Методы определения углеводов в пищевых продуктах
Пищевая химия.
1) Белки — важная часть питания животных и человека (основные источники: мясо, птица, рыба, молоко, орехи, бобовые, зерновые; в меньшей степени: овощи, фрукты, ягоды и грибы), поскольку в их организмах не могут синтезироваться все необходимые аминокислоты и часть должна поступать с белковой пищей. В процессе пищеварения ферменты разрушают потреблённые белки до аминокислот, которые используются для биосинтеза собственных белков организма или подвергаются дальнейшему распаду для получения энергии.
Пептиды имеют невысокую молекулярную массу, широкий набор аминокислотных остатков (в их состав входят, например, D-аминокислоты) и структурные особенности (циклические, разветвленные). Названия пептидов образуются из названий аминокислотных остатков путем последовательного их перечисления, начиная с ЫН2-концевого остатка, с добавлением суффикса -ил, кроме С-концевой аминокислоты, название которой остается без изменений. Например:
Количественное определение белков. Количество белка можно определять: 1) по содержанию в них азота (для этого белковый препарат сначала подвергают минерализации, а затем определяют содержание азоту по реакции Несслера);
2) биуретовый метод – основан на образовании окрашенных в сине-фиолетовый цвет комплексов между ионами меди и пептидными связями белков;
3) метод Лоури, который основан на способности медных комплексов белков восстанавливать реактив Фолина;
4) метод Бредфорда, который основан на способности белков связывать красители – бромфеноловый синий, кумасси голубой;
5) на кафедре разработан метод определения белков по их взаимодействию с коллоидным раствором высокодисперсного кремнезема.
Качественное определение белков - используются осадочные пробы с органическими кислотами (трихлоруксусная, сульфосалициловая кислоты), цветные реакции на определенные аминокислоты в составе белка (реакция Фоля, ксантопротеиновая реакции и др).
2) Углеводы - обширный класс органических соединений, к которому относятся полиоксикарбонильные соединения и их производные. В зависимости от числа остатков моносахаридов в молекуле делятся на моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Входят в состав всех живых организмов. Находят широкое применение в пищевой промышленности.Этот класс органических соединений, охватывает моносахариды (простые сахара - такие, как глюкоза и фруктоза), олигосахариды и полисахариды, состоящие из связанных между собой моносахаридов. Вплоть до конца 1960-х годов считалось, что углеводы служат только источником энергии (в форме моносахаридов и таких запасных полисахаридов, как крахмал и гликоген) и структурным материалом (такие полисахариды, как целлюлоза у растений и хитин у насекомых). Два других больших класса биологических веществ - нуклеиновые кислоты , несущие генетическую информацию, и белки - казались более разнообразными. По сравнению с ними углеводы представлялись как бы второстепенными.
Методы определения углеводов в пищевых продуктах
Моно- и олигосахариды. Для определения моно- и олигосахаридов используют их восстанавливающую способность.Сначала углеводы извлекают из пищевых продуктов 80 % этиловым спиртом. Спиртовые экстракты упаривают под вакуумом, разбавляют горячей водой и фильтруют. При анализе продуктов, относительно богатых белками и фенольными соединениями фильтрат дополнительно обрабатывают нейтральным раствором ацетата свинца, избыток которого удаляют сульфатом, фосфатом или оксалатом натрия. Осадок отфильтровывают, а в фильтрате определяют восстанавливающие (редуцирующие) сахара с использованием фелинговой жидкости или иодометрически. Для определения сахарозы (вместе с редуцирующими сахарами) ее необходимо предварительно гидролизовать. Усваиваемые полисахариды. Определение крахмала основано, как правила, на определении полученной при гидролизе глюкозы химическими методами или на способности полученных растворов вращать плоскость поляризации. Для определения крахмала необходимо предварительно освободиться от моно- и олигосахаридов экстракцией 80% этанолом. Затем проводят извлечение крахмала из продукта каким-либо способом (например, растворением сначала в холодной, потом в горячей воде) и освобождаются от белков путем обработки раствора фосфорно-вольфрамовой кислотой, ацетатом цинка, гексацианоферратом (III) калия или другими белковыми осадителями. Определение крахмала проводят, как правило, путем определения глюкозы после ферментативного или кислотного гидролиза. Для расчета используют соответствующие коэффициенты. Можно применять метод поляриметрии. 0 Для определения декстринов их извлекают теплой (40 С) водой и осаждают этанолом, проводят гидролиз и определяют глюкозу. Для расчета используют соответствующие коэффициенты. Можно использовать метод спектрофотометрии, измеряя интенсивность окраски йод-крахмального комплекса. Неусваиваемые углеводы. Общее содержание пищевых волокон (лигнин + неусваиваемые углеводы)обычно определяют гравиметрическим методом. Анализ заключается в использовании фракционирования – сначала гидролизуют крахмал и белки при помощи ферментов, имитирующих расщепление их в желудочно - кишечном тракте человека (амилаза, пепсин, панкреатин), растворимые пищевые волокна осаждают спиртом, фильтруют, осадок взвешивают. Пектин. Определение основано на извлечении пектина (растворимого пектина и протопектина) из пищевого продукта, осаждении и взвешивании. Для извлечения растворимого пектина применяют экстракцию холодной водой с последующим кипячением. Для извлечения протопектина применяют кипячение с соляной кислотой после извлечения растворимого пектина. Для продуктов, богатых крахмалов, применяют специальные приемы для его отделения. Для осаждения пектина проводят реакцию с хлоридом кальция. Помимо взвешивания можно определять в осадке содержание кальция комплексометрически с трилоном Б и по этим данным рассчитывать содержание пектина. Гемицеллюлозы гидролизуются труднее, чем пектин, их определяют после удаления пектинов. Определение гемицеллюлоз основано на определении восстанавливающих сахаров, полученных при кислотном или щелочном гидролизе. Для расчета используют соответствующие коэффициенты. Клетчатка. Метод определения клетчатки основан на проведении гидролиза легкорастворимых углеводов и получении негидролизуемого остатка, который взвешивают.
3) Липи́ды (от греч. λίπος, lípos — жир) — обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества. Молекулы простых липидов состоят из спирта и жирных кислот, сложных — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов. Содержатся во всех живых клетках. Будучи одним из основных компонентов биологических мембран, липиды влияют на проницаемость клеток и активность многих ферментов, участвуют в передаче нервного импульса, в мышечном сокращении, создании межклеточных контактов, в иммунохимических процессах. Также липиды образуют энергетический резерв организма, участвуют в создании водоотталкивающих и термоизоляционных покровов, защищают различные органы от механических воздействий и др.] К липидам относят некоторые жирорастворимые вещества, в молекулы которых не входят жирные кислоты, например, терпены, стерины. Многие липиды — продукты питания, используются в промышленности и медицине.Согласно нестрогому определению, липид — это гидрофобное органическое вещество, растворимое в органических растворителях; согласно строгому химическому определению, это гидрофобная или амфифильная молекула, полученная путём конденсации тиоэфиров или изопренов.
Строение липида: Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложных — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др. Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза.
4) Вода́ (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета (в малом объёме), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом, снегом или инеем, а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях).