Материал: Анализ пищевых продуктов

Применение в анализе пищевых продуктов нашли потенциометрия, кондуктометрия и вольтамперометрия.

Потенциометрический метод анализа

Потенциометрический метод основан на измерении электродвижущих сил обратимых гальванических элементов и применяется для определения концентрации ионов в растворе. В Данном методе активно используется уравнение Нернста:

Е = Е° + R*T/(n*F) ln (а_окис/а_восст)

Где Е° - стандартный потенциал редокссистемы; R - универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная температура; F- постоянная Фарадея; n - число электронов, принимающих участие в электродной реакции; а_окис, а_восст - активности соответственно окисленной и восстановленной форм редокс-системы.

Основными достоинствами потенциометрического метода являются его высокая точность, высокая чувствительность и возможность проводить титрования в более разбавленных растворах, чем это позволяют визуальные индикаторные методы. Необходимо отметить также возможности определения этим методом нескольких веществ в одном растворе без предварительного разделения и титрования в мутных и окрашенных средах.

Данный метод дает возможность проводить анализ пищевых продуктов на:

·        наличие нитритов и нитратов в мясных продуктах;

·        определение кислотности молочных продуктов, пива, ячменя и других зерновых культур;

·        измерение рН сиропов;

·        определение калия в молоке;

·        определение крахмала в колбасных изделиях.

Кондуктометрический метод анализа

Кондуктометрический метод основан на изменении электрической проводимости растворов в зависимости от концентрации присутствующих заряженных частиц.

Объекты такого анализа - растворы электролитов.

Основные достоинства кондуктометрии:

высокая чувствительность (ниж. граница определяемых концентраций ~10^-4-10^-5 М),достаточно высокая точность (относительная погрешность определения 0,1-2%), простота методик, доступность аппаратуры, возможность исследования окрашенных и мутных р-ров, а также автоматизации анализа.

Кондуктометрический метод анализа дает возможность определить:

·        сульфаты в растворе,

·        определение лимонной кислоты в плодово-ягодном сырье;

·        золу в сахаре и мелассе.

Амперометрический метод анализа(Вольтамперометрия)

Вольтамперометрия - группа методов, основанных на процессах электрохимического окисления или восстановления определяемого вещества, протекающих на микроэлектроде и обуславливающих возникновении диффузного тока. Методы основаны на изучении вольтамперных кривых, отражающих зависимость силы тока от приложенного напряжения. Вольтамперограммы позволяют одновременно получить информацию о качественном и количественном составе анализируемого раствора, а также о характере электродного процесса.

Для проведения вольтамперного анализа к системе электродов прикладывают напряжение от внешнего источника. Изменяя напряжение, изучают зависимость силу диффузионного тока от приложенной разности потенциалов, которая описывается вольтамперограммой.

График имеет форму волны и состоит из 3 участков. Участок I - от начала регистрации аналитического сигнала до начала электрохимической реакции, через ячейку проходит ток. Участок II - резкое увеличение тока за счет электрохимической реакции. Участок III - диффузионный ток, достигнув предельного значения, остается практически постоянным, электрохимическая реакция завершена.

Данным методом можно провести следующие анализы пищевых продуктов, которые определят :

·        амилозу в крахмале;

·        тяжелые металлы в молочных продуктах;

·        аскорбиновую кислоту в напитках и соках.

.4 Хроматометрические методы анализа

Хроматография - процесс, основанный на многократном повторении актов сорбции и десорбции вещества при перемещении его в потоке подвижной фазы вдоль неподвижного сорбента. Разделение сложных смесей хроматографическим способом основано на различной сорбируемости компонентов смеси. В процессе хроматографирования так называемая подвижная фаза (элюент), содержащая анализируемую пробу, перемещается через неподвижную фазу. Обычно неподвижная фаза представляет собой вещество с развитой поверхностью, а подвижная - поток газа или жидкости, фильтрующейся через слой сорбента. При этом происходит многократное повторение актов сорбции - десорбции, что является характерной особенностью хроматографического процесса и обуславливает эффективность хроматографического разделения.

Основные преимущества хроматографических методов:

·        возможность разделения близких по свойствам веществ;

·        высокая эффективность разделения,экспрессность,воспроизводи-мость,универсальность,возможноть автоматизации;

·        возможность идентификации соединений и изучения их физико-химических свойств, а также сочетание с другими физико-химическими методами анализа;

·        широкий предел определяемых концентрация веществ.

Классификация хроматографических методов осуществляется по различным параметрам: агрегатному состоянию фаз и анализируемых веществ; механизму разделения; способу и целям проведения процесса и т.д.

Газовая хроматография

Газовая хроматография - метод разделения летучих, термостабильных соединений. Этим требованиям отвечает около 5% известных органических соединений, но именно эти соединения составляют 70-80 % соединений, которые использует человек в сфере производства и быта.

Виды газовой хроматографии:

)        газо-адсорбционная;

)        газо-жидкостная;

)        капиллярная газовая;

)        реакционная газовая;

)        хромато-масс-спектрометрия.

Достоинствами газовой хроматографии являются:

·        сравнительная простота аппаратурного оформления;

·        весьма широкие границы применимости (можно определять соединения, для которых достигается давление насыщенного пара 0,001-1 ммрт.ст.);

·        возможность определения с высокой точностью малых количеств газов органических соединений;

·        быстрота анализа;

Данный метод анализа позволяет:

·        определять эфиры в спиртах;

·        проводить анализ смеси спиртов;

·        идентифицировать летучие вещества в алкогольсодержащих продуктах.

Ионообменная хроматография

Ионная хроматография - метод разделения и анализа веществ, основанный на эквивалентном обмене ионов анализируемой смеси и ионообменника (ионита). Происходит обмен ионами между фазами гетерогенной системы.

Достоинства ионообменной хроматографии:

·        высокая чувствительность определения (до 1 нг/мл без предварительного концентрирования;

·        высокая селективнось и экспрессность;

·        малый объем анализируемой пробы (не более 2 мл образца);

Недостатки ионообменной хроматографии:

·        сложность синтеза ионообменников, что значительно затрудняет развитие метода;

·        невысокую эффективность разделения;

·        необходимость высокой коррозионной стойкости хроматографической системы, особенно при определении катионов.

Ионообменная хроматография применяется для определения :

·        кислот и красителей в продуктах сахарного производства;

·        хлорида натрия в сливочном масле и молочных продуктах.

Заключение

Для каждого человека вопрос качества и безопасности пищевых продуктов является жизненно важным.

От того, как мы питаемся, зависит наше здоровье, работоспособность, качество жизни, и здоровье и жизнь будущих поколений. Разработана система менеджмента качества и безопасности пищевых продуктов, как комплекс организационных мероприятий, обеспечивающих качество, которые, в конечном итоге, влияют и на безопасность пищевой продукции.

Продукты питания должны удовлетворять потребности человека в необходимых веществах и энергии, а также быть безопасными. Потребитель должен быть уверен в том, что данный продукт не является вредным и не представляет опасности для здоровья нынешнего и будущих поколений.

Используемые методы анализа пищевых продуктов предполагают проведение исследования, как для определения потребительских свойств пищевой продукции, так и для обнаружения компонентов, веществ и микроэлементов, не заявленных на упаковке, содержание которых не соответствует требованиям нормативных документов. Как правило, инструментальные методы анализа пищевых продуктов направлены на обнаружение представляющих потенциальную опасность для здоровья человека элементов. В свою очередь удовлетворение потребностей населения в высококачественных продуктах питания - одна из основных социально-экономических проблем сегодняшнего дня.

Библиографический список

1)      Радион, Е. В. Классические методы анализа: практическое применение/ Е. В. Радион.; Минск-2013. - 76 с.

2)      Ловкис, З. В. Качество и безопасность пищевых продуктов/ З.В.Ловкис, И.М.Почицкая, И.В.Мельситова; Минск - 2010

3)      Коренман,Я.И. Анализ пищевых продуктов.Титриметрические методы анализа /Я.И.Коренман; Москва - 2005

4)      Коренман,Я.И. Анализ пищевых продуктов.Оптические методы анализа/Я.И.Коренман; Москва - 2005

5)      Коренман,Я.И. Анализ пищевых продуктов.Электрохимические методы анализа /Я.И.Коренман; Москва - 2005

6)      Коренман,Я.И. Анализ пищевых продуктов.Хроматографические методы анализа методы анализа /Я.И.Коренман; Москва - 2005