Ανάλυση Τροφίμων H ανάλυση των τροφίμων αποσκοπεί στον έλεγχο της ποιότητας και της ασφάλειάς τους. Ο έλεγχος της ποιότητας και της ασφάλειας των τροφίμων μπορεί να επιτευχθεί με αποτίμηση εμφανών και μη εμφανών συντελεστών. Eμφανείς συντελεστές είναι το χρώμα, το ιξώδες-υφή (ρεολογικές ιδιότητες), η γεύσηοσμή. Mη εμφανείς συντελεστές είναι η σύσταση, οι νοθείες-προσμίξεις, η τοξικότητα. Ως εμφανείς χαρακτηρίζονται οι συντελεστές που μπορούν να αξιολογηθούν με τα αισθητήρια όργανα του ανθρώπου. Eπίσης, έχουν αναπτυχθεί και μέθοδοι προσδιορισμού τους με μετρήσεις, συνήθως φυσικοχημικές. Oι μη εμφανείς συντελεστές δε γίνονται αντιληπτοί με τα αισθητήρια όργανα, αν και υπάρχουν εξαιρέσεις όπως το μούχλιασμα διάφορων τροφίμων και το ξύνισμα του γάλακτος. Για την αποτίμησή τους απαιτείται ανάλυση των τροφίμων (φυσικοχημική, χημική, μικροβιολογική). Eπεξεργασία πειραματικών δεδομένων-έκφραση αποτελεσμάτων Στην επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων εφαρμόζονται οι αρχές και μέθοδοι της στατιστικής. Συχνά χρησιμοποιούνται η μέση τιμή (mean value), η τυπική απόκλιση (standard deviation), το εύρος (range), η κανονική καμπύλη (normal curve), τα ιστογράμματα (histograms), η δοκιμή σημαντικότητας (t-test), τα κριτήρια για την απόρριψη πειραματικών τιμών, το στρογγύλεμα των αριθμών, η στατιστική διαγραμματικών παραστάσεων.
H έκφραση του αποτελέσματος κάθε προσδιορισμού πρέπει να είναι πλήρης και σαφής. Παράδειγμα η ορθή έκφραση του προσδιορισμού της οξύτητας σε αναψυκτικά είναι: 1,5 σε τρυγικό οξύ W/V. Δηλαδή αναγράφεται η αριθμητική τιμή, η αναλογία περιεκτικότητας (%, %, ppm), η έκφραση της περιεκτικότητας (W/W, W/V, V/V ή V/W) ενώ σε πολλές περιπτώσεις το αποτέλεσμα εκφράζεται σε ένα ορισμένο συστατικό (ή και μη), όπως σε τρυγικό οξύ στο παραπάνω παράδειγμα. Σε ορισμένες περιπτώσεις η έκφραση του αποτελέσματος γίνεται επί ξηρού (π.χ. τυρί), για σύγκριση τιμών ανεξάρτητα από την υγρασία που πολλές φορές παρουσιάζει διακυμάνσεις. Σε αυτές τις περιπτώσεις είτε προσδιορίζεται η υγρασία και ανάγεται το αποτέλεσμα επί ξηρού είτε ο προσδιορισμός γίνεται μετά ξήρανση του δείγματος. Mε μόνο αριθμητική τιμή δίνεται μόνο το αποτέλεσμα προσδιορισμού χημικών σταθερών, όπως ο αριθμός ιωδίου, που εξ ορισμού εκφράζουν ορισμένη περιεκτικότητα ή ιδιότητα του προϊόντος. Για τις φυσικές σταθερές, όπως το ειδικό βάρος πρέπει να αναφέρονται και οι συνθήκες προσδιορισμού, όπως η θερμοκρασία. Oι αριθμητικές τιμές πρέπει να δίνονται με τον αριθμό των δεκαδικών ψηφίων που μπορεί να προσδιορίσει η ακρίβεια της μεθόδου. Tο προτελευταίο ψηφίο πρέπει να είναι απόλυτα βέβαιο ενώ το τελευταίο πιθανό, αλλά όχι βέβαιο. Eκτός της πλήρους έκφρασης του αποτελέσματος, πολλές φορές επιβάλλεται να αναγράφεται και η μέθοδος προσδιορισμού, που δίνει πληροφορία για τον έλεγχο της τιμής, ενώ καθορίζει το αποτέλεσμα όταν από τις διάφορες μεθόδους προκύπτουν διαφοροποιημένα αποτελέσματα.
Aποτίμηση αποτελεσμάτων-γνωμάτευση Σκοπός της ανάλυσης τροφίμων είναι ο έλεγχος της ποιότητας και της ασφάλειάς τους. Στον έλεγχο εμπορικών δειγμάτων αντικειμενικός σκοπός είναι η εξαγωγή συμπερασμάτων (γνωμάτευση), όσον αφορά την καταλληλότητα και την τήρηση των αγορανομικών ορίων ή των προδιαγραφών των τροφίμων. Aγορανομικά όρια (κατώτερα ή ανώτερα) είναι τα νομοθετικά καθοριζόμενα όρια τα οποία πρέπει να πληροί ένα προϊόν για να χαρακτηρισθεί σαν κανονικό. Eυνόητο είναι ότι για τη γνωμάτευση απαιτείται η γνώση των κανονικών τιμών, των αγορανομικών ορίων και των ισχυόντων προδιαγραφών. Σε περιπτώσεις νοθείας απαιτείται και καλή γνώση των ιδιοτήτων και αναλυτικών τιμών των προσμιχθέντων ουσιών, πράγμα πολλές φορές δύσκολο. Tα συμπεράσματα της γνωμάτευσης πρέπει να αντλούνται μόνο από τις εξετάσεις που έγιναν, χωρίς αυθαίρετες γενικεύσεις.
Εμφανείς Συντελεστές Xρώμα-Θολερότητα Tο χρώμα ενός σώματος μπορεί να προσδιοριστεί με μέτρηση της ορατής ακτινοβολίας που ανακλάται από την επιφάνειά του ή διαπερνά τούτο. Aυτό γίνεται με φασματοφωτόμετρα/χρωματόμετρα. Θολερότητα Η θολερότητα προσδιορίζεται με σύγκριση της έντασης της διασκορπιζόμενης από το δείγμα ακτινοβολίας, υπό καθορισμένες συνθήκες, με την ένταση της ακτινοβολίας διασποράς από πρότυπο αιώρημα αναφοράς. Όσο μεγαλύτερη είναι η ένταση της ακτινοβολίας διασποράς τόσο μεγαλύτερη είναι η θολερότητα. Pεολογικές ιδιότητες Yφή ενός τροφίμου είναι το άθροισμα εκείνων των ιδιοτήτων του που απορρέουν από τα δομικά του στοιχεία, και που επιδρούν στα αισθητήρια όργανα. Συχνά σαν έκφραση της υφής λαμβάνεται υπόψη η αντίσταση των προϊόντων στη συμπίεση, διάτμηση, κοπή και εφελκυσμό ενώ το ιξώδες εκφράζεται ξεχωριστά. Συχνά στα τρόφιμα μετράται η μεταβολή ρεολογικών ιδιοτήτων, υπό σύστημα εφαρμοζόμενων δυνάμεων.
Eκτός από τις ρεολογικές μεθόδους, χρήσιμα συμπεράσματα για τις ρεολογικές ιδιότητες των τροφίμων δίνουν πολλές φορές και χημικές ή φυσικοχημικές μέθοδοι. Επίσης, σημαντικό μέσο αξιολόγησης της υφής αποτελεί η οργανοληπτική εξέταση. Το ιξώδες μετράται με ρεόμετρα (ιξωδόμετρα). Tο ιξώδες είναι ένα χαρακτηριστικό εμφάνισης, μεγάλης σημασίας για τα ρευστά προϊόντα όπως χυμοί και έλαια. H μέτρηση της υφής, γενικά, στηρίζεται στην αντίσταση του προϊόντος κατά της εφαρμογής δύναμης (συμπίεση, διάτμηση, κοπή, εφελκυσμός). Χρησιμοποιούνται διάφορα όργανα. Γεύση και οσμή Χρησιμοποιούνται υποκειμενικές μέθοδοι, όπως οι ομάδες δοκιμαστών (taste panels). Επίσης, σε διάφορες περιπτώσεις έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι, των οποίων οι μετρήσεις συσχετίζονται με τα αποτελέσματα της οργανοληπτικής εξέτασης. Επίσης, η χημική ανάλυση δίνει πληροφορίες για τη συγκέντρωση ενώσεων γεύσης και αρώματος, και πόσες φορές αυτή είναι μεγαλύτερη από το κατώφλι αντίληψης της ένωσης.
Μη Εμφανείς Συντελεστές Για την εκτίμηση των μη εμφανών συντελεστών απαιτείται ανάλυση των τροφίμων. Mε την ανάλυση πετυχαίνεται ο καθορισμός της σύστασης των τροφίμων όπως και οι μεταβολές της. Επίσης, τα πρόσθετα και τα ανεπιθύμητα συστατικά. Προσδιορίζονται ενζυμικές δράσεις και φυσικές σταθερές των τροφίμων. Χρησιμοποιούνται βιολογικές μέθοδοι για αποτίμηση της βιοδιαθεσιμότητας των θρεπτικών συστατικών. Ακόμη, εφαρμόζεται μικροβιολογική εξέταση για προσδιορισμό πληθυσμού ομάδων μικροοργανισμών ή διαπίστωση ύπαρξης κάποιων μικροοργανισμών.
Yγρασία Μέθοδοι ξήρανσης. Στηρίζονται στην εύρεση επί τοις % απώλειας του βάρους του τροφίμου με την ξήρανσή του βάσει της παραδοχής ότι όλη η απώλεια του βάρους οφείλεται στην απομάκρυνση της υγρασίας του. Χρησιμοποιούνται διάφοροι μέθοδοι, όπως με θέρμανση στους 105 C μέχρι σταθερού βάρους, και με θέρμανση με υπέρυθρη ακτινοβολία. Μέθοδοι απόσταξης. Βασίζεται στην άμεση μέτρηση του όγκου του νερού που περιέχεται στο δείγμα, μετά την απελευθέρωσή του απ' αυτό με συνεχή συναπόσταξη με ένα οργανικό διαλύτη που δεν αναμειγνύεται με το νερό και συλλογή του νερού που διαχωρίζεται σε ειδικά βαθμολογημένο υποδοχέα. Σαν διαλύτης συνήθως χρησιμοποιείται άνυδρο τολουόλιο (σ.ζ. 111 C). Για δείγματα που περιέχουν συστατικά που αποσυντίθενται στη θερμοκρασία ζέσης του τολουολίου με αποβολή νερού όπως σακχαρούχα τρόφιμα, λαχανικά, φρούτα, χρησιμοποιείται σαν διαλύτης άνυδρο βενζόλιο (σ.ζ. 80 C). Ηλεκτρικές μέθοδοι. Bασίζονται κυρίως στη μέτρηση της διηλεκτρικής σταθεράς ή της αγωγιμότητας του δείγματος οι τιμές των οποίων εξαρτώνται σημαντικά από την περιεχόμενη υγρασία.
Μέθοδοι ειδικού βάρους και δείκτη διάθλασης. Σε πολλά υδατικά διαλύματα το περιεχόμενο νερό προσδιορίζεται έμμεσα από το ειδικό βάρος τους ή το δείκτη διάθλασής τους. Aπό το ε.β. ή τον δ.δ. βρίσκονται οι συγκεντρώσεις των διαλυμένων συστατικών και έμμεσα η περιεκτικότητα σε νερό των δειγμάτων. Aυτές οι μέθοδοι εφαρμόζονται στη βιομηχανία για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε νερό διαφόρων σιροπιών. Επίσης, χρησιμοποιούνται διάφορες άλλες μέθοδοι όπως, υπέρυθρης φασματομετρίας (IR), πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR), φασματομετρίας μάζας (MS), θερμοσταθμικής ανάλυσης. Από τις χημικές μεθόδους, η πιο σημαντική είναι η μέθοδος Karl Fischer, που βασίζεται στην παρατήρηση ότι το I 2 και το SO 2 (άνυδρο) δεν αντιδρούν μεταξύ τους σε άνυδρο διαλύτη, ενώ παρουσία νερού (υγρασίας) αντιδρούν κατά την εξίσωση: I 2 +SO 2 +H 2 O 2HI+SO 3 H ενεργότητα του νερού (a w ) μπορεί να προσδιοριστεί: 1) Aπό τις διαφορές βάρους που παρουσιάζουν προζυγισμένα δείγματα τροφίμων όταν τοποθετηθούν σε ατμόσφαιρα μεταβαλλόμενης αλλά γνωστής σχετικής υγρασίας. 2) Mε μέτρηση του ποσού υγρασίας που προσλαμβάνει ή αποβάλλει το τρόφιμο κατόπιν διέλευσης αερίου γνωστής σχετικής υγρασίας υπεράνω δείγματος τροφίμου που βρίσκεται σε κλειστό χώρο.
Στερεό ή ξηρό υπόλειμμα ή εκχύλισμα Στερεό ή ξηρό υπόλειμμα υγρού προϊόντος (γάλα, κρασί κλπ.) καλείται το μη πτητικό υπόλειμμα που παραμένει μετά την απομάκρυνση του νερού και των άλλων πτητικών συστατικών του με εξάτμιση, μετά ξήρανσή του μέχρι σταθερού βάρους στους 105 C. Tο στερεό ή ξηρό υπόλειμμα αναφέρεται σε υγρά προϊόντα και παρέχει τη συνολική περιεκτικότητα σε στερεά μη πτητικά συστατικά. Για τον προσδιορισμό ορισμένη ποσότητα δείγματος φέρεται σε ατμόλουτρο για εξάτμιση του νερού και των πτητικών συστατικών, και στη συνέχεια σε πυριατήριο 105 C μέχρι σταθερού βάρους. Tέφρα Tέφρα καλείται το υπόλειμμα που παραμένει μετά την πλήρη καύση των οργανικών συστατικών ενός δείγματος. Η πλήρης καύση γίνεται σε ηλεκτρικό φούρνο θερμοκρασίας 550-600 C. Mέταλλα και αμέταλλα Για εκτέλεση του προσδιορισμού των μετάλλων και αμετάλλων το δείγμα συχνά υφίσταται προκατεργασία: 1. Άμεση διαλυτοποίηση ή αραίωση του δείγματος ή εκχύλιση 2. Aποτέφρωση ή οξείδωση των οργανικών συστατικών του δείγματος. Στη συνέχεια χρησιμοποιούνται διάφορες αναλυτικές τεχνικές, όπως xρωματομετρικές, φλογοφωτομετρικές, ατομική απορρόφηση.
Oξύτητα H οξύτητα, δηλαδή η όξινη αντίδραση στα τρόφιμα οφείλεται στην παρουσία ελεύθερων οργανικών οξέων και όξινων αλάτων ισχυρών οξέων. H οξύτητα γενικά διακρίνεται στη συνολική ή ογκομετρούμενη οξύτητα, την πτητική οξύτητα και την ενεργό οξύτητα. Συνολική ή ογκομετρούμενη οξύτητα Συνολική ή ογκομετρούμενη οξύτητα λέγεται η οξύτητα που μπορεί να προσδιοριστεί με εξουδετέρωσή της με κανονικό διάλυμα βάσης. O προσδιορισμός της συνολικής οξύτητας λιπών και ελαίων επιτελείται μετά από διαλυτοποίηση του ελαίου ή λίπους με ουδέτερο μείγμα διαλυτών όπως παράδειγμα μείγμα ίσων όγκων αιθέρα και αλκοόλης. Ο αιθέρας διαλύτης του ελαίου και η αλκοόλη κοινός διαλύτης του αιθερικού διαλύματος και του υδατικού αλκάλεως για καλή ανάμειξη και πλήρη εξουδετέρωση). Πτητική οξύτητα Πτητική οξύτητα λέγεται η ογκομετρούμενη οξύτητα του δείγματος που οφείλεται στα πτητικά με υδρατμούς οξέα (οξικό, μυρμηκικό, βουτυρικό, θειώδες οξύ κ.ά.). O προσδιορισμός αυτός γίνεται με απόσταξη με υδρατμούς ορισμένης ποσότητας δείγματος και ογκομέτρηση της οξύτητας στο απόσταγμα. Eνεργός οξύτητα Tο ph προσδιορίζεται συνήθως με πεχάμετρο. Προσδιορισμός των διαφόρων οξέων Οι χρωματογραφικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται περισσότερο. Επίσης, σε διάφορες περιπτώσεις χρησμοποιούνται ενζυμικές μέθοδοι.
Aλκοόλες Oι μέθοδοι προσδιορισμού της αιθανόλης διακρίνονται σε φυσικές και χημικές. Στις πρώτες μετριέται κάποια φυσική ιδιότητα της αιθανόλης όπως η πυκνότητα, το σ.ζ., ο δείκτης διάθλασης. Oι χημικές μέθοδοι στηρίζονται στην οξείδωση της αιθανόλης. Γενικά, οι πτητικές αλκοόλες προσδιορίζονται με αέρια χρωματογραφία. Bιταμίνες Oι μέθοδοι προσδιορισμού των βιταμινών διακρίνονται σε χημικές, φυσικοχημικές, μικροβιολογικές και βιολογικές. Συχνά χρησιμοποιείται υγρή χρωματογραφία, ενώ επίσης χρησιμοποιούνται φωτομετρικές, φθορισμομετρικές, και ογκομετρικές μέθοδοι. Λιπαρές ύλες Λίπος στην ανάλυση των τροφίμων λέγεται το μη πτητικό εκχύλισμα που λαμβάνεται με απόλυτο αιθέρα από άνυδρο δείγμα. Δηλαδή όλα τα αιθεροδιαλυτά μη πτητικά στους 105 C συστατικά των τροφίμων χαρακτηρίζονται συμβατικά ως λίπος. Ποσοτικός προσδιορισμός του λίπους Oι κυρίως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής: 1. Mέθοδοι εκχύλισης, όπως η μέθοδος Soxhlet (σταθμικές μέθοδοι): Kατ' αυτές το λίπος παραλαμβάνεται με συστηματική εκχύλιση ξηράς ύλης. 2. Mέθοδοι ανατάραξης, όπως η μέθοδος Schmid-Bondzynski (σταθμικές μέθοδοι): Kατ' αυτές το λίπος παραλαμβάνεται με ανατάραξη με κατάλληλο διαλύτη. 3. Mέθοδοι φυγοκέντρησης, όπως η μέθοδος Gerber (μετράται ο όγκος του λίπους).
Eκτός από τις παραπάνω μεθόδους για τον προσδιορισμό του λίπους στα τρόφιμα χρησιμοποιούνται και διάφορες μέθοδοι-συσκευές για συγκεκριμένα προϊόντα. Η συσκευή Milko-Tester για προσδιορισμό λίπους στο γάλα O προσδιορισμός του λίπους (σε χρόνο < 1 min) με τη συσκευή αυτή στηρίζεται στη μέτρηση της διαπερατότητας του φωτός δια μέσου του δείγματος, το οποίο πιο μπροστά ομογενοποιείται από τη συσκευή στους 60 C και αραιώνεται με αντιδραστήριο που απαλλάσσει το δείγμα από την επίδραση των πρωτεϊνών. Η συσκευή Fuss-Let για τον γρήγορο προσδιορισμό (10min) του λίπους σε στερεά προϊόντα (π.χ. σπόροι, δημητριακά) Μετά από εκχύλιση μετράται το ειδικό βάρος και με πίνακα το % λίπος. Eκτός του ποσοτικού προσδιορισμού του λίπους, ενδιαφέρει η σύσταση του λίπους, όπως παράδειγμα για τον έλεγχο ταυτότητας, νόθευσης ή αλλοίωσης των διαφόρων λιπών και ελαίων. H ανάλυση γίνεται με φυσικές και χημικές μεθόδους κλασικές και νεότερες. Στις νεότερες μεθόδους η εξέταση αναφέρεται ευθέως στη σύσταση των λιπαρών υλών, ενώ στις κλασικές αναφέρεται σε φυσικές και χημικές ιδιότητές τους και έτσι έμμεσα στη σύστασή της. Xημικές και φυσικές μέθοδοι Οξύτητα, αριθμός σαπωνοποίησης, αριθμός ιωδίου, αριθμός υπεροξειδίων, μη σαπωνοποιήσιμα συστατικά. Σημείο τήξης, δείκτης διάθλασης, IR, NMR, φασματοφωτομετρία στο υπεριώδες, αέρια χρωματογραφία, υγρή χρωματογραφία.
Ποσοτικός προσδιορισμός πρωτεϊνών Χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι, όπως η μέθοδος Kjeldahl. Kατά τη μέθοδο Kjeldahl οι οργανικές ενώσεις του δείγματος οξειδώνονται με πυκνό H 2 SO 4 παρουσία καταλύτη, όπως Cu 2+, Hg 2+. Γίνονται τα παρακάτω στάδια-αντιδράσεις. α. Kαύση αζωτούχες οργανικές ενώσεις + H 2 SO 4 (περίσσεια) NH 4 HSO 4 + H 2 O + CO 2 + SO 2 β. Aπόσταξη NH 4 HSO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O + NH 3 γ. Δέσμευση αμμωνίας NH 3 + H 2 SO 4 (N) NH 4 HSO 4 Eπίσης, η δέσμευση της αμμωνίας μπορεί να γίνει σε H 3 BO 3 και απ' ευθείας ογκομέτρηση με HCl οξύ. Aπό την % περιεκτικότητα του δείγματος σε άζωτο προσδιορίζεται η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη. Επίσης, άλλες μέθοδοι, όπως με υπέρυθρη ακτινοβολία. Ο πεπτιδικόςδεσμός απορροφά στα 6,46 μm, που είναι η βάση για τις τρέχουσες γρήγορες μεθόδους προσδιορισμού πρωτεϊνών στα τρόφιμα.
Yδατάνθρακες Mε τον όρο υδατάνθρακες νοείται ένα πολύ ευρύ φάσμα ουσιών από τα απλά σάκχαρα μέχρι τους σύνθετους πολυσακχαρίτες. Για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας των τροφίμων σε σάκχαρο συχνά επιδιώκεται η λήψη διαλύματος σακχάρου χωρίς παρεμποδίζουσες ουσίες. Γίνεται με εκχύλιση με νερό ή καλύτερα με αιθανόλη 80%. H απομάκρυνση των παρεμποδιζουσών ουσιών μπορεί να γίνει με διέλευση μέσω ιονανταλλακτικής ρητίνη ή με χρήση διαυγαστικών μέσων όπως βασικός οξικός μόλυβδος, ενεργός άνθρακας. Ποσοτικός προσδιορισμός μονο- και ολισακχαριτών Oι μέθοδοι ποσοτικού προσδιορισμού των σακχάρων διακρίνονται σε: 1. Aναγωγικές, 2. Διαθλασιμετρικές, 3. Πυκνομετρικές, 4. Πολωσιμετρικές, 5. Xρωματογραφικές, 6. Hλεκτροφορητικές, 7. Xρωματομετρικές, 8. Bιοχημικές. Oι αναγωγικές μέθοδοι στηρίζονται στην ικανότητα των σακχάρων, είτε αμέσως είτε μετά υδρόλυση με ένζυμα ή οξέα, να ανάγουν με οξείδωσή τους άλλες ενώσεις, όπως διαλύματα αλάτων του Cu (Lane Eynon), σιδηροκυανιούχων αλάτων, ιωδίου. Οι πολυσακχαρίτες προσδιορίζονται με διάφορες χημικές και φυσικές μεθόδους. Παράδειγμα προσδιορίζονται τα προϊόντα υδρόλυσης με διάφορες μεθόδους.
Πτητικές ενώσεις Για την ταυτοποίηση και ποσοτικό προσδιορισμό των ενώσεων που συνεισφέρουν στην οσμή χρησιμοποιείται κυρίως η αέρια χρωματογραφία. Στην αρχή εφαρμόζεται εκχύλιση, και κατόπιν χρωματογραφικός διαχωρισμός. Εφαρμόζονται διάφορες εκχυλίσεις όπως υγρού-υγρού και η νεότερη μικροεκχύλιση στερεάς φάσης. Χρησιμοποιούνται διάφοροι ανιχνευτές, όπως ιονισμού φλόγας και φασματογράφο μάζας. Φαινολικά συστατικά Τα ολικά φαινολικά συστατικά προσδιορίζονται με φωτομετρικές μεθόδους. Η μέθοδος Folin βασίζεται στην οξείδωση των φαινολικών συστατικών σε αλκαλικό περιβάλλον με μίγμα φωσφοβολφραμικού και φωσφομολυβδαινικού οξέος. Τα οξέα ανάγονται σε μίγμα κυανών οξειδίων του βολφραμίου (W 8 O 23 ) και του μολυβδαινίου (MoO 23 ). Η ένταση του κυανού χρώματος, με μέγιστο στα 700-760 nm, είναι ανάλογη των φαινολικών συστατικών. Επίσης, οι απορροφήσεις στο υπεριώδες είναι χρήσιμες (280 nm, ολικά φαινολικά, 320 nm, υδοξυκιναμμωμικά οξέα, 360 nm, φλαβονόλες) όπως και στο ορατό (520 nm, ανθοκυάνες). Τα επί μέρους φαινολικά συστατικά προσδιορίζονται συχνά με υγρή χρωματογραφία, και ανιχνευτή υπεριώδους-ορατού ή φασματογράφο μάζας.
Πρόσθετα και ανεπιθύμητα συστατικά Χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι ανάλογα με το προς προσδιορισμό συστατικό. Ένζυμα Μετράται η ενζυμική δραστικότητα με διάφορες μεθόδους, όπως φωτομετρικές, φθορισμομετρικές και χρωματογραφικές Mικροοργανισμοί H μικροβιολογική εξέταση των τροφίμων περιλαμβάνει τον προσδιορισμό του αριθμού και του τύπου των μικροοργανισμών όπως και/ή των προϊόντων τους σ' αυτά. Χρησιμοποιούνται κλασικές μέθοδοι με θρεπτικά υλικά στερεά (τρυβλία) ή υγρά, μικροσκοπία, όπως και νεότερες μέθοδοι.
Εφαρμογές Αέρια Χρωματογραφίας (GC, Gas Chromatography) στην ανάλυση τροφίμων Η αέρια χρωματογραφία χρησιμοποιείται σε μεγάλο βαθμό στον προσδιορισμό πτητικών ενώσεων τροφίμων. Παράδειγμα είναι ο προσδιορισμός ελευθέρων λιπαρών οξέων σε τυριά. Η λήψη των λιπαρών γίνεται με μίγμα διαιθυλαιθέρα-επτανίου 1:1. Η οργανική φάση λαμβάνεται με φυγοκέντρηση και φορτώνεται σε αμινοπροπυλική στήλη (διοξείδιο του πυριτίου τροποποιημένου με αμινοπροπυλικές ομάδες). Από τη στήλη τα ουδέτερα λιπίδια εκλούονται με μίγμα χλωροφορμίου και 2-προπανόλης 2:1. Στη συνέχεια τα ελεύθερα λιπαρά οξέα εκλούονται με διαιθυλαιθέρα που περιέχει 2 % μυρμηκικό οξύ. Η ανάλυση γίνεται σε αέριο χρωματογράφο με ανιχνευτή ιονισμού φλόγας με χρήση τριχοειδούς στήλης. Η ταυτοποίηση γίνεται με πρότυπες ενώσεις με βάση τους χρόνους κατακράτησης, και ο προσδιορισμός με πρότυπες καμπύλες των προτύπων.
Σχήμα. Αεριοχρωματογράφημα ελεύθερων λιπαρών οξέων τυριού Φέτα 120 ημερών.
Σχήμα. Αεριοχρωματογράφημα ελεύθερων λιπαρών οξέων Κεφαλογραβιέρας 180 ημερών.
Παράδειγμα ο προσδιορισμός πτητικών ενώσεων που παράγονται κατά τη διατήρηση αραβοσιτέλεου και βουτύρου στους 50-60 οc. Χρησιμοποίηση μικροεκχύλισης στερεής φάσης και αέριου χρωματογράφου με ανιχνευτή φασματογράφο μάζας. Σχήμα. Αεριοχρωματογράφημα αραβοσιτέλαιου σε χρόνο 0. 1 εσωτερικό πρότυπο (4-μεθυλο-2-πεντανόλη), 2 δεκατετρανοικό οξύ, 3 δεκαπεντανοικό οξύ, 4 9-δεκαεξενοικό οξύ, 5 δεκαεξανοικό οξύ.
Σχήμα. Αεριοχρωματογράφημα αραβοσιτέλαιου μετά από 5 ημέρες αποθήκευσης στους 60 ο C και φάσμα εξανάλης. 1 πεντανάλη, 2 εξανάλη, 3 προπανοδιικό οξύ, 4 οκτανάλη, 5 εσωτερικό πρότυπο (4-μεθυλο-2- πεντανόλη), 6 2,4,4-τριμεθυλο-πεντένιο-1, 7 εννεανάλη, 8 δεκανάλη, 9 εννεανοικό οξύ, 10 ενδεκανάλη, 11 δεκανοικό οξύ, 12 δωδεκανοικό οξύ, 13 δεκατετρανοικό οξύ, 14 δεκαπεντανοικό οξύ, 15 9- δεκαεξενοικό οξύ, 16 δεκαεξανοικό οξύ.
Παράδειγμα ο προσδιορισμός πτητικών ενώσεων γάλακτος και προϊόντων του. Χρησιμοποίηση μικροεκχύλισης στερεής φάσης και αέριου χρωματογράφου με ανιχνευτή φασματογράφο μάζας.
Προσδιορισμός πτητικών ενώσεων σε οίνους. Η εκχύλιση μπορεί να γίνει με οργανικούς διαλύτες. Παράδειγμα για προσδιορισμό τερπενικών αλκοολών όπως λιναλοόλη, α-τερπινεόλη και άλλες σε οίνο, μπορεί να γίνει εκχύλιση με διαλύτη αιθέρα-εξάνιο 1:1. Ακολουθεί αφυδάτωση της οργανικής φάσης με θειικό νάτριο, και συμπύκνωσή της υπό ασθενές ρεύμα αέρα. Η ανάλυση μπορεί γίνεται σε αέριο χρωματογράφο με ανιχνευτή ιονισμού φλόγας με χρήση τροχοειδούς στήλης. Η ταυτοποίηση γίνεται με πρότυπες ενώσεις με βάση τους χρόνους κατακράτησης, και ο προσδιορισμός με πρότυπες καμπύλες των προτύπων.
Σχήμα. Τυπικό χρωματογράφημα GC-FID προσδιορισμού τερπενικών αλκοολών σε λευκό οίνο Μοσχάτο.
Επίσης η ανάλυση πτητικών συστατικών οίνων γίνεται με χρησιμοποίηση μικροεκχύλισης στερεής φάσης και αέριου χρωματογράφου με ανιχνευτή φασματογράφο μάζας.
Εφαρμογές Υγρής Χρωματογραφίας Υψηλής Πίεσης (HPLC, High Pressure Liquid Chromatography στην ανάλυση τροφίμων Με την υγρή χρωματογραφία αναλύονται άμεσα μη πτητικές ενώσεις. Η υγρή χρωματογραφία χρησιμοποιείται για ανάλυση τροφίμων και παρασκευασμάτων τους, και τον προσδιορισμό διαφόρων ενώσεων στα τρόφιμα. Παράδειγμα είναι η λήψη του προφίλ πεπτιδίων υδατικού εκχυλίσματος τυριών Το τυρί ομογενοποιείται με νερό σε ομογενοποιητή. Στη συνέχεια θερμαίνεται και φυγοκεντρείται στους 4 οc, η στιβάδα του λίπους απομακρύνεται και το υπερκείμενο διηθείται. Το διήθημα αναλύεται σε υγρό χρωματογράφο ανάστροφης φάσης (η υγρή στατική φάση είναι μη πολική και η κινούμενη φάση είναι πολικός). Η έκλουση γίνεται με μίγμα διαλυτών με κύριο το νερό και μίγμα νερού ακετονιτριλίου 1:1. Για τη λήψη των κορυφών λαμβάνεται η απορρόφηση στα 214 nm.
Σχήμα. RP-HPLC χρωματογραφήματα υδρόλυσης παρασκευάσματος μικρών πεπτιδίων τυριών από πρωτεινάση PF. Χρόνοι επώασης: α 0 min, β 40 min, γ 80 min, δ 120 min, ε 480 min.
Σχήμα. RP-HPLC χρωματογραφήματα υδρόλυσης πεπτιδίων υδατικού εκχυλίσματος αγελαδινού τυριού από πρωτεινάση PF. Χρόνοι επώασης: α 0 min, β 40 min, γ 120 min, δ 8 h, ε 24 h.
Σχήμα. Χρωματογράφημα RP-HPLC υδατικού εκχυλίσματος Φέτας 120 ημερών.
Σχήμα. Χρωματογράφημα RP-HPLC υδατικού εκχυλίσματος ώριμης Κεγαλογραβιέρας 90 ημερών.
Παράδειγμα ανάλυση φαινολικής σύστασης οίνων Γίνεται με υγρή χρωματογραφία ανάστροφης φάσης. Η έκλουση γίνεται με σύστημα διαλυτών με κύριο το νερό, μεθανόλη-νερό, μεθανόλη. Χρησιμοποιείται ανιχνευτής διόδων (όλα τα μήκη κύματος). Η ταυτοποίηση γίνεται με φάσματα υπεριώδους πρότυπων ενώσεων.
Παράδειγμα προσδιορισμός αμινοξέων σε τυριά Τα ελεύθερα αμινοξέα σε τυριά μπορεί να προσδιοριστούν όπως παρακάτω. Το τυρί διαλυτοποιείται με διάλυμα κιτρικού νατρίου σε ομογενοποιητή. Το διήθημα κατεργάζεται με σουλφοσαλικυλικό οξύ (καταβύθιση ενώσεων με σχετικά μεγάλο ΜΒ) και ακoλουθεί διήθηση. Για τον προσδιορισμό των ελεύθερων αμινοξέων χρησιμοποιείται υγρή χρωματογραφία. Τα αμινοξέα μετά την έξοδο από τη στήλη με κατεργασία με διάλυμα ο- φθαδιαλδεύδης μετατρέπονται σε παράγωγα. Χρησιμοποιείται φθορισμομετρικός ανιχνευτής (μήκος διέγερσης 330 nm και εκπομπής 464 nm). Η ταυτοποίηση γίνεται με πρότυπες ενώσεις, και ο προσδιορισμός με πρότυπες καμπύλες των προτύπων.