими порциям раствор титрант (рабочий раствор).

При обратном титровании к раствору определяемого вещества добавляют сначала заведомый избыток специального реагента и затем титруют его остаток, не вступивший в реакцию.

При заместительном титровании к раствору определяемого вещества добавляют сначала заведомый избыток специального реагента и затем титруют один из продуктов реакции между анализируемым веществом и добавленным реагентом.

8. Инверсионно-вольтамперометрический

Общая схема анализа проб методом ИВ представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 — Основные этапы анализа проб методом ИВ

Метод ИВ измерений основан на способности элемента электрохимически осаждаться на индикаторном электроде из анализируемого раствора при заданном потенциале предельного диффузионного тока, а затем растворяться в процессе анодной поляризации при определенном потенциале, характерном для данного элемента. Регистрируемый на вольтамперограмме аналитический сигнал элемента пропорционален его концентрации.

В электрохимической ячейке мышьяк из подготовленной пробы раствора мышьяка (3+) накапливают в виде мышьяка (0) на ЗГЭ или ЗЭ в растворе фонового электролита 0,02−0,1 моль/дм трилона Б по ГОСТ 10 652 в течение заданного времени электролиза 0,5−15 мин при потенциале электролиза, равном минус 1,0 В отн. ХСЭ. Процесс электрорастворения мышьяка (0) с поверхности электрода проводят при линейном или дифференциально-импульсном режиме изменения потенциала в положительную сторону до потенциала растворения золота. Потенциал анодного пика мышьяка находится в интервале от +0,01 до +0,05 В при рН раствора 3−4.

Массовую концентрацию элемента в испытуемых растворах пробы определяют по методу добавок в них ГР с установленным содержанием определяемого элемента.

1. Лифиц И.М «Стандартизация, метрология, сертификация» Москва Юрайт 2005

2. Коренман Я. И, Лисицкая Р. П «Анализ пищевых продуктов» Воронеж 2002

3. Никифоров А.Д., Бакиев Т. А. Метрология, стандартизация и сертификация (Изд. 3, испр.) 2005,

4. Ю. В. Димов -Метрология, стандартизация и сертификация 2004

5. Крылова Г. Д. Основы стандартизации, сертификации и метрологии М.:ЮНИТИ-ДАНА, 1999 г., 711стр.

6. Марусина М.Я., Ткалич В. Л., Воронцов Е. А., Скалецкая Н. Д. Основы метрологии, стандартизации и сертификации Учебное пособие. — СПб.: СПбГУ ИТМО. 2009,164 с

7. Донченко Л.В., Надыкта В. Д. Безопасность пищевой продукции ДеЛи принт 2007, 539 стр.