ΧΗΜΕΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Transcript

1 ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης Τµήµα Αγροτικής Ανάπτυξης ΧΗΜΕΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ρ Πλέσσας Σταύρος Ορεστιάδα 2011

2 Εργαστήριο ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Κανονισµός Διεξαγωγής των Ασκήσεων Εργαστηρίου Παρατηρήσεις Πάνω στη Σύνταξη και Παρουσίαση των Εκθέσεων των Εργαστηριακών Ασκήσεων ΑΣΚΗΣΕΙΣ Ι Ανάλυση αλευριού. α. Προσδιορισµός τέφρας. β. Προσδιορισµός υγρής και ξηρής γλουτένης. γ. Ανίχνευση οξειδωτικών. ΙΙ Ανάλυση ελαίων. α. Προσδιορισµός βαθµού οξύτητας. β. Προσδιορισµός αριθµού σαπωνοποίησης. γ. Προσδιορισµός αριθµού ιωδίου. δ. ιεργασία υδρογόνωσης. ΙΙΙ Ανάλυση γάλακτος. α. Προσδιορισµός πρωτεΐνης στο γάλα κατά Kjendahl. β. Προσδιορισµός λίπους στο γάλα µε τη µέθοδο Gerber. ΙV Ανάλυση λίπους. α. Προσδιορισµός ολικών λιπαρών µε εκχύλιση κατά Soxhlet. β. Ανίχνευση αντιοξειδωτικών και νοθείας µε παραφινέλαιο στο λάδι µε χρωµατογραφία λεπτής στοιβάδας (TLC). V Ανάλυση άρτου. α. Μέτρηση οξύτητας και ph. β. Μέτρηση όγκου και ειδικού όγκου 2

3 Κανονισµός Διεξαγωγής των Ασκήσεων Εργαστηρίου ΧΗΜΕΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Παρακάτω αναφέρονται οι κανόνες που διέπουν την εργαστηριακή εξάσκηση των φοιτητών στο εργαστήριο Χηµείας Τροφίµων. 1. Μετά από σχετική ανακοίνωση κάθε ασκούµενος φοιτητής παραλαµβάνει από το εργαστήριο Χηµείας Τροφίµων ένα φυλλάδιο µε τις ασκήσεις που πρόκειται να διεξαχθούν κατά τη διάρκεια του εξαµήνου. 2. Η προσέλευση στο εργαστήριο πρέπει να γίνεται κατά την κανονισµένη ώρα ενάρξεως της άσκησης. 3. Απαραίτητες προϋποθέσεις για την εκτέλεση της κάθε άσκησης είναι: α. Η επαρκής µελέτη του θεωρητικού µέρους της άσκησης. Αυτό διαπιστώνεται µε προφορική ή σύντοµη γραπτή εξέταση από τον υπεύθυνο του εργαστηρίου. β. Παράδοση έκθεσης της προηγούµενης άσκησης στον υπεύθυνο του εργαστηρίου. Εάν δεν εκπληρώνονται οι παραπάνω προϋποθέσεις, η εργαστηριακή περίοδος θεωρείται χαµένη για τον ασκούµενο φοιτητή. 4. Ο βαθµός κάθε άσκησης (0-10) είναι ο µέσος όρος των βαθµών της προφορικής εξέτασης, της εργαστηριακής επιδεξιότητας κατά την εκτέλεση της άσκησης και της τελικής έκθεσης. Ένας φοιτητής θεωρείται ότι ασκήθηκε ανελλιπώς όταν εκτελέσει όλες τις προβλεπόµενες από το εργαστήριο ασκήσεις και δεν έχει σε καµία από αυτές γενικό βαθµό κάτω του πέντε (05). 5. Για κάθε άσκηση που δεν εκτελείται λόγω αδικαιολόγητης απουσίας ο ασκούµενος παίρνει βαθµό µηδέν (0). Με µία απουσία θεωρείται πως έχει ασκηθεί ελλιπώς και µε δύο απουσίες λίαν ελλιπώς. Σε όσους απουσιάζουν δικαιολογηµένα δίνεται η ευκαιρία µέσα σε δύο µόνο συµπληρωµατικές εργαστηριακές περιόδους να πραγµατοποιήσουν τις ασκήσεις που δεν εκτελέστηκαν. Κατά την παραπάνω χρονική περίοδο παρέχεται επίσης η ευκαιρία στον ασκούµενο να επαναλάβει άσκηση στην οποία έχει βαθµό κάτω του πέντε (05). Ο λίαν ελλιπώς ασκούµενος φοιτητής υποχρεώνεται να συµπληρώσει τις υπόλοιπες εργαστηριακές ασκήσεις κατά τα επόµενα Ακαδηµαϊκά έτη. 6. Κάθε φοιτητής πρέπει κατά τη διάρκεια της διεξαγωγής της άσκησης να φορά λευκή, καθαρή εργαστηριακή ποδιά σε ευπρεπή κατάσταση. 7. Πριν την έναρξη της άσκησης οι φοιτητές υποχρεώνονται να ελέγχουν βάση καταστάσεως, εάν υπάρχουν στην εργαστηριακή θέση όλα τα απαραίτητα όργανα και οι συσκευές για τη διεξαγωγή της άσκησης. Εάν κάτι λείπει αναφέρεται στον υπεύθυνο του εργαστηρίου, διαφορετικά θεωρείται πως τα σχετικά όργανα έχουν παραληφθεί σε άρτια κατάσταση. Μετά το τέλος των πειραµάτων τα όργανα καθαρίζονται από τους ασκούµενους και ελέγχονται από τον υπεύθυνο. Όποιος καταστρέψει κάποιο όργανο υποχρεώνεται να το αντικαταστήσει. 8. Κάθε ασκούµενος καταγράφει τα αποτελέσµατα του σε διπλότυπο το οποίο παραδίδει στον υπεύθυνο αφού κρατήσει ένα αντίγραφο για τη σύνταξη της έκθεσης. 9. Κατά τη διάρκεια της άσκησης οι φοιτητές παραµένουν στις θέσεις τους και δεν κάνουν θόρυβο. εν επιτρέπεται το κάπνισµα ή η κατανάλωση τροφής µέσα στο εργαστήριο. 10. Σχετικά µε την παρουσίαση της έκθεσης οι ασκούµενοι µπορούν να συµβουλευτούν τον υπεύθυνο του εργαστηρίου. Από το εργαστήριο. 3

4 Παρατηρήσεις Πάνω στη Σύνταξη και Παρουσίαση των Εκθέσεων των Εργαστηριακών Ασκήσεων 1. Χρειάζεται να υπάρχει επιµέλεια και γενικά καλαισθησία στην παρουσίαση της έκθεσης. Οποιαδήποτε διαγράµµατα επισυνάπτονται. Οι εκθέσεις παραδίδονται σε εργαστηριακό τετράδιο. 2. Στο θεωρητικό µέρος της κάθε έκθεσης πρέπει να αναφέρονται οι µαθηµατικές εξισώσεις ή χηµικές αντιδράσεις για τα παρασκευάσµατα και για καθένα από τα χρησιµοποιούµενα αντιδραστήρια. 3. Η συνεργασία των µελών της οµάδας επιτρέπεται κατά τη διεξαγωγή της πειραµατικής διαδικασίας, όχι όµως και κατά τη συγγραφή της έκθεσης. Εκθέσεις που είναι προϊόντα αντιγραφής ή που συντάσσονται µε βάση πειραµατικά δεδοµένα διαφορετικά από αυτά που παρέδωσε µετά την εκτέλεση της άσκησης ο φοιτητής, θα µηδενίζονται. 4. Εάν οι σηµειώσεις που δίνονται από το εργαστήριο δεν επαρκούν για τη σύνταξη των εκθέσεων, οι φοιτητές µπορούν να χρησιµοποιήσουν άλλα ειδικότερα βοηθήµατα. 5. Παρακάτω παρατίθενται ένα βοηθητικό διάγραµµα βάση του οποίου µπορεί να γίνει η συγγραφή µιας έκθεσης. Ι. ΕΙΣΑΓΩΓΗ (σκοπός, σηµασία άσκησης, εφαρµογές). ΙΙ. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ (συνοπτική θεωρεία, εξισώσεις, χηµικές αντιδράσεις, διάγραµµα και επεξήγηση της λειτουργίας εάν υπάρχει συσκευή). ΙΙΙ. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Α. Μετρήσεις µε τη µορφή πίνακα. Β. Τελικά αποτελέσµατα µετρήσεων (υπό τη µορφή πίνακα), παρατηρήσεις πάνω στον έλεγχο των συνθηκών διεξαγωγής της άσκησης, απόδοση (εάν πρόκειται για παρασκεύασµα). Οι διάφοροι υπολογισµοί πρέπει να παρουσιάζονται αναλυτικά. ΙV. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Γίνεται σχολιασµός της επιτυχίας ή µη της άσκησης και αναφέρονται οι πιθανοί λόγοι σε περίπτωση αποτυχίας. V. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Αναφέρεται η βιβλιογραφία που χρησιµοποιήθηκε για τη σύνταξη της άσκησης. Σηµείωση: Τα πειραµατικά αποτελέσµατα κάθε άσκησης καταγράφονται στο εργαστηριακό τετράδιο, το οποίο ο ασκούµενος παραδίδει στον υπεύθυνο αφού κρατήσει αντίγραφο για τη σύνταξη της έκθεσης. 4

5 ΑΣΚΗΣΗ Ι ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΛΕΥΡΙΟΥ α. Προσδιορισµός τέφρας. Ζυγίζονται 1-2g δείγµατος σε προζυγισµένο χωνευτήρι, το οποίο προηγουµένως έχει πυρωθεί σε θερµοκρασία 550 ο C (σκοτεινή ερυθροπύρωση). Ακολουθεί καύση σε θερµοκρασία όχι µεγαλύτερη των 550 ο C µέχρι να αποµείνει τέφρα απαλλαγµένη από άνθρακα. Μετά τη ψύξη σε ξηραντήρα το χωνευτήρι ζυγίζεται. Το ποσό της τέφρας βρίσκεται από τη διαφορά βάρους και ανάγεται επί τοις εκατό (%). β. Προσδιορισµός υγρής και ξηρής γλουτένης. Ζυγίζονται 33,33g αλεύρι και αναµειγνύονται µε 17mL απεσταγµένου ψυχρού νερού σε κάψα πορσελάνης, διαµέτρου 10-11cm και µε τη βοήθεια σπάτουλας σχηµατίζεται µια µαλακή µάζα που δεν κολλάει στα δάχτυλα. Για 30min αυτή η µάζα µαλάσσεται κάτω από τη συνεχή ροή νερού ο C που πέφτει κατά σταγόνες ώστε να αποχωριστεί το άµυλο και να αρχίσει να συσσωµατώνεται η γλουτένη. Η πλύση µε το νερό συνεχίζεται µέχρι να πάψει να ανιχνεύεται άµυλο στο νερό έκπλυσης. Η ανίχνευση γίνεται µε τη χρήση διαλύµατος ιωδίου. Τέλος, η γλουτένη συµπιέζεται µε τα δάχτυλα ώστε να αποµακρυνθεί το νερό που πλεονάζει και ζυγίζεται. Το ποσό που ζυγίζεται αν τριπλασιαστεί, παρέχει αµέσως την επί τοις εκατό (%) ποσότητα της λεγόµενης υγρής γλουτένης. Στη συνέχεια υποβάλλεται προς ξήρανση στο πυριαντήριο ( ο C) µέχρι σταθερού βάρους, για την εύρεση της λεγόµενης ξηρής γλουτένης. Η διαφορά µεταξύ του επί τοις εκατό (%) ποσού της υγρής γλουτένης αποτελεί τη λεγόµενη εφυδάτωση της γλουτένης. γ. Ανίχνευση οξειδωτικών. Μια ποσότητα αλευριού πιέζεται µε σπάτουλα σε επίπεδη επιφάνεια και σε αυτή ρίχνονται λίγες σταγόνες διαλύµατος ιωδιούχου καλίου 10% και υδροχλωρικού οξέος 20%. Η εµφάνιση µελανών στιγµάτων αποδεικνύει την παρουσία βελτιωτικών. 5

6 ΑΣΚΗΣΗ ΙΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΛΑΙΩΝ α. Προσδιορισµός βαθµού οξύτητας. Ο αριθµός οξύτητας είναι τα mg KOH που απαιτούνται για την εξουδετέρωση των ελευθέρων λιπαρών οξέων που περιέχονται σε 1g λιπαρής ύλης. Ο βαθµός οξύτητας κατά Köttstorfer παρέχει τον αριθµό των ml N/1 διαλύµατος NaOH ή KOH που απαιτούνται για την εξουδετέρωση των ελεύθερων λιπαρών οξέων που περιέχονται σε 100g λιπαρής ύλης. Ο βαθµός οξύτητας κατά Bürstyn παρέχει τον αριθµό των ml N/1 διαλύµατος NaOH ή KOH που απαιτούνται για την εξουδετέρωση των ελεύθερων λιπαρών οξέων που περιέχονται σε 100mL λιπαρής ύλης. Πολλές φορές το αποτέλεσµα του προσδιορισµού της οξύτητας στα φυτικά έλαια εκφράζεται σε ελαϊκό οξύ επί τοις εκατό (%). Η οξύτητα σε ελαϊκό οξύ υπολογίζεται µε πολλαπλασιασµό του βαθµού οξύτητας κατά Köttstorfer επί το συντελεστή Η ποσότητα των ελευθέρων οξέων που περιέχονται σε διάφορες λιπαρές ύλες εξαρτάται από τον τρόπο της παραλαβής και της διατήρησής τους. Ο προσδιορισµός της οξύτητας στις λιπαρές ύλες εκτελείται ως εξής: ιαλύονται 8-10g λίπους σε µίγµα ίσων µερών αιθέρα και αλκοόλης που έχει προηγουµένως εξουδετερωθεί. Προσθέτονται 3-4 σταγόνες φαινολοφθαλεΐνης (αλκοολικό διάλυµα 1%) και γίνεται εξουδετέρωση µε Ν/10 διάλυµα NaOH ή KOH. β. Προσδιορισµός αριθµού σαπωνοποίησης. Ο αριθµός σαπωνοποίησης ή αριθµός Köttstorfer παρέχει τα mg KOH που απαιτούνται για την πλήρη σαπωνοποίηση ενός γραµµαρίου λίπους ή ελαίου. Ο αριθµός σαπωνοποίησης λιπαρών υλών που περιέχουν µικρές µόνο ποσότητες ασαπωνοποίητων υλών εξαρτάται από το µέσο µοριακό βάρος των λιπαρών οξέων που περιέχονται στις λιπαρές ύλες. Ο προσδιορισµός του αριθµού σαπωνοποίησης απαιτεί τα εξής αντιδραστήρια: 1. Αλκοολικό διάλυµα ΚΟΗ: ιαλύονται 28g ΚΟΗ σε µικρή ποσότητα νερού, το διάλυµα µεταφέρεται σε ογκοµετρική φιάλη του ενός λίτρου και συµπληρώνεται έως τη χαραγή µε αλκοόλη. Η χρησιµοποιούµενη αλκοόλη πριν τη χρήση της, υποβάλλεται σε καθαρισµό µε προσθήκη 10g KOH ανά λίτρο αλκοόλης, παραµονή για λίγες µέρες και απόσταξη. 6

7 2. ιάλυµα N/2 HCl: Η απαιτούµενη ποσότητα υδροχλωρίου διαλύεται σε νερό και το διάλυµα συµπληρώνεται µέχρι ένα λίτρο. Η τιτλοδότηση γίνεται µε ανθρακικό οξύ. Ο προσδιορισµός του αριθµού σαπωνοποίησης εκτελείται ως εξής: Ζυγίζονται 1-2g της λιπαρής ύλης σε κωνική εσµυρισµένη φιάλη των 250mL προσθέτονται 25mL του αλκοολικού διαλύµατος ΚΟΗ τα οποία έχουν µετρηθεί ακριβώς µε προχοΐδα. Ακολουθεί θέρµανση του µίγµατος σε ατµούς υδρόλουτρου για 30min µε κάθετο ψυκτήρα. Το περιεχόµενο της φιάλης αναταράσσεται συχνά µε προσοχή ώστε να αποφευχθεί η εκτίναξη σταγονιδίων του υγρού προς το λαιµό της φιάλης. Όταν πια δε φαίνονται σταγονίδια λίπους, συνεχίζεται η θέρµανση για 15min ακόµα, καθώς στην αρχή γίνεται η µετεστεροποίηση των σχηµατιζόµενων ευδιάλυτων στην αλκοόλη αιθυλικών εστέρων που µε την παράταση της θέρµανσης σαπωνοποιούνται πλήρως. Στο θερµό ακόµα διάλυµα προσθέτονται λίγες σταγόνες αλκοολικού διαλύµατος φαινολοφθαλεΐνης (1%) και η περίσσεια ΚΟΗ εξουδετερώνεται µε διάλυµα Ν/2 HCl. Για κάθε σειρά προσδιορισµού είναι απαραίτητο να γίνεται, µε τον ίδιο τρόπο, λευκός προσδιορισµός χωρίς την παρουσία λίπους, ώστε να προσδιοριστεί η ισχύς του αλκοολικού διαλύµατος του ΚΟΗ έναντι του διαλύµατος Ν/2 HCl. Ο αριθµός σαπωνοποίησης υπολογίζεται µε τον τύπο: (α-β) 28 (αρ. σαπων.) =, γ όπου α είναι τα ml του διαλύµατος N/2 HCl που χρησιµοποιήθηκαν κατά το λευκό προσδιορισµό, β είναι τα ml του διαλύµατος N/2 HCl που χρησιµοποιήθηκαν κατά τον πραγµατικό προσδιορισµό και γ είναι η ποσότητα της λιπαρής ύλης σε g. γ. Προσδιορισµός αριθµού ή δείκτη ιωδίου. Ο αριθµός ή δείκτης ιωδίου είναι τα g ιωδίου που δεσµεύονται από 100g µιας λιπαρής ύλης για κορεσµό των περιεχόµενων ακόρεστων οξέων. Ανάλογα µε τον αριθµό των διπλών δεσµών που περιέχουν τα ακόρεστα οξέα, προσλαµβάνουν δύο, τέσσερα, έξι ή περισσότερα άτοµα αλογόνου, ενώ τα κεκορεσµένα λιπαρά οξέα δεν προσλαµβάνουν αλογόνο. Το ελαϊκό οξύ προσλαµβάνει δύο άτοµα αλογόνου και έχει αριθµό ιωδίου 89,96 και το λινελαϊκό προσλαµβάνει 4 άτοµα αλογόνου και έχει αριθµό ιωδίου 181,22. Η ταχύτητα προσθήκης του αλογόνου εξαρτάται από τη σύνταξη των ακόρεστων λιπαρών οξέων και από άλλους παράγοντες. Μερικές φορές όµως γίνεται αντικατάσταση ατόµων υδρογόνου από άτοµα αλογόνου και πρέπει να αποφεύγεται. Για τον προσδιορισµό του αριθµού ιωδίου εφαρµόζονται µέθοδοι όπως των Hűbl, Hanus, Wijs κ.ά. Αριθµός ιωδίου µε τη µέθοδο Hanus. 7

8 Αντιδραστήρια. 1. ιάλυµα αριθµού ιωδίου: Προσθέτονται 13g ιωδίου κοκκώδους (όχι συµπαγούς) σε φιάλη σκουρόχρωµη που περιέχει 1L glacial CH 3 COOH. Το αφήνουµε να αναδεύεται για τρεις µέρες σε µαγνητικό αναδευτήρα (χωρίς θέρµανση) σε απαγωγό. Μετά τρεις µέρες ανάδευση προσθέτονται 8g Br 2 (από τον υπεύθυνο της άσκησης) αναδεύεται και φυλάσσεται στο ντουλάπι. 2. ιάλυµα KI 10%: Χηµικώς καθαρό, απαλλαγµένο από ελεύθερο ιώδιο και ιωδικών αλάτων. Προσθέτονται 10g KI σε 100mL διαλύµατος. 3. Πρότυπο διάλυµα N/10 Na 2 S 2 O είκτης αµύλου: 2g αµύλου προσθέτονται µε συνεχή ανάδευση σε 250mL βραστό νερό για διάλυση. Το διάλυµα ψύχεται και φυλάσσεται σε γυάλινη φιάλη. 5. Χλωροφόρµιο. Προσδιορισµός. Σε κωνική φιάλη µε εσµυρισµένο πώµα (φιάλη ιωδίου) ζυγίζονται g λιπαρής ύλης και προσθέτονται 10mL χλωροφορµίου. Αναδεύονται για διάλυση. Προσθέτονται µε προχοΐδα 25mL από το παραπάνω αντιδραστήριο αριθµού ιωδίου και αναδεύονται. Πωµατίζεται η φιάλη και αφήνεται σε σκοτεινό χώρο για 30min, αναταράσσεται σε τακτά χρονικά διαστήµατα. Μετά τα 30min προσθέτονται στη φιάλη 15mL διαλύµατος ΚI 10% και ογκοµετρείται η περίσσεια ιωδίου µε πρότυπο διάλυµα N/10 Na 2 S 2 O 3, παρουσία αµύλου σαν δείκτη (1-2mL) µέχρι να εξαφανιστεί το κυανό χρώµα. Παράλληλα πραγµατοποιείται ένας λευκός προσδιορισµός (χωρίς τη λιπαρή ύλη). Αντιδράσεις: CH CH + ICl CH CH I Cl περίσσεια ICl + KI I 2 + KCl I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 2NaI + Na 2 S 4 O 6 I I Υπολογισµοί Ο αριθµός ιωδίου υπολογίζεται από τον τύπο: (α-β) (αρ. ιωδίου) =, γ 8

9 όπου α είναι τα ml του διαλύµατος N/10 Na 2 S 2 O 3 που χρησιµοποιήθηκαν κατά το λευκό προσδιορισµό, β είναι τα ml του διαλύµατος N/10 Na 2 S 2 O 3 που χρησιµοποιήθηκαν στο δείγµα και γ είναι το βάρος του δείγµατος σε g. Ο αριθµός ιωδίου για τις διάφορες λιπαρές ύλες κυµαίνεται όπως φαίνεται παρακάτω: δ. ιεργασία υδρογόνωσης. Αραβοσιτέλαιο Βαµβακέλαιο Βούτυρο Ελαιόλαδο Ηλιέλαιο Πρόβειο λίπος Βοδινό λίπος Σησαµέλαιο Σογιέλαιο Υδρογόνωση των λιπών και των ελαίων είναι η διεργασία κατά την οποία προστίθεται υδρογόνο στους διπλούς δεσµούς των ακόρεστων οξέων των γλυκεριδίων. Η διεργασία της υδρογόνωσης έχει σηµαντικό ενδιαφέρον από οικονοµική πλευρά, γιατί µε αυτή γίνονται αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες (κυρίως στο σηµείο τήξεως και στην πλαστικότητα) αλλά και στις χηµικές (δυνατότητα αυτοοξείδωσης και από αυτή ανάπτυξη ανεπιθύµητης οσµής και δυνατότητα αναστροφής της οσµής). Με τις µεταβολές αυτές (ανύψωση σηµείου τήξεως λόγω αύξησης της συγκέντρωσης των κορεσµένων εστέρων στις λιπαρές ύλες, βελτίωση της πλαστικότητας, ελάττωση της δυνατότητας ανάπτυξης δυσάρεστων οσµών), παράγονται προϊόντα περισσότερο επιθυµητά από το καταναλωτικό κοινό ή και αντικαθίστανται λιπαρές ύλες υψηλού κόστους µε προϊόντα παραπλήσιων ιδιοτήτων που λαµβάνονται µε κατεργασία φθηνών υλών. Η υδρογόνωση των λιπαρών υλών γίνεται όταν έρθει σε επαφή η λιπαρή ύλη µε αέριο υδρογόνο παρουσία καταλύτη. Η πορεία της υδρογόνωσης και η ταχύτητά της εξαρτώνται βεβαίως από τις συνθήκες εκτέλεσής της. Οι δυνατές αντιδράσεις κατά την υδρογόνωση των γλυκεριδίων C 18 ακόρεστων οξέων είναι: 1. λινολενικό λινολαϊκό ή ισολινελαϊκό 2. λινελαϊκό ελαϊκό ή ισοελαϊκό, ελαϊδινικό 3. ελαϊκό στεαρικό Επίσης ακόρεστα οξέα µε µικρότερο αριθµό ατόµων άνθρακα υφίστανται υδρογόνωση των διπλών τους δεσµών. Όπως φαίνεται παραπάνω τα προϊόντα της υδρογόνωσης µπορεί να είναι γλυκερίδια των φυσικών οξέων λινελαϊκού και ελαϊκού ή ισοµερών τους. Με υδρογόνωση λινελαϊκών εστέρων λαµβάνονται εστέρες του φυσικού ελαϊκού οξέος (διπλός δεσµός στη θέση 9) και του ισοελαϊκού (διπλός δεσµός στη θέση 12), που έχουν υψηλότερο σηµείο τήξης από τους 9

10 προηγούµενους. Ο µεθυλεστέρας του λινολενικού οξέος µε υδρογόνωση παρέχει και τους εστέρες του ισολινελαϊκού µε τους διπλούς δεσµούς στις θέσεις 8, 14 ή 9, 15 ή 10, 14 παράλληλα µε τους εστέρες του λινελαϊκού. Κατά την υδρογόνωση των ιχθυελαίων τα οποία περιέχουν γλυκερίδια των C 20 και C 22 ακόρεστων οξέων υπάρχουν περισσότερες δυνατότητες ισοµερών. Κατά την υδρογόνωση γίνεται και ισοµερίωση των cis φυσικών ισοµερών σε trans. ιάφορα ενεργά µέταλλα όπως Pt, Pd, Ni µπορούν να χρησιµοποιηθούν σαν καταλύτες για την υδρογόνωση των λιπαρών υλών. Στη βιοµηχανία χρησιµοποιείται σχεδόν αποκλειστικά το µεταλλικό νικέλιο σε σκόνη ή κατανεµηµένο σε αδρανές υπόστρωµα π.χ. αµίαντο ή γη διατόµων. Ο καταλύτης µεταλλικού νικελίου παράγεται γενικά µε αναγωγή άλατος ή οξειδίου του µετάλλου. Παλαιότερα χρησιµοποιούταν σαν πρώτη ύλη ανθρακικό νικέλιο υδρογονωµένο µε ρεύµα υδρογόνου στους 300 o C περίπου. Μετά την αναγωγή ο καταλύτης αναµιγνύεται µε έλαιο χωρίς προηγούµενη επαφή µε τον ατµοσφαιρικό αέρα και προστίθεται σαν αιώρηµα στον αντιδραστήρα. Η δραστικότητα ενός τέτοιου καταλύτη εξαρτάται από τις συνθήκες καταβύθισης του ανθρακικού νικελίου και είναι δύσκολη η αναπαραγωγικότητα των αποτελεσµάτων. Ένα άλλο άλας που χρησιµοποιείται είναι το µυρµηκικό νικέλιο, το οποίο ανάγεται σε χαµηλότερη θερµοκρασία (200 o C) και συνήθως σε διασπορά σε έλαιο. Μετά την αναγωγή το έλαιο έχει σκληρυνθεί, οπότε το µίγµα ψύχεται (µε ή χωρίς προσθήκη αδρανούς υποστρώµατος) και του δίνεται κάποια µορφή (π.χ. κύβος). Το µυρµηκικό νικέλιο µπορεί να χρησιµοποιηθεί αυτό καθ αυτό σαν καταλύτης, οπότε η αναγωγή του γίνεται µέσα σε αντιδραστήρα υδρογόνωσης του ελαίου. Το µυρµηκικό νικέλιο δίνει πιο εύκολα αναπαραγωγίσιµα αποτελέσµατα. Νικέλιο Raney παράγεται µε κατεργασία σκόνης κράµατος αργιλίου-νικελίου (1:1) µε υδατικό διάλυµα 20% υδροξειδίου του νατρίου. Με αυτό τον τρόπο σχεδόν όλο το αργίλιο αποµακρύνεται και παραµένει το νικέλιο λεπτά καταµερισµένο και πορώδες. Μετά από διήθηση και πλύση καλύπτεται µε έλαιο. Οι καταλύτες νικελίου χάνουν τη δραστικότητά τους µετά από ορισµένη χρήση οπότε το νικέλιο ανακτάται και επαναχρησιµοποιείται. Η δηλητηρίαση του καταλύτη επέρχεται µε διάφορα χηµικά αντιδραστήρια από τα οποία περισσότερο δραστικά είναι οι διάφορες θειούχες ενώσεις, για αυτό και οι προς υδρογόνωση λιπαρές ύλες υφίστανται προηγουµένως καθαρισµό µε εξουδετέρωση, διαύγαση ή και πληρέστερο εξευγενισµό. Επικρατεί η άποψη ότι πριν την υδρογόνωση, οι ολεφίνες χηµειορροφώνται στην επιφάνεια του καταλύτη. Είναι δυνατές δύο δοµές της χηµειορρόφησης ολεφίνης: 1. δοµή σ-συµπλόκου >C C< 2. δοµή π-συµπλόκου >C C< όπου είναι το ενεργό κέντρο του καταλύτη. Η δεύτερη άποψη επικρατεί. Για την υδρογόνωση χρησιµοποιούνται αντιδραστήρες διαλείποντος ή συνεχούς έργου. Οι πρώτοι είναι κυλινδρικοί αντιδραστήρες µε ικανότητα αντοχής στο κενό και σε µέσες πιέσεις, 10

11 χωρητικότητας 5-15 τόννων και είναι εφοδιασµένοι µε κάθετους αντιδραστήρες και µε σπειρώµατα θέρµανσης και ψύξης. Η λιπαρή ύλη και ο καταλύτης προσθέτονται στον αντιδραστήρα, αποµακρύνεται ο αέρας µε κενό, η θερµοκρασία ανέρχεται στους 180 o C περίπου και στη συνέχεια διαβιβάζεται υδρογόνο υπό καλή ανάδευση και ανακύκλωση (πίεση 3-5atm). Όταν η υδρογόνωση προχωρήσει µέχρι του επιθυµητού σηµείου, το οποίο διαπιστώνεται από τον αριθµό ιωδίου, το δείκτη διάθλασης ή και την κατανάλωση υδρογόνου, η κυκλοφορία του υδρογόνου διακόπτεται. Το υδρογόνο που υπάρχει στον αντιδραστήρα αποµακρύνεται υπό κενό και το προϊόν ψύχεται στους 80 o C και αποµακρύνεται ο καταλύτης µε διήθηση, απουσία αέρα. Κατόπιν προσθέτονται αντιοξειδωτικά ή άλλες πρόσθετες ύλες. Το προϊόν µετά την υδρογόνωση έχει συνήθως ψηλότερη οξύτητα από εκείνη της πρώτης ύλης και συνήθως απαιτείται πλύση µε διάλυµα υδροξειδίου του νατρίου. Η κατεργασία αυτή βοηθά και στην αποµάκρυνση ιχνών καταλύτη. Ακολουθεί συνήθως απόσµηση. Παρακάτω δίνεται ένας ενδεικτικός πίνακας από αριθµούς ιωδίου, δείκτες διαθλάσεως και σηµείων τήξεως για προϊόντα που προήλθαν από υδρογόνωση ορισµένων ελαίων. Είδος ελαίου λινέλαιο σογιέλαιο βαµβακέλαιο σουσαµέλαιο φυστικέλαιο ελαιόλαδο Αριθµός ιωδίου Σηµείο τήξεως είκτης (40 o C) διάθλασης Υδρογονωµένα έλαια. Σε µερικά συστήµατα διεργασιών στα οποία χρησιµοποιούνται αντιδραστήρες συνεχούς έργου, ο καταλύτης συνίσταται από ρινίσµατα νικελίου τοποθετηµένα σε κλώβο από µεταλλικό πλέγµα. Οι κλώβοι αυτοί τοποθετούνται σε σωληνωτό αντιδραστήρα (αγωγό) που θερµαίνεται µε ατµό ή έλαιο, µέσα από τον οποίο διέρχεται συνεχώς το έλαιο και το υδρογόνο. Κατά την έξοδο από το σωληνωτό αντιδραστήρα το έλαιο εξέρχεται υδρογονωµένο. Ο βαθµός υδρογόνωσης του ελαίου ελέγχεται µε ρύθµιση των συνθηκών της διεργασίας, της θερµοκρασίας, της ολικής πίεσης του αερίου και του ρυθµού ροής του ελαίου από τον αντιδραστήρα. Ο καταλύτης σε αυτά τα συστήµατα ενεργοποιείται ηλεκτρολυτικά όταν χρησιµοποιείται σαν άνοδος σε κελί ηλεκτρόλυσης, όπου ως κάθοδος χρησιµοποιείται νικέλιο και ο ηλεκτρολύτης είναι διάλυµα ανθρακικού νατρίου. Οι κλώβοι στη συνέχεια πλένονται και ξηραίνονται, η δε 11

12 οξειδωµένη επιφάνεια του καταλύτη υφίσταται αναγωγή µέσα στον αντιδραστήρα µε αέριο υδρογόνο σε υψηλές θερµοκρασίες. Ακολούθως, διαβιβάζεται το µίγµα ελαίου-υδρογόνου µέχρι ελάττωσης της αποτελεσµατικότητας του καταλύτη, λόγω δηλητηριάσεώς του, οπότε και επαναλαµβάνεται η διεργασία ενεργοποίησής του, µετά από προηγούµενη πλύση αυτού µε διαλύτη. Σε άλλα συνεχή συστήµατα υδρογόνωσης το µίγµα ελαίου-καταλύτη διαβιβάζεται µέσα από σωληνωτούς αντιδραστήρες υπό ορισµένη πίεση υδρογόνου, µε ταυτόχρονη καλή ανάµιξη και επαφή του αερίου µε το υγρό µίγµα. Πειραµατικό µέρος. Υλικά. 1. έλαιο, 2. λευκαντική ύλη, 3. καταλύτης νικελίου, 4. διατοµίτης. Συσκευή υδρογόνωσης. Η διαθέσιµη συσκευή υδρογόνωσης φαίνεται παρακάτω και είναι ένας µικρός αντιδραστήρας διαλείποντος έργου. Αντλία κενού Μανόµετρο Β Μανόµετρο Α Ατµόσφαιρα Φιάλη υδρογόνωσης εξαµενή Η 2 υψηλής πίεσης Η πιο µεγάλη θερµοκρασία που µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε αυτή τη συσκευή είναι o C, ενώ η πιο ψηλή πίεση υδρογόνου είναι ~4atm (60psi). Έχει µέγιστη χωρητικότητα g ελαίου. Το προς υδρογόνωση δείγµα ελαίου εξουδετερώνεται αρχικά µε 1.10Χ στη στοιχειοµετρική ποσότητα υδατικού διαλύµατος 4Ν NaOH και µε ανάδευση στους 70 o C. Έπειτα µετά από καθίζηση του άλατος αποχύνεται το έλαιο και πλένεται µε υδατικό διάλυµα NaCl 10 o Be και στη συνέχεια µε νερό. Μετά τη διήθηση λευκαίνεται µε 2% του βάρους της λευκαντικής γης σε θερµοκρασία 90 o C επί 15min. Με τη διήθηση, 150g του δείγµατος µε 0.5g καταλύτη και 0.2g διατοµίτη τοποθετούνται σε φιάλη πίεσης. Η φιάλη συνδέεται µε τη συσκευή και πάνω στη θερµαινόµενη πλάκα. Οι στρόφιγγες 1 και 2 είναι κλειστές, οι 3 και 4 είναι ανοιχτές στην ατµόσφαιρα. Το µανόµετρο Α δείχνει την πίεση του H 2 στη δεξαµενή. Η στρόφιγγα 3 κλείνει και η 4 στρέφεται ώστε να συνδεθεί το σύστηµα µε το κενό. Έπειτα ανοίγεται η 3 οπότε 12

13 αποµακρύνεται ο αέρας από τη φιάλη. Μετά κλείνει η 3 και ανοίγεται η 2 οπότε διαβιβάζεται υδρογόνο στη φιάλη της αντίδρασης ~125psi (µανόµετρο Β) και κλείνεται η 2. Ανοίγεται η 3 οπότε εκκενώνεται ξανά ο χώρος της φιάλης και κλείνει πάλι η 3. ιαβιβάζεται και πάλι υδρογόνο µέσω της 2 και εκκενώνεται πάλι η φιάλη κατά τον ίδιο τρόπο. Αυτές οι κινήσεις επαναλαµβάνονται 3 ή 4 φορές µε την αφαίρεση όλου του αέρα. Τελικά κλείνει η στρόφιγγα 3 και το σύστηµα είναι πλέον έτοιµο για την εκτέλεση της υδρογόνωσης. Ανοίγεται η 2 και αρχίζει η ανακίνηση της φιάλης για συνεχή ανάδευση του µίγµατος. Τα µανόµετρα Α και Β δείχνουν την ίδια ανάγνωση. Η τιµή της πίεσης αυξάνει µέχρι να αποκατασταθεί η θερµική ισορροπία (αύξηση της θερµοκρασίας) και έπειτα ελαττώνεται λόγω κατανάλωσης υδρογόνου. Για να ελεγχθεί συντοµότερα αν καταναλώνεται υδρογόνο κλείνεται η 2 και παρακολουθείται εάν ελαττώνεται η πίεση στο µανόµετρο Β, έπειτα ανοίγεται πάλι η 2. Η κατανάλωση υδρογόνου µπορεί να υπολογιστεί από την πτώση της πίεσης γνωρίζοντας τον όγκο της δεξαµενής και του χώρου υδρογόνωσης (που δεν περιέχει έλαιο) και οπωσδήποτε τη θερµοκρασία. Εάν επιθυµείται µεγαλύτερη ακρίβεια µπορεί να βαθµολογηθεί η συσκευή. Μετά το τέλος της υδρογόνωσης κλείνει η 2 και ανοίγει η 3 οπότε εκκενώνεται η φιάλη του υδρογόνου που αποµένει και µε την 4 έρχεται σε επαφή µε την ατµόσφαιρα. Ακολουθεί αποσύνδεση της φιάλης από τη συσκευή και το περιεχόµενο διηθείται εν θερµώ, υπό κενώ, σε γυάλινο ηθµό. Μετά την ψύξη προσδιορίζεται ο αριθµός ιωδίου και παρατηρούνται οι µεταβολές στις ιδιότητες της λιπαρής ύλης. 13

14 ΑΣΚΗΣΗ ΙΙΙ ΑΝΑΛΥΣΗ ΓΑΛΑΚΤΟΣ α. Προσδιορισµός πρωτεΐνης στο γάλα κατά Kjendahl. Η συνηθισµένη µέθοδος που χρησιµοποιείται για τον προσδιορισµό του αζώτου στις τροφές είναι η µέθοδος Kjendahl. Πειραµατικό µέρος. Με προσθήκη πυκνού H 2 SO 4 στο δείγµα και θέρµανση έχουµε οξείδωση της οργανικής ύλης προς CO 2, H 2 O και απελευθέρωση του αζώτου σαν NH 3. Η NH 3 δεσµεύεται από το H 2 SO 4 σαν (NH 4 ) 2 SO 4. Η αναγωγή του H 2 SO 4 δίνει SO 2 το οποίο είναι πτητικό. Οργανικές ενώσεις + H 2 SO 4 CO 2 + H 2 O + (NH 4 ) 2 SO 4 + SO 2 Η οξείδωση της οργανικής ύλης του δείγµατος (πέψη του δείγµατος) γίνεται σε ειδική συσκευή (συσκευή πέψης). Ορισµένη ποσότητα δείγµατος ζυγίζεται σε σωλήνα πέψης (ειδικός, ανθεκτικός, µακρόστενος σωλήνας). Προστίθεται Κ 2 SO 4 για να αυξηθεί το σηµείο βρασµού του διαλύµατος και έτσι η οξείδωση να γίνει σε υψηλότερη θερµοκρασία. Επίσης προστίθεται CuSO 4 για κατάλυση της οξείδωσης και πυκνό H 2 SO 4. Το διάλυµα ανακινείται πολύ προσεκτικά και ο σωλήνας πέψης τοποθετείται στην κατάλληλη θέση της συσκευής πέψης. Η συσκευή πέψης έχει 6 τέτοιες θέσεις για ισάριθµους σωλήνες πέψης. Οι σωλήνες καλύπτονται µε ειδικό σκέπασµα που απάγει τα παραγόµενα αέρια από την αντίδραση οξείδωσης και η συσκευή µπαίνει σε λειτουργία. Η πέψη της οργανικής ύλης γίνεται στους 430 o C για 35min και το ληφθέν διάλυµα είναι πρασινωπό. Ακολουθεί απόσταξη της NH 3 µε υδρατµούς. Απόσταξη της ΝΗ 3 µε υδρατµούς. Κάθε σωλήνας πέψης µε το διάλυµα τοποθετείται κατάλληλα στην αντίστοιχη θέση της συσκευής απόσταξης. Το χειρισµό της συσκευής απόσταξης θα σας δείξει ο υπεύθυνος της άσκησης. Σαν υποδοχέας του αποστάγµατος τοποθετείται κατάλληλα κωνική φιάλη των 250mL µε 20mL HCl 0.1N. Μπαίνει σε λειτουργία η συσκευή απόσταξης και προσθέτονται προσεκτικά, περίπου 60mL NaOH 30% στο σωλήνα πέψης. Με την προσθήκη του διαλύµατος NaOH 30% αποδεσµεύεται η NH 3 από το (NH 4 ) 2 SO 4. (NH 4 ) 2 SO 4 + 2NaOH 2NH 3 + Na 2 SO 4 + 2H 2 O Η NH 3 σαν πτητική, παρασύρεται από τους παραγόµενους υδρατµούς και καταλήγει στον υποδοχέα που περιέχει καθορισµένη ποσότητα πρότυπου διαλύµατος HCl 0.1N. NH 3 + HCl NH 4 Cl 14

15 Η ποσότητα του προτύπου διαλύµατος HCl 0.1N είναι περισσότερη απ όση απαιτείται για τη δέσµευση της παραγόµενης NH 3. Κατά τη διάρκεια της απόσταξης το διάλυµα του HCl αναδεύεται κατά διαστήµατα για καλύτερη δέσµευση της NH 3 από το HCl. Ακολουθεί ογκοµέτρηση της περίσσειας του προτύπου διαλύµατος HCl µε πρότυπο διάλυµα NaOH και δείκτη ηλιανθίνη. περίσσεια HCl + NaOH NaOH + H 2 O Μέθοδος. Σε σωλήνα πέψης ζυγίζονται 5g γάλα ή 3g γιαούρτι ή 1g τυρί, προσθέτονται 3g K 2 SO 4, 0.3g CuSO 4.H 2 O και πολύ προσεκτικά 10mL πυκνό H 2 SO 4. Ανακινείται πολύ προσεκτικά και τοποθετείται ο σωλήνας στη συσκευή πέψης. Σκεπάζονται όλοι οι σωλήνες µε το κατάλληλο πώµα και η συσκευή θέτεται σε λειτουργία. Θερµοκρασία πέψης 430 o C για 35min. Όταν τελειώσει η πέψη µεταφέρονται οι σωλήνες προσεκτικά στον απαγωγό. Μετά τοποθετείται κατάλληλα ο σωλήνας πέψης στη συσκευή απόσταξης µε υδρατµούς. Η λειτουργία της συσκευής πέψης υποδεικνύεται από τον υπεύθυνο της άσκησης. Σαν υποδοχέας τοποθετείται κωνική φιάλη που περιέχει 20mL 0.1Ν ή 40mL HCl 0.1Ν για το τυρί. Στο σωλήνα πέψης προσθέτονται 60mL NaOH 30% και ακολουθεί η έναρξη της απόσταξης µε υδρατµούς της ΝΗ 3, η οποία δεσµεύεται από το HCl 0.1Ν. Όταν ο όγκος του αποστάγµατος είναι 150mL διακόπτεται η απόσταξη και ογκοµετρείται η περίσσεια του HCl 0.1Ν µε πρότυπο διάλυµα NaOH 0.1Ν και δείκτη ηλιανθίνη. Υπολογισµοί. Η ποσότητα του αζώτου που περιέχεται στην ΝΗ 3 πολλαπλασιάζεται µε τον συντελεστή 6.37 οπότε και υπολογίζεται το συνολικό ποσό των αζωτούχων υλών (κυρίως πρωτεΐνης) που περιέχεται στο γάλα ή στο γιαούρτι ή στο τυρί. β. Προσδιορισµός λίπους στο γάλα µε τη µέθοδο Gerber. Αντιδραστήρια. 1. Θειικό οξύ, ειδικού βάρους : Παρασκευάζεται µε προσεκτική προσθήκη 1L H 2 SO 4 σε 31-35mL H 2 O. 2. Αµυλική αλκοόλη, ειδικού βάρους 0.815, σ.ζ o C, χωρίς φουρφουρόλη. Μέθοδος. 15

16 Σε ποτήρι ζέσεως των 100mL τοποθετείται 10.94mL γάλα ή 11.33g τυρί ή 5.67g γιαούρτι (περιεκτικότητας σε λίπος µέχρι 8% ή 12% αντίστοιχα). Προσθέτονται 10mL H 2 SO 4 και 1mL αµυλική αλκοόλη µε αυτή τη σειρά. Αναδεύονται µε γυάλινο ραβδάκι για διαλυτοποίηση. Μεταφέρονται στο βουτυρόµετρο Gerber. Πωµατίζεται καλά το βουτυρόµετρο µε ελαστικό πώµα, ανακινείται προσεκτικά και αρκετά (στηρίζοντας το πώµα), τοποθετείται το βουτυρόµετρο µε το πώµα προς τα πάνω σε υδρόλουτρο o C για 5min και φυγοκεντρείται για 3-4min σε θερµοστατούµενη φυγόκεντρο 60 o C και 1150 στροφές/λεπτό (οδηγίες από τον υπεύθυνο της άσκησης). Μετά ξανατοποθετείται το βουτυρόµετρο στο υδρόλουτρο κρατώντας το κατακόρυφα και προσεκτικά µε το βαθµολογηµένο στέλεχος προς τα πάνω. ιαβάζεται το ύψος της στοιβάδας του λίπους που έχει διαχωριστεί και που δίνει κατευθείαν το ποσό του λίπους σε g σε 100mL γάλακτος ή σε 100g γιαούρτι. 16

17 ΑΣΚΗΣΗ ΙV ΑΝΑΛΥΣΗ ΛΙΠΩΝ α. Προσδιορισµός ολικών λιπαρών µε εκχύλιση κατά Soxhlet. Κατά την ανάλυση των τροφίµων, ευφραντικών κ.λπ. µε τον όρο λίπος εννοείται γενικά ό,τι παραλαµβάνεται µε την εκχύλιση της άνυδρης ύλης, δηλαδή όλα τα µη πτητικά συστατικά που παραλαµβάνονται από την αποξηραµένη ουσία µε τη χρήση άνυδρου αιθέρα. Για τον προσδιορισµό της συνολικής ποσότητας λιπαρών υλών που περιέχονται στα διάφορα τρόφιµα υπάρχουν πολλές µέθοδοι οι οποίες µπορούν να καταταχθούν σε τρεις κυρίως οµάδες: 1. Στις µεθόδους όπου το λίπος παραλαµβάνεται από τη στερεά ή υγρή ύλη, µε ανάπτυξη µε κατάλληλο διαλύτη, είτε απευθείας είτε µετά από κατεργασία της προς ανάλυσης ύλης µε αλκάλια ή οξέα. 2. Στις µεθόδους όπου η παραλαβή γίνεται µε συστηµατική εκχύλιση της ξηραµένης ύλης (ή του ξηρού υπολείµµατος αν πρόκειται για υγρά). Η εκχύλιση γίνεται ή απευθείας ή µε προηγούµενη κατεργασία της σχετικής ύλης µε οξέα, διήθηση και ξήρανση. 3. Στις µεθόδους όπου η παραλαβή γίνεται µε φυγοκέντρηση της ύλης αφού προηγηθεί επεξεργασία της µε αλκάλια ή οξέα ή ουδέτερα άλατα. Πειραµατικό µέρος. Θα προσδιοριστεί το συνολικό λίπος σε φιστίκια µε τη συσκευή Soxhlet. Μελετάται η λειτουργία της συσκευής, µε τη βοήθεια του υπεύθυνου της άσκησης. Ζυγίζονται 5g (µε ακρίβεια 0.1g), λεπτοτριβηµένης και αποξηραµένης (για µια ώρα στους 110 o C) ύλης µέσα σε φυσίγγιο εκχύλισης που τοποθετείται στον εκχυλιστήρα της συσκευής. Ζυγίζεται µε ακρίβεια (0.01g) ο υποδοχέας της συσκευής µέσα στην οποία έχουν τεθεί τεµαχίδια πορσελάνης ή κοµµάτια κίσσηρης για να διευκολυνθεί ο βρασµός. Ακολουθεί η σύνδεση της όλης συσκευής και η προσθήκη µε χωνί ποσότητας αιθέρος ίση µε το 1½ του όγκου του εκχυλιστήρα. Αφού γίνει η σύνδεση του ψυκτήρα θέτεται σε λειτουργία η θέρµανση µέσω του µετασχηµατιστή τάσεως. Ο ρυθµός επαναρροής του αιθέρα στον ψυκτήρα πρέπει να είναι περίπου 2-3 σταγόνες/sec. Η εκχύλιση συνεχίζεται για 2½ ώρες. Με τη βοήθεια του υπευθύνου διακόπτεται η θέρµανση, αποσυνδέεται η συσκευή και αποµακρύνεται µε εξάτµιση ο αιθέρας από τον υποδοχέα µε τη βοήθεια του περιστρεφόµενου εξατµιστήρα, απουσία φλόγας. Το µεγαλύτερο µέρος του αιθέρα συλλέγεται σε φιάλη που έχει προψυχθεί στους 0 o C. Το υπόλειµµα του υποδοχέα ξηραίνεται στο πυριαντήριο (105 o C) µέχρι σταθερού βάρους και µετά από ψύξη σε ξηραντήρα ζυγίζεται µε ακρίβεια. 17

18 Γίνεται υπολογισµός της επί τοις εκατό (%) περιεκτικότητας σε λίπος της ξηραµένης ύλης. β. Ανίχνευση αντιοξειδωτικών και νοθείας µε παραφινέλαιο στο λάδι µε χρωµατογραφία λεπτής στοιβάδας (TLC). Α. Ανίχνευση νοθείας ελαίων µε παραφινέλαιο. 1. Πλάκες µε επίστρωση Al 2 O 3 τύπου G. Για την επίστρωση ζυγίζονται 40g Al 2 O 3 τύπου G και 75mL απεσταγµένο H 2 O σε εσµυρισµένη κωνική φιάλη των 250mL. Το µίγµα ανακινείται για 30-45sec και µεταφέρεται αµέσως στη συσκευή επιστρώσεως. 2. Πάχος επιστρώσεως: 0.25mm. 3. Συνθήκες ενεργοποιήσεως: 105 o C για µία ώρα. 4. ιαλύτης αναπτύξεως: πετρελαϊκός αιθέρας (60-80 o C). 5. Μέτωπο αναπτύξεως: 10cm. Με τη µέθοδο αυτή είναι δυνατό να ανιχνευθεί το παραφινέλαιο στα έλαια λινέλαιο, σουσαµέλαιο, ηλιέλαιο, καρυδέλαιο, αραχιδέλαιο, φοινικόλιπος και ελαιόλαδο. Η µέθοδος ανιχνεύει νοθεία έως 2% το ελάχιστο. Η ανίχνευση γίνεται µε ψεκασµό της πλάκας µε 0.2% διάλυµα 2, 7 διχλωροφλουοροσκεΐνης σε αιθανόλη και παρατήρηση µε λυχνία υπεριώδους του βαθιά κίτρινου χρώµατος φλουοροσκεΐνης σε σχέση µε το πρασινοκίτρινο περιβάλλον. Το παραφινέλαιο εµφανίζεται στο µέτωπο του διαλύτη ενώ το έλαιο εµφανίζεται σαν µία διάχυτη κηλίδα. Πειραµατικό µέρος. ίνονται προς ανίχνευση νοθείας τα δείγµατα Α, Β και Γ. Τοποθετείται µία σταγόνα από το κάθε δείγµα και από τα δύο πρότυπα διαλύµατα (ένα µε καθαρό παραφινέλαιο και ένα µε έλαιο νοθευµένο µε παραφινέλαιο), πάνω στην επιστρωµένη πλάκα σε ευθεία οριζόντια γραµµή µε τη βοήθεια του υπεύθυνου της άσκησης. Η ευθεία γραµµή θα απέχει από την αρχή της πλάκας 1.5cm ώστε κατά την τοποθέτησή της µέσα στο δοχείο ανάπτυξης να µην εµβαπτίζονται στο διαλύτη ανάπτυξης οι σταγόνες του δείγµατος και αποτύχει το χρωµατογράφηµα. Το µέτωπο του διαλύτη σηµειώνεται µε γραφίδα πάνω στην πλάκα. Ακολουθεί η πορεία όπως αναφέρθηκε παραπάνω. ίνεται απάντηση για την ύπαρξη ή µη νοθείας µε παραφινέλαιο στα δείγµατα. Πειραµατικό µέρος. ίνονται προς ανίχνευση νοθείας τα δείγµατα Α, Β και Γ. 18

19 Τοποθετείται µία σταγόνα από το κάθε δείγµα και από τα πρότυπα διαλύµατα των αντιοξειδωτικών πάνω στην επιστρωµένη πλάκα. Ακολουθεί η πορεία όπως αναφέρθηκε παραπάνω. Υπολογίζονται τα R f των ουσιών που ανιχνεύονται και δίνεται απάντηση για την ύπαρξη ή όχι αντιοξειδωτικών BHT και PG στα δείγµατα. 19

20 ΑΣΚΗΣΗ V ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΡΤΟΥ α. Προσδιορισµός ph και ολικά τιτλοδοτούµενης οξύτητας 15g άρτου αναµιγνύονται µε απιονισµένο νερό σε ποτήρι ζέσεως 100 ml, το οποίο αναδεύεται µε την βοήθεια µαγνητικού αναδευτήρα περίπου για περίπου 10min και το ph καταγράφεται. Στην συνέχεια µε τη βήθεια προχοΐδας προστίθεται διάλυµα NaOH 0.1N, µέχρι το ph να φτάσει στην τιµή 6.6. Η ολικά τιτλοδοτούµενη οξύτητα υπολογίζεται από τα καταναλισκόµενα ml του NaOH και εκφράζεται ως mg γαλακτικού οξέος ανά g άρτου. Αντιδραστήρια. 1. ιάλυµα NaOH N/10. β. Προσδιορισµός όγκου και ειδικού όγκου του άρτου Μετά από 15min από το ψήσιµο του άρτου, τοποθετείται σε ένα µεγάλο ποτήρι ζέσεως µε όγκο 2l και καλύπτεται µε σιναπόσπορο. Ο όγκος του άρτου υπολογίζεται αφαιρώντας τον όγκο του σιναπόσπορου, που παρέµενε µετά την έξοδο του άρτου από το ποτήρι ζέσεως, από τον όγκο του ποτηριού ζέσεως. Ο ειδικός όγκος υπολογίζεται διαιρώντας τον όγκο του άρτου µε το βάρος του. 20