Физико-химические методы оценки качества продовольственных товаров

Министерство сельского хозяйства РС (Я)

ФБГОУ ВПО «Якутская государственная сельскохозяйственная академия»

Агротехнологический факультет

Кафедра «Технология переработки производства животноводства»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ на тему:

«Физико-химические методы оценки качества продовольственных товаров»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Александрова А.Д.

студентка 5го курса ЗИ-09 АТФ

Проверила:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якутск 2014 
Оглавление

 

Введение

Физико-химические методы

1 Поляриметрия

2 Рефрактометрия

3 Фотоколориметрический метод

4 Спектральный метод

5 Хроматография

6 Потенциометрический метод

7 Кондуктометрический метод

8 Реологические методы

9 Микроскопирование

Список литературы 
Введение

Измерительные методы - методы определения (измерения) действительных значений показателей качества с помощью технических устройств. Они широко применяются для установления химического состава, физико-химических показателей, доброкачественности, физических и других свойств пищевых продуктов. В отличие от органолептических показателей физико-химические показатели специфичны и характерны для товаров однородных групп. Поэтому эти показатели более многочисленны, что требует применения разнообразных измерительных методов для их определения. В зависимости от способов получения результатов эти методы подразделяют на физические, физико-химические и химические, биохимические, микробиологические, физиологические, товароведно-технические. При исследовании качества пищевых продуктов редко используют все методы анализа; чаще ограничиваются теми, которые соответствуют целям исследования.

Осуществляют их с помощью приборов и химических реактивов, поэтому полученные результаты выражают конкретными величинами, отличающимися большой точностью. Однако о качестве пищевых продуктов нельзя судить только по результатам лабораторных исследований, объективная оценка будет получена только тогда, когда они будут дополнены органолептическим анализом.

Измерительные методы взаимосвязаны с органолептическими методами, дополняют, но не заменяют их. Это обусловлено тем, что достоинства измерительных методов - объективность оценки, выражение результатов в общепринятых единицах измерения, сопоставимость и воспроизводимость результатов - устраняют недостатки органолептических методов. В связи с этим сочетание методов этих двух групп позволяет провести наиболее полную экспертную оценку товаров.

Недостатками измерительных методов являются: высокие затраты на проведение испытаний, для которых требуются оборудование лаборатории, лабораторное и вспомогательное оборудование, порой очень дорогостоящее, а также высококвалифицированный персонал.

Указанные недостатки носят объективный характер, поэтому трудно или совсем неустранимы. В связи с этим применение измерительных методов при товарной экспертизе ограничено и рекомендуется только в тех случаях, когда без данных, получаемых с помощью этих методов, невозможно сделать объективные и достоверные выводы.

 

Физико-химические методы

 

Физико-химические методы применяются при определении оптических показателей пищевых продуктов. Эти показатели определяют с помощью поляриметрии, рефрактометрии, фотометрии, спектроскопии, хроматографии и др.

 

1. Поляриметрия

 

Поляриметрический метод основан на свойстве некоторых веществ изменять направление световых колебании.

Вещества, обладающие свойством изменять направление колебаний при прохождении через них поляризованного света, наминаются оптически анизотропными или оптически активными и отличие от оптически изотропных, или неактивных, которые этих изменений не вызывают.

Оптическая активность веществ обусловлена особенностями строения кристаллической решетки (в этом случае вещества проявляют оптическую активность только в твердом кристаллическом состоянии) или особенностями строения молекул (оптическая активность таких веществ проявляется только в растворах).

К веществам последней группы относятся главным образом такие органические вещества, как сахароза, фруктоза, глюкоза, винная кислота. Поляриметрический метод разработан для количественного определения веществ именно этой группы.

У поляризованного луча, пропущенного через слой раствора оптически активного вещества, меняется направление колебаний, л плоскость поляризации оказывается повернутой на некоторый угол, называемый углом поворота плоскости поляризации.

Угол поворота плоскости поляризации зависит от природы вещества, концентрации его в растворе, толщины слоя раствора, через который проходит поляризованный луч, а также от длины полны поляризованного луча и температуры.

Оптическая активность веществ характеризуется удельным вращением. Под удельным вращением понимают угол, на который повернется плоскость поляризации при прохождении поляризованного луча через раствор, в 1 мл которого содержится 1 г растворенного вещества при толщине слоя раствора (длине поляризационной трубки), равной 1 дм.

Удельное вращение зависит не только от природы вещества но и от температуры, длины волны поляризованного света и растворителя, поэтому его принято относить к температуре 20°С и желтой линии натрия и обозначать с указанием растворителя.

Основные рабочие части поляриметра: устройство для поляризации света (поляризатор); устройство для определения угла поворота плоскости поляризации после прохождения поляризованных лучей через исследуемый раствор (анализатор); поляризационная трубка, наполняемая исследуемым раствором и помещаемая между поляризатором и анализатором.

В качестве поляризаторов применяют кристаллы исландского шпата или других минералов, обладающих свойством двойного лучепреломления.

Анализатор в отличие от поляризатора может поворачиваться вокруг оси прибора. Когда главные линии призм анализатора и поляризатора расположены параллельно, свет, проходящий через поляризатор, пройдет и через анализатор (при отсутствии между ними раствора).

Если же главные сечения анализатора и поляризатора взаимно перпендикулярны, лучи через анализатор не пройдут.

При всех промежуточных положениях через анализатор пройдет только часть лучей от призмы поляризатора.

Если поместить между поляризатором и анализатором оптически активное вещество, количество проходящих через анализатор лучей изменится в результате того, что плоскость поляризованных лучей окажется повернутой.

Вращая анализатор, добиваются исходного (до помещения раствора) положения и по углу поворота прибора, соединенного со шкалой, судят о степени вращения плоскости поляризации исследуемым раствором, что позволяет рассчитать количество вещества в растворе.

Различают поляриметры с установкой на полную темноту, полутеневые с двойным и тройным полем зрения.

Наиболее широкое применение получили полутеневые поляриметры.

У поляриметров этого типа с двойным полем зрения поляризатор состоит из двух николей, а у поляриметров с тройным полем зрения -- из трех.

Разновидностью поляриметра является сахариметр, предназначенный для определения содержания сахарозы в растворах. В отличие от поляриметров других видов сахариметр имеет линейную шкалу, градуированную по сахарозе. 100° этой шкалы соответствуют 34, 62 кругового градуса шкалы поляриметра.

Особенность оптической системы сахариметра состоит в том, что анализатор в нем поставлен на полутень по отношению к потру и укреплен неподвижно. Изменение угла поворота плоскости поляризации, вызванное исследуемым раствором, устанавливают клиновым кварцевым компенсатором.

Кварц - оптически активное вещество, обладающее вращательной способностью, близкой к вращательной способности сахарозы, но обратной по направлению. Меняя толщину слоя кварца, можно полностью компенсировать вращение, вызываемое сахарозой.

Существует несколько типов компенсаторов, отличающихся один от другого количеством кварцевых клиньев и пластинок. Но принцип действия их одинаков и основан на том, что относительным перемещением клиньев можно менять толщину кварцевого слоя.

Подвижный клин (или клинья) смещается шестеренкой, соединенной с подвижной горизонтальной шкалой, что позволяет отсчитывать непосредственно концентрацию раствора сахарозы.

 

 

2.Рефрактометрия

 

Рефрактометрический анализ основан на измерении показателя преломления (рефракции) веществ, по которому судят о природе веществ, их чистоте или содержании в растворах.

Его широко применяют при исследовании таких пищевых продуктов, как жиры, томатные продукты, варенье, джем. Этим методом пользуются также для количественного определения жиров в пищевых продуктах, влажности, содержания спирта в растворе (в сочетании с пикнометрическим методом), для пофазного контроля в процессе производства пищевых продуктов -- кондитерских, напитков, некоторых видов консервов и т. д.

Показатель преломления зависит от температуры, поэтому рефрактометрические измерения принято выполнять при 20°С. При отклонении температуры от 20°С вводят соответствующие температурные поправки.

Давление также отражается на результатах рефрактометрических измерений. С повышением его показатели преломления увеличиваются.

При работе с раствором следует учитывать, что между показателем преломления и процентным содержанием вещества в растворе не всегда существует прямая зависимость. Поэтому судить о концентрации вещества в растворе по показателю преломления можно только при наличии кривых, выражающих зависимость между этими двумя величинами. В некоторых случаях по показателю преломления невозможно определить содержание вещества в растворе, так как даже при значительных колебаниях концентрации вещества показатель преломления изменяется очень мало (например, для растворов метилового спирта). При наличии в растворе двух веществ только по показателю преломления нельзя судить о состоянии системы. В этом случае требуется знать какие-либо другие физико-химические величины, например температуру кипения или плавления, плотность вещества.

Для измерения показателя преломления жидких веществ и растворов применяют приборы, называемые рефрактометрами.

Большинство рефрактометров устроено так, что исследуемое вещество помещается между двумя призмами (двумя половинами призмы). Свет, пропущенный через призму, преломляясь или отражаясь от границы раздела сред (призма - вещество), освещает только часть шкалы, образуя достаточно резкую границу света и тени. Положение этой границы на шкале зависит от угла полного внутреннего отражения исследуемого вещества. На шкале указаны показатели преломления, соответствующие различным значениям угла полного внутреннего отражения.

В качестве источника света пользуются монохроматическим светом натриевой горелки или обычным белым светом, направляемым специальным зеркалом. Поскольку белый свет состоит из лучей различной длины волн, при прохождении его через призму возникает явление светорассеяния (дисперсии), в результате чего на границе света и тени образуется радужная полоска, затрудняющая отсчет по шкале рефрактометра. Поэтому во всех современных конструкциях рефрактометров предусматриваются так называемые компенсаторы, позволяющие устранить дисперсию света.

Компенсаторы - это оптические системы, представляющие собой совокупность двух или трех призм или линз, изготовленных из стекла разных видов и установленных так, что различные цвета спектра налагаются один на другой, благодаря чему граница света и тени становится отчетливой.

Поскольку световые лучи исходят из всех точек поверхности призмы и в различных направлениях, на пути между призмой и шкалой помещают линзу, собирающую все параллельные лучи в фокус. Таким образом, каждому пучку световых лучей, прошедших через линзу, соответствует световая точка.

Температуру призмы и исследуемого вещества контролируют термометрами, вмонтированными в оправу призм. Для регулирования и поддержания постоянной температуры в полые металлические оправы призм по специальным устройствам подают воду требуемой температуры. При отсутствии этих устройств пользуются таблицами температурных поправок.

Правильность показаний рефрактометров проверяют с помощью нормальной жидкости или дистиллированной воды, показатель преломления которой при 20°С равен 1,333, либо пользуются юстировочной пластинкой, на которой указан показатель преломления. При наложении пластинки на призму рефрактометра показание шкалы должно совпадать с показателем, указанным на пластинке.

Рефрактометр ИРФ-22. Этот прибор применяют для измерения показателей преломления в интервале 1,3-1,7 как жидких, так и твердых продуктов.

Основные рабочие части прибора: две призмы, сложенные гипотенузными сторонами и составляющие вместе с оправами полушаровидной формы измерительную головку, зрительная труба с отсчетным устройством.