Цианидный фотоколориметрический метод
Фотоколориметрический метод с использованием феррицианида калия основан на колориметрировании избытка щелочного раствора феррицианида калия после реакции с редуцирующими сахарами, применяется для всех кондитерских изделий и полуфабрикатов (ГОСТ 5903-89).
Аппаратура, материалы, реактивы. Весы лабораторные; колбы конические вместимостью 100, 1000 см3; пипетки мерные вместимость 10,25 см3; плитка электрическая нагревательная; фотоэлектроколориметр, обеспечивающий измерения в интервалах длин волн 315-630 нм с основной погрешностью не более 1% (по коэффициенту пропускания) или 0,1Д (по оптической плотности) ; часовые стекла диаметром 50-60 мм; эксикатор; вода дистиллированная; глюкоза (безводная ); гексацианоферрат (III) калия (феррицианид); щелочной раствор; стандартный раствор глюкозы.
Подготовка к испытанию.
1. Щелочной раствор гексацианоферрата (III) калия: изветшают 8 г гексацианоферрата (III) калия и 28 г гидроксида калия (или 20 г гидроксида натрия). Отдельно растворяют в небольшом количестве дистиллированной воды. Затем оба раствора сливают в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят до метки дистиллированной водой. Раствор готов к использованию через сутки. Раствор можно хранить в склянке из темного стекла в течение 2 мес.
2. Стандартный раствор глюкозы: 1,6 г безводной глюкозы взвешивают с точностью до 0,0002 г и растворяют в мерной колбе вместимостью 1000 см3. Предварительно глюкозу выдерживают в эксикаторе над свежепрокаленным хлоридом кальция в течение 3 сут. после растворения навески раствор в колбе доводят до метки. Если раствор готовят на месяц, необходимо внести в колбу 150 г хлорида натрия и хранить в холодильнике.
3. Построение калибровочного графика. В 6 конических колб вместимостью 250 см3 вносят пипеткой по 25 см3 щелочного раствора феррицианида и по 7,0; 7,5; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5 см3 стандартного раствора глюкозы. Из бюретки соответственно приливают 9,0; 8,5; 8,0; 7,5; 7,0; 6,5 см3 дистиллированной воды, тем самым доводят объем жидкости в каждой колбе до 41 см3.
Содержимое колбы нагревают до кипения и кипятят в течение 1 мин. Затем охлаждают и измеряют оптическую плотность на фотоэлектроколориметре при 440 нм. Кювету подбирают такого размера, чтобы оптисеская плотность была в пределах 0,3-0,6 для раствора, содержащего 8,5 см3 глюкозы ( на ФЭК-56 и КФК-2 этому соответствует кювета в 10 мм). Оптическую плотность измеряют в каждом растворе не менее трех раз, из полученных денных берут среднее арифметическое значение. По полученным данным строят калибровочный график, откладывая на оси ординат значения оптической плотности, а не оси абсцисс соответствующие этим значениям массы глюкозы в миллиграммах. Калибровочный график используется для определения редуцирующих веществ и общего сахара.
Проведение испытаний. В коническую колбу вместимостью 100-150 см3 вносят пипетками 25 см3 щелочного раствора феррицианида, 10 см3 исследуемого раствора и 6 см3 дистиллированной воды, затем содержимое колбы доводят до кипения, кипятят точно 1 мин.
После охлаждения заполняют полученным раствором кювету и определяют оптическую плотность так же, как и при снятии калибровочного графика. По значению оптической плотности и калибровочному графику определяют соответствующее количество глюкозы.
Если значения оптической плотности будут за пределами 0,3-0,6 то анализ повторяют, соответственно изменив количество добавляемого к раствору феррицианида испытуемого раствора.
Обработка результатов. Массовую долю общего сахара в процентах, выраженную в глюкозе, вычисляют по формуле
Х = 
= 
(31)
где m-масса навески, г;
а - масса глюкозы, полученная по калибровочному графику, мг;
V - вместимость мерной колбы, см3 ;
V2 - вместимость мерной колбы, в которой проводилась инверсия, см3;
V3, - объем исследуемого раствора, взятый для инверсии, см3;
V1, - объем исследуемого раствора, взятый для анализа, см3;
1000 - коэффициент пересчета миллиграммов глюкозы в граммы.
Для пересчета общего сахара, выраженного в глюкозе, в общий сахар, выраженный в сахарозе, полученное значение умножают на коэффициент 0,95.
Массовую долю общего сахара (Х1) в процентах, выраженную в сахарозе, в пересчете на сухое вещество вычисляют по формуле
X1 = 
, (32)
где X - массовая доля общего, сахара,"выраженная в глюкозе, %;
W - массовая доля влаги в исследуемом изделии, %.
Расхождение между результатами двух параллельных определении в одной лаборатории допускается не более 0,5%, в разных лабораториях – не более 1%. За конечный результат испытаний принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, вычисленное с точностью до 0,1%.
Бихроматный метод
Ускоренный метод определения массовой доли общего сахара, применяемый для всех видов кондитерских изделий и полуфабрикатов, не содержащих алкоголь (ГОСТ 5903-89).
Метод основан на окислении всех сахаров сернокислым раствором бихромата калия до углекислоты и воды и колориметрировании образовавшегося иона Сr 3+, эквивалентного количеству вступившего в реакцию сахара.
Аппаратура, материалы, реактивы. Баня водяная; весы лабораторные; колбы мерные на 100, 200, 250, 1000 см3 - пипетки мерные на 10 см3; стаканы химические вместимостью 50, 100 см3, фотоэлектроколориметр, обеспечивающий измерения в интервалах длин волн 315–630 нм с основной погрешностью не более 1% (по коэффициенту пропускания) или 0,1Д (по оптической плотности); цилиндры мерные на 25,500 см3; часы песочные на 10 мин или секундомер; эксикатор; вода дистиллированная; бихромата калия, сернокислый раствор; кислота серная, плотностью 1,84 г/см3; сахароза; фенолфталеин, спиртовой раствор массовой концентрации 10 г/дм3.
Подготовка к испытанию. Готовят сернокислый раствор бихромата калия: 49 г растворяют в 300 см3 дистиллированной воды (I раствор); отдельно к 300 см3 дистиллированной воды осторожно небольшими порциями при перемешивав приливают 300 см концентрированной серной кислоты и охлаждают (П раствор). Сначала первый, а затем второй раствор осторожно переливают в мерную колбу вместимостью 1000 см3, охлаждают до комнатной температуры, доводят объем дистиллированной водой до метки. Построение калибровочного графика производят не ранее, чем через сутки после приготовления реактива.
Стандартный раствор сахарозы готовят непосредственно перед употреблением: 1,0 г сахарозы или сахара-рафинада, предварительно высушенных в эксикаторе в течение 3 сут, взвешивают с точностью, до 0,001 г, растворяют в дистиллированной воде и количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3. Объем раствора до водят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают. Полученный раствор должен содержать 4 мг сахарозы в 1 см3.
Для построения калибровочного графика в 5 мерных колб вместимостью каждая 100 см3 мерным цилиндром вносят по 25 см3 сернокислого раствора бихромата калия, затем пипеткой по 2, 4, 6, 8, 10 см3 стандартного раствора сахарозы и 23, 21, 19, 17, 15 см3 дистиллированной воды, чтобы объем в каждой колбе достиг 50 см3. Колбы с содержимым помещают в кипящую водяную баню на 10 мин, охлаждают до комнатной температуры, доводят объем дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают и измеряют оптическую плотность на ФЭКе при λ = 630-670 нм в кювете 30 мм. Оптическую плотность измеряют в каждом растворе не менее 3 раз и из полученных данных берут среднее арифметическое значение. По полученным данным строят калибровочный график, откладывая на оси ординат значения оптической плотности, а на оси абсцисс – соответствующие этим значениям массы сахарозы в мг. Калибровочный график используется для определения общего сахара.
Проведение испытаний. В мерную колбу вместимостью 100 см3 мерным цилиндром вносят 25 см3 сернокислого раствора бихромата калия, 10 см3 фильтрата исследуемого раствора и 15 см3 дистиллированной воды. Колбу помещают в кипящую водяную баню на 10 мин, охлаждают до комнатной температуры, доводят объем дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают и измеряют плотность. По значению оптической плотности и калибровочному графику находят соответствующее количество общего сахара, условно выраженное в сахарозе.
Массовую долю общего сахара (X) в процентах, выраженную в сахарозе, определяют по формуле
Х = 
, (33)
где m - масса навески изделия, г;
а - масса сахарозы, полученная по калибровочному графику, мг ;
V - вместимость мерной колбы, см3;
V1 - объем исследуемого раствора, взятый для анализа, см3; 1000 - коэффициент пересчета мг сахарозы в г;
К - поправочный коэффициент, учитывающий окисление декстринов (для изделии, содержащих патоку), определяют по табл. 16.
Таблица 16
| Отношение содержания патоки к содержанию общего сахара, % | Поправочный коэффициент К |
| 2-5 | 0,96 |
| 6-10 | 0,94 |
| 11-15 | 0,92 |
| 16-20 | 0,90 |
| 21-30 | 0,88 |
Массовую долю общего сахара (Х1) в процентах в пересчете на сухое вещество определяют по формуле
X1 = 
, (34)
где X - массовая доля общего сахара, выраженная в сахарозе, %;
W - массовая доля влаги в исследуемом изделии, %.
За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми в одной лаборатории не должны превышать 0,5%, а выполненных в разных лабораториях – 1%. Результат вычислений округляют до первого десятичного знака.
Йодометрический метод
Метод основан на восстановлении щелочного раствора меди некоторым количеством раствора редуцирующих веществ и определении количества образовавшегося оксида меди (I) или не восстановившейся меди йодометрическим способом. В качестве щелочного раствора меди используют медно-цитратный раствор. При отсутствии лимонной кислоты, входящей в данный раствор, используют растворы Фединга I и 2И, соответственно, другую таблицу пересчета количества см3 тиосульфата натрия в мг сахарозы.
Метод применяют для контроля содержания сахара в творожных, мучных полуфабрикатах и изделиях, мучных блюдах и блюдах из творога и др.
Аппаратура, материалы, реактивы. Плитка электрическая; сетка асбестовая; часы песочные на 2 и 10 мин; холодильник шариковый или воздушный с длиной трубки не менее 1 м; колбы конические вместимостью 250, 500 см3; бюретки вместимостью 25, 50 см3 пипетки вместимостью 2, 5, 10, 15 и 25 см3; цилиндры мерные вместимостью 10, 25, 100 см3; иодид калия, раствор с массовой долей 30% кислота серная плотностью 1,84 г/см , раствор концентрации 2 моль/дм3 (4 н), раствор с массовой долей 25%; натрий серноватистокислый (тиосульфат натрия), раствор концентрации 0,1молъ/дм3 (0,1 н); крахмал растворимый, раствор с массовой долей 1%; щелочной медно-цитратный раствор (см. с. 279); растворы Фелинга I и 2 (см. с. 52); вода дистиллированная.
Проведение испытаний. В коническую колбу вместимостью 25 см3 вносят пипетками 25 см3 щелочного медно-цитратного расивора; 10см2 подготовленного раствора сахаров, 15 см3 дистиллированной воды и бросают в колбу для равномерного кипения кусочек пемзы или 2-3 кусочка керамики. Колбу присоединяют к обратному холодильнику. Раствор в течение 3-4 мин доводят до кипения, кипятят точно 10 мин и быстро охлаждают, погружая колбу в холодную проточную воду. В оставшуюся жидкость пипеткой добавляют последовательно 10 см3 раствора иодида калия и 25 см3 раствора серной кислоты концентрацией 2 ноль/дм3 (4 н) цилиндром. Серную кислоту доливают осторожно по внутренним стенкам колбы, все время взбалтывая жидкость во избежание выбрасывания ее из колбы за счет выделяющегося углекислого газа. После этого тотчас же титруют выделившийся йод 0,1 моль/дм3 (0,1 н) раствором тиосульфата натрия до светло-желтой жидкости. Затем приливают 2-3 см3 раствора крахмала и осторожно дотитровывают окрасившуюся в грязно-синий цвет жидкость – до появления окраски молочного цвета, приливая в конце титрования по капле раствор тиосульфата натрия.
Контрольный опыт проводят в тех же условиях, для чего берут 25 см3 щелочного медно-цитратного раствора и 25 см3 дистиллированной воды.
Разность между объемом раствора тиосульфата натрия, полученным при контрольном опыте и при определении, умноженная на коэффициент К, соответствует количеству меди, восстановленному редуцирующими веществами, выраженному в см3 точно 0,1 моль/дм3 (0,1н) раствора тиосульфата натрия, по которому находят количество мг инвертного сахара во взятых 10 см3 раствора навески испытуемого изделия (табл. 17).
Таблица 17
Пересчет тиосульфата натрия в инвертный сахар (при использовании растворов Фелинга 1 и 2
| Объем точно 0,1 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия, см3 | Массовая доля глюкозы, мг | |||||||||
| 0,0 | 0,3 | 0,6 | 1,0 | 1,3 | 1,6 | 1,9 | 2,2 | 2,6 | 2,9 | |
| 3,2 | 3,5 | 3,8 | 4,1 | 4,4 | 4,7 | 5,1 | 5,4 | 5,7 | 6,0 | |
| 6,3 | 6,6 | 6,9 | 7,2 | 7,5 | 7,8 | 8,2 | 8,5 | 8,8 | 9.1 | |
| 9,4 | 9,7 | 10,0 | 10,4 | 10,7 | 11,0 | 11,3 | 11,6 | 12,0 | 12,3 | |
| 12,6 | 12,9 | 13,3 | 13,6 | 13,9 | 14 2 | 14,6 | 14,9 | 15,2 | 15,6 | |
| 15,9 | 16,2 | 16,6 | 16,9 | 17,2 | 17,5 | 17,9 | 18,2 | 18,5 | 18,9 | |
| 19,2 | 19,5 | 19,9 | 20,2 | 20,5 | 20,8 | 21,2 | 21,5 | 21,8 | 22, | |
| 22,4 | 22,7 | 23,0 | 23,4 | 23,7 | 24,0 | 24,3 | 24,6 | 25,0 | 25, | |
| 25,6 | 25,9 | 26,3 | 26,6 | 26,9 | 27,2 | 27,6 | 27,9 | 28,2 | 28, | |
| 28,9 | 29,2 | 29,6 | 29,9 | 30,3 | 30,6 | 30,9 | 31,3 | 31,6 | 32, | |
| 32,3 | 32,6 | 33,0 | 33,3 | 33,7 | 34,0 | 34,3 | 34,7 | 35,0 | 35, | |
| 35,7 | 38,0 | 36,4 | 36,7 | 37,0 | 37,3 | 37,7 | 38,0 | 38,2 | 38, | |
| 39,0 | 39,3 | 39,7 | 40,0 | 40,4 | 40,7 | 41,0 | 41,4 | 41,7 | 42, | |
| 42,4 | 42,7 | 43,1 | 43,4 | 43,8 | 44,1 | 44,4 | 44,8 | 45,1 | 45, | |
| 45,8 | 46,1 | 46,5 | 46,8 | 47,2 | 47,5 | 47,9 | 48,2 | 48,6 | 48, | |
| 49,3 | 49,6 | 50,0 | 50,3 | 50,7 | 51,0 | 51,4 | 51,7 | 52,1 | 52, | |
| 52,8 | 53,1 | 53,5 | 53,8 | 54,2 | 54,5 | 54,9 | 55,2 | 55,6 | 55, | |
| 56,3 | 56,6 | 57,0 | 57,3 | 57,7 | 58,0 | 58,4 | 58,7 | 59,1 | 59, | |
| 59,8 | 60,1 | 60,5 | 60,8 | 61,2 | 61,5 | 61,9 | 62,2 | 62,6 | 62, |
Продолжение табл. 17
| Объем точно 0,1 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия, см3 | Массовая доля глюкозы, мг | |||||||||
| 63,3 | 63,7 | 64,0 | 64,4 | 64,7 | 65,1 | 65,5 | 65,8 | 66,2 | 66,5 | |
| 66,9 | 67,3 | 67,7 | 68,0 | 68,4 | 68,8 | 69,2 | 69,6 | 69,9 | 33,3 | |
| 70,7 | 71,1 | 71,5 | 71,8 | 72,2 | 72,6 | 73,0 | 73,4 | 73,7 | 74,1 | |
| 74,5 | 74,9 | 75,3 | 75,7 | 76,1 | 76,5 | 76,9 | 77,3 | 77,7 | 78,1 | |
| 78,5 | 78,9 | 79,3 | 79,7 | 80,1 | 80,5 | 81,0 | 81,4 | 81,8 | 82,2 | |
| 82,5 | 83,0 | 83,4 | 83,8 | 84,2 | 84,6 | 85,0 | 85,4 | 85,6 | 86,2 | |
| 86,6 | 87,0 | 87,4 | 87,8 | 88,2 | 88,6 | 90,0 | 90,4 | 90,8 | 91,2 |
При использовании растворов Фелинга 1 и 2 в коническую колбу вместимостью 2СО-300 см3 отмеривают 10 см3 испытуемого раствора, добавляют по 10 см3 растворов Фелинга 1 и 2, доводят в течение 3 мин до кипения, кипятят ровно 2 мин, быстро охлаждают проточной водой до комнатной температуры, прибавляют 10 см3 раствора иодида калия, 10 см3 раствора серной кислоты массовой долей 25% и сейчас же титруют 0,1 моль/дм3 раствором тиосульфата натрия до светло-желтого окрашивания. Затем добавляют 2 см3 раствора крахмала и продолжают титрование до исчезновения синей окраски. Контрольный опыт проводят в тех же условиях, взяв вместо испытуемого раствора 10 см дистиллированной воды.
Разность между величинами, полученными при контрольном опыте и при определении сахара в испытуемом растворе, умноженная на поправку к титру, соответствует количеству восстановленной меди, выраженному в см3 точно 0,1 моль/дм3 раствора тиосульфата натрия.
По количеству см3 тиосульфата натрия находят количество мг инвертного сахара во взятых 10 см3 испытуемого раствора (табл. 17).
Таблица 18
Пересчет тиосульфата натрия в инвертный сахар (при использовании щелочного медно-цитратного раствора)
| Объем точно 0,1, моль/ дм3 раствора тио сульфата натрия, см3 | Десятые доли миллилитра | |||||||||
| Инвертный сахар, мл | ||||||||||
| – | 0,25 | 0,50 | 0,75 | 1,00 | 1,25 | 1,50 | 1,75 | 2,00 | 2,25 | |
| 2,51 | 2,77 | 3,03 | 3,29 | 3,55 | 3,81 | 4,07 | 4,33 | 4,59 | 4,85 | |
| 5,11 | 5,37 | 5,63 | 5,89 | 6.15 | 6,41 | 6,67 | 6,93 | 7,19 | 7,45 | |
| 7,71 | 7,97 | 8,23 | 8,49 | 8,75 | 9,01 | 9,27 | 9,53 | 9,79 | 10,05 | |
| 10,31 | 10,57 | 10,83 | 11,09 | 11,35 | 11,61 | 11,87 | 12,13 | 12,39 | 12,65 | |
| 12,92 | 13,19 | 13,46 | 13,73 | 14,00 | 14,27 | 14,54 | 14,81 | 15,08 | 15,35 | |
| 15,62 | 15,89 | 16,16 | 16,43 | 16,70 | 16,97 | 17,24 | 17,51 | 17,78 | 18,05 | |
| 18,32 | 18,59 | 18,86 | 19,13 | 19,40 | 19,67 | 19,94 | 20,21 | 20,48 | 20,75 | |
| 21,02 | 21,29 | 21,56 | 21,83 | 22,10 | 22,37 | 22,64 | 22,91 | 23,18 | 23,45 | |
| 23,73 | 24,01 | 24,29 | 24,57 | 24,85 | 25,13 | 25,41 | 25,69 | 23,18 | 23,45 | |
| 26,53 | 26,81 | 27,09 | 27,37 | 27,65 | 27,93 | 28,21 | 28,49 | 28,77 | 26,25 | |
| 29,33 | 29,61 | 29,89 | 30,17 | 30,45 | 30,73 | 31,01 | 31,29 | 31,57 | 31,85 | |
| 32,13 | 32,41 | 32,69 | 32,97 | 33,25 | 33,53 | 33,81 | 34,09 | 34,37 | 34,65 | |
| 34,93 | 35,21 | 35,49 | 35,77 | 36,05 | 36,33 | 36,61 | 36,89 | 37,17 | 37,45 | |
| 37,74 | 38,03 | 38,32 | 38,61 | 38,89 | 39,18 | 39,47 | 39,76 | 40,05 | 40,34 | |
| 40,63 | 40,92 | 41,21 | 41,50 | 41,79 | 42,08 | 42,37 | 42,66 | 42,95 | 43,24 | |
| 43,53 | 43,82 | 44,11 | 44,40 | 44,69 | 44,98 | 45,27 | 45,56 | 45,85 | 46,14 | |
| 46,44 | 46,74 | 47,04 | 47,34 | 47,64 | 47,94 | 48,24 | 48,54 | 48,84 | 49,2 | |
| 49,44 | 49,74 | 5С,04 | 5С,34 | 50,64 | 50,94 | 51,24 | 51,54 | 51,84 | 52,1 | |
| 52,44 | 52,74 | 53,04 | 53,34 | 53,64 | 53,94 | 54,24 | 54,54 | 54,84 | 55,14 | |
| 55,45 | 55,76 | 56,07 | 56,38 | 56,69 | 57,00 | 57,31 | 57,62 | 57,93 | 58,2 | |
| 58,55 | 58,86 | 59,17 | 59,48 | 59,79 | 60,10 | 60,41 | 60,72 | 61,03 | 61,3 | |
| 61,65 | 61,96 | 62,27 | 62,58 | 62,89 | 63,20 | 63,51 | 63,82 | 64,13 | 64,4 |
Обработка результатов испытания. Массовую долю регулирующего сахара до инверсии или после гидролиза (X) в процентах, выраженную в инвертном сахаре, рассчитывают по формуле
Х = 
, (35)
где а - масса инвертного сахара, найденная по табл. 18, мг;
V - объем исследуемого раствора, приготовленного из навески, см ;
m - масса навески изделия (блюда), г;
10 - объем испытуемого раствора, взятый для анализа, см3 ;
1000 - коэффициент пересчета миллиграммов инвертного сахара в граммы.
Если содержание сахара выражают в г на порцию, то в формулу вместо числа 100 в числителе ставят Р (масса блюда или изделия, г) Массовую долю общего сахара после инверсии (Х1) в процентах, выраженную в инвертном сахаре, рассчитывают по формуле
X1 = 
, (36)
где а1 - масса инвертного сахара, найденная по табл. 18, мг;
V1 - вместимость мерной колбы, в которой проводилась инверсия, см3;
V2 - объем испытуемого раствора, взятый для инверсии, см3;
Остальные обозначения, как в формуле 35.
Для пересчета общего сахара, выраженного в инвертном, в общий сахар, выраженный в сахарозе, его количество умножают на коэффициент 0,95.
Массовую долю сахарозы в процентах или граммах (Х1) рассчитывают по формуле.
Х2 = 0,95 (Х1 - X), (37)
где X - массовая доля редуцирующего сахара до инверсии, % или г
Х1 - массовая доля общего сахара после инверсии, % или г.
Расхождение между результатами двух параллельных определении в одной лаборатории допускается не более 0,5%, в разных лабораториях - не более 1%. За конечный результат испытаний принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, вычисленное с точностью до 0,1%.