Άσκηση 5 : Μη ενζυμική αμαύρωση τροφίμων (Αντίδραση Maillard)

ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Άσκηση 5 : Μη ενζυμική αμαύρωση τροφίμων (Αντίδραση Maillard) Σκοπός Αντιδράσεις Η εξέταση, της αμαύρωσης σακχάρων, που προκύπτει από την αντίδραση των καρβονυλικών τους ενώσεων με πρωτεΐνες (αμινομάδες), όπως και των παραγόντων που την επηρεάζουν. Πορεία Εργασίας Πείραμα 1 Σε 7 δοκιμαστικούς σωλήνες τοποθετήσαμε μικρή ποσότητα γλυκόζης και ελάχιστη ποσότητα, ξεχωριστά, από τα παρακάτω αμινοξέα : 1. Γλυκίνη 2. Καζεΐνη 3. Λυσίνη 4. Αργινίνη 5. Μεθειονίνη 6. Τυροσίνη 7. Φαινυλαλανίνη Προσθέσαμε μικρή ποσότητα αποσταγμένου νερού (0,5ml) και τα ανακατέψαμε πολύ καλά. Μετά από θέρμανση σε ζέων υδατόλουτρο (45min), καταγράψαμε το χρώμα και το άρωμα σε κάθε δοκιμαστικό σωλήνα. Πείραμα 2 Μεταφέραμε 3ml από σύστημα γλυκόζης-γλυκίνης (διάλυμα 100ml) σε 5 δοκιμαστικούς σωλήνες. Τοποθετήσαμε ξεχωριστά τα παρακάτω αντιδραστήρια : 1ml διαλύματος HCl 1M 1ml διαλύματος NaOH 1M Τίποτα 6ml H 2 O 6ml διαλύματος NaHSO 3 10% Τοποθετήσαμε τους παραπάνω δοκιμαστικούς σωλήνες σε ζέων υδατόλουτρο (60min) και στη συνέχεια καταγράψαμε τον χρόνο των χρωματικών αλλαγών. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 1

Αποτελέσματα Αμινοξύ (που προστέθηκε) Χρώμα Πίνακας πειράματος 1 Άρωμα Γλυκίνη Έντονα σκούρο προς καφέ Ευχάριστο (καραμέλας) Καζεΐνη Κίτρινο Καθόλου ευχάριστο (χαλασμένου γάλακτος) Λυσίνη Έντονα σκούρο προς καφέ Έντονα ευχάριστο (μπισκότου) Αργινίνη Έντονα σκούρο προς καφέ Έντονα ευχάριστο (μπισκότου) Μεθειονίνη Κίτρινο με κρυστάλλους Καθόλου ευχάριστο (χαλασμένου γάλακτος) Τυροσίνη Κανένα Κανένα Φαινυλαλανίνη Λευκό Πολύ ευχάριστο (τριαντάφυλλου) Πίνακας 1 Παρατηρήσαμε πως η τυροσίνη δεν αντέδρασε καθόλου και αυτό εξαιτίας της σύνθεσής της (δεν είναι α-αμινοξύ). Αντιδραστήριο (που προστέθηκε) HCl NaOH Πίνακας πειράματος 2 Αποτέλεσμα Δεν αντέδρασε Αντέδρασε Παρατήρηση Από την παρουσία περίσσειας οξέος μειώνεται η πυρηνόφιλη προσθήκη. Φυσιολογικά δεν έπρεπε να αντιδράσει καθώς σε βασικό περιβάλλον έχουμε σχηματισμό ενολών, στη συγκεκριμένη περίπτωση το ph έμεινε σε τιμές που ευνοούσαν την αντίδραση. Τίποτα H 2 O NaHSO 3 Δεν αντέδρασε Δεν αντέδρασε Δεν αντέδρασε Πολύ μικρή a w που δυσχεραίνει την απαιτούμενη επαφή των αντιδρώντων μορίων. Μεγάλη a w που ελαττώνει την συγκέντρωση των αντιδρώντων. Παρουσία αυτού του αντιδραστηρίου δεσμεύεται η καρβοξυλομάδα και δεν επιτρέπεται αντίδραση με την αμίνη. Πίνακας 2 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 2

ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Άσκηση 8 : Γαλακτώματα Σκοπός Αντιδράσεις Η μελέτη των τύπων των γαλακτωμάτων, δηλαδή λαδιού σε νερό (Λ/Ν) ή νερού σε λάδι (Ν/Λ), όπως και των ιδιοτήτων τους. Πολικές, υδρόφιλες ομάδες Μη πολικές, υδρόφοβες ομάδες (ανθρακικές αλυσίδες) Σταγόνα λαδιού Υδατική φάση Σταθεροποιητική στοιβάδα γαλακτωματοποιητή Σχήμα 1 Πορεία Εργασίας Πείραμα 1 Χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό του τύπου του γαλακτώματος, διαφόρων εμπορικών προϊόντων (βούτυρο, μαργαρίνη, μουστάρδα, μαγιονέζα), ισόποσο μίγμα κυανού του μεθυλενίου και Sudam III. Μπλε χρώμα μας υποδήλωνε γαλάκτωμα Λ/Ν ενώ το κόκκινο χρώμα, Ν/Λ. Πείραμα 2 Καθώς η συνεχής φάση των γαλακτωμάτων αποτελεί ουσιαστικά το διαλύτη, έγινε προσθήκη των παραπάνω προϊόντων σε 2 δοκιμαστικούς σωλήνες (το κάθε ένα) που περιείχαν νερό ή λάδι. Η διάλυσή τους στο δοκιμαστικό σωλήνα εκείνο που περιείχε νερό υποδηλώνει πως ο διαλύτης είναι το νερό ενώ διάλυσή τους στο δοκιμαστικό σωλήνα του λαδιού υποδηλώνει το λάδι ως διαλύτη. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 1

Πείραμα 3 Για τη μελέτη της δράσης των γαλακτωματοποιητών, χρησιμοποιήθηκαν 4 δοκιμαστικοί σωλήνες που περιείχαν ίση ποσότητα λαδιού (5ml). Προστέθηκαν ακολούθως : Σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα 5ml νερό Σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα 5ml κρόκος αυγού Σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα 5ml ασπράδι αυγού Σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα 5ml ζελατίνη Ακολούθησε έντονη ανάδευση. Στη συνέχεια τέθηκαν οι δοκιμαστικοί σωλήνες σε ηρεμία και μετρήθηκε ο χρόνος μέχρι το διαχωρισμό των φάσεων, με τους μεγαλύτερους χρόνους να δείχνουν καλύτερη γαλακτωματοποιητική ικανότητα. Αποτελέσματα Πίνακας αποτελεσμάτων πειράματος 1 Προϊόν Χρώμα Παρατηρήσεις Τύπος γαλακτώματος Μαγιονέζα Μπλε Υδατοδιαλυτό προϊόν Λ/Ν Μουστάρδα Μπλε Υδατοδιαλυτό προϊόν Λ/Ν Μαργαρίνη Κόκκινο Λιποδιαλυτό προϊόν Ν/Λ Βούτυρο Κόκκινο Λιποδιαλυτό προϊόν Ν/Λ Πίνακας 1 Πίνακας αποτελεσμάτων πειράματος 2 Προϊόν Διαλύθηκε σε Παρατηρήσεις Τύπος γαλακτώματος Μαγιονέζα Νερό Υδατοδιαλυτό προϊόν Λ/Ν Μουστάρδα Νερό Υδατοδιαλυτό προϊόν Λ/Ν Μαργαρίνη Λάδι Λιποδιαλυτό προϊόν Ν/Λ Βούτυρο Λάδι Λιποδιαλυτό προϊόν Ν/Λ Πίνακας 2 Πίνακας αποτελεσμάτων πειράματος 3 Σύνθεση Χρόνος διαχωρισμού φάσεων (min) Λάδι και ασπράδι αυγού - Λάδι και κρόκος αυγού 6,5 Λάδι και ζελατίνη 1,5 Λάδι και νερό 1,0 Πίνακας 3 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 2

Παρατηρήσεις 1. Στο πρώτο πείραμα τα προϊόντα, χρωματίζονταν ανάλογα με τη χρωστική την οποία διέλυαν (κυανό του μεθυλενίου ή Sudam III). Καθώς όλα τους αποτελούσαν γαλακτώματα, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική αυτή για τη διάκρισή τους σε τύπου Ν/Λ ή Λ/Ν, ανάλογα με το εάν εμφάνιζαν κόκκινο ή μπλε χρώμα αντίστοιχα, δηλαδή αν ήταν λιποδιαλυτά ή υδατοδιαλυτά. Καταλήξαμε στο συμπέρασμα πως η μαγιονέζα και η μουστάρδα είναι γαλακτώματα τύπου λάδι σε νερό, ενώ η μαργαρίνη και βούτυρο είναι γαλακτώματα τύπου νερό σε λάδι. 2. Στο δεύτερο πείραμα, ήταν αναμενόμενα τα αποτελέσματα καθώς γνωρίζαμε από το πρώτο πείραμα τους τύπους των γαλακτωμάτων και συνεπώς την ικανότητα διάλυσης αυτών εντός νερού ή λαδιού. Σαφώς τα αποτελέσματα του πειράματος δικαίωσαν τις προβλέψεις μας, με τη μαγιονέζα και τη μουστάρδα να διαλύονται εντός του υδατικού διαλύματος (η συνεχής τους φάση είναι το νερό με αποτέλεσμα να οδηγούμαστε ουσιαστικά σε αραίωση του αρχικού προϊόντος). Αντίθετα η μαργαρίνη και το βούτυρο διαλύθηκαν στο διάλυμα του λαδιού κατά τον ίδιο τρόπο με τα παραπάνω προϊόντα. 3. Στο τρίτο πείραμα, έγινε έλεγχος των γαλακτωματοποιητικών ικανοτήτων ορισμένων υλικών (κρόκος και ασπράδι αυγού) με εξαίρεση τη ζελατίνη η οποία αποτελεί ουσία σταθεροποιητή (βοηθά στην καλύτερη ομογενοποίηση του γαλακτώματος, από το γαλακτωματοποιητή, και στη διατήρηση του για περισσότερη ώρα). Ο κρόκος του αυγού είναι το υλικό εκείνο με την καλύτερη γαλακτωματοποιητική ικανότητα, όπως έδειξε και το πείραμα, καθώς αποτελείται κυρίως από φωσφολιπίδια (λεκιθίνες). Ο δοκιμαστικός σωλήνας στον οποίο χρησιμοποιήθηκε το ασπράδι του αυγού δεν παρουσίασε διαχωρισμό των φάσεων, πράγμα όχι αναμενόμενο καθώς στην πραγματικότητα δεν παρουσιάζει τόσο καλή γαλακτωματοποιητική ικανότητα. Μπορούμε μόνο να ισχυριστούμε πως η τελική σύνθεση του μίγματος επέτρεψε τον σχηματισμό του τόσο καλού γαλακτώματος, πηγαίνοντας ενάντια στη φυσιολογική αντίδραση που έπρεπε να εμφανίζει. Το νερό δεν λειτουργεί καθόλου σαν γαλακτωματοποιητής, όπως απέδειξε και το πείραμα αφού το γαλάκτωμα διαχωρίστηκε πολύ γρήγορα. Η ζελατίνη δεν αποτελεί γαλακτωματοποιητή, αλλά σταθεροποιητή. Η προσθήκη της στο δοκιμαστικό σωλήνα δεν βοήθησε στο να διατηρηθεί το γαλάκτωμα για αρκετή ώρα. Αυτό γιατί, τέτοιες ουσίες χρησιμοποιούνται για την σταθεροποίηση των γαλακτωμάτων μέσω αύξησης του ιξώδους της υδατικής φάσης. Στην περίπτωσή μας η υδατική φάση δεν υπήρχε καθώς η συνεχής φάση ήταν το λάδι. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 3

ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Άσκηση 7 : Ενζυμική αμαύρωση τροφίμων Σκοπός Αντιδράσεις Η διερεύνηση των συνθηκών σχηματισμού των καστανόχρωμων χρωστικών (μελανινών), που προκύπτουν όταν διάφοροι φυτικοί ιστοί έρθουν σε επαφή με το οξυγόνο του αέρα. 1 ο διφαινόλη Ο2 ο κινόνη Η2Ο 2 ο κινόνη ασκορβικό ο διφαινόλη δεϋδρο ασκορβικό Πορεία Εργασίας Χρησιμοποιήσαμε 8 ποτήρια ζέσεως, έτσι ώστε να έχουμε διαφορετικές συνθήκες σε κάθε περίπτωση για τον έλεγχο της ενζυμικής αμαύρωσης του αχλαδιού. Ένα ποτήρι περιείχε σκέτο νερό, στο οποίο και εμβαπτίστηκαν 2 κομματάκια δείγματος και ετέθησαν υπό ψύξη για 1h (μάρτυρας μη αμαύρωσης). Δύο κομματάκια δείγματος αφέθηκαν ελεύθερα στον αέρα (μάρτυρας αμαύρωσης). Στη συνέχεια άλλες συνθήκες που ελέγχθηκαν ήταν : 2 κομματάκια δείγματος ελεύθερα στον αέρα 1. Ζεμάτισμα 2 κομματάκια δείγματος υπό ψύξη 1h 2 κομματάκια δείγματος ελεύθερα στον αέρα 2. Εμβαπτισμός σε ασκορβικό οξύ (1min) 2 κομματάκια δείγματος υπό ψύξη 1h 2 κομματάκια δείγματος ελεύθερα στον αέρα 3. Εμβαπτισμός σε κιτρικό οξύ (1min) 4. Εμβαπτισμός σε διάλυμα κιτρικού και ασκορβικού οξέος (1min) 5. Εμβαπτισμός σε διάλυμα EDTA (1min) 2 κομματάκια δείγματος υπό ψύξη 1h 2 κομματάκια δείγματος ελεύθερα στον αέρα 2 κομματάκια δείγματος υπό ψύξη 1h 2 κομματάκια δείγματος ελεύθερα στον αέρα 2 κομματάκια δείγματος υπό ψύξη 1h 6. Εμβαπτισμός 2 κομματιών δείγματος σε σακχαρούχο διάλυμα 50% για 1h 7. Εμβαπτισμός 2 κομματιών δείγματος σε διάλυμα άλμης 50% για 1h Όσα κομμάτια δείγματος αφέθηκαν ελεύθερα στον αέρα, τοποθετήθηκαν σε κλίβανο για 1h, με στόχο την επίτευξη της βέλτιστης θερμοκρασίας δράσης της φαινολάσης (25-40 o C). Μετά το πέρας της μίας ώρας συγκεντρώθηκαν όλα τα δείγματα και καταγράφηκε το ποσοστό αμαύρωσής τους με βάση μία κλίμακα (0 καμία αμαύρωση, 4 μέγιστη αμαύρωση), η οποία τυποποιήθηκε από τα αποτελέσματα των δειγμάτων μαρτύρων. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 1

Αποτελέσματα Πίνακας αποτελεσμάτων Συνθήκες 25-40 o C Αξιολόγηση Ψύξη Μάρτυρας 4 0 Ζεμάτισμα 0 0 Εμβαπτισμός σε ασκορβικό οξύ 2 0 Εμβαπτισμός σε κιτρικό οξύ 2 0 Εμβαπτισμός σε διάλυμα κιτρικού και ασκορβικού οξέος 0 0 Εμβαπτισμός σε διάλυμα EDTA 3 3 Εμβαπτισμός σε σακχαρούχο διάλυμα 50% Εμβαπτισμός σε διάλυμα άλμης 50% Πίνακας 1 Μόνο 25-40 o C 1 0 Παρατηρήσεις 1. Χρησιμοποιήσαμε τα δείγματα μάρτυρες για να τυποποιήσουμε την κλίμακα αμαύρωσης επειδή σε αυτά εφαρμόστηκαν κατάλληλες συνθήκες, για τη μέγιστη αμαύρωση (25-40 o C), καθώς και για τη μηδενική αμαύρωση (εμβαπτισμός σε νερό και απευθείας ψύξη). 2. Παρατηρήσαμε πως τα δείγματα τα οποία υπέστησαν ζεμάτισμα δεν παρουσίασαν καμία αμαύρωση και αυτό γιατί, η συγκεκριμένη επεξεργασία οδηγεί σε αδρανοποίηση της φαινολάσης ή και καταστροφή της, με αποτέλεσμα να μην επιδρά επί του φαινολικού υποστρώματος και να προκαλεί την αμαύρωση. 3. Με τον εμβαπτισμό σε ασκορβικό οξύ παρατηρήσαμε πολύ ελαφριά αμαύρωση και αυτό γιατί το ασκορβικό οξύ επιδρά ανάγοντας τις ο-κινόνες πίσω σε ο-διφαινόλες, αντίθετα στη φυσιολογική πορεία, με αποτέλεσμα να αναστέλλει την εξέλιξη των αντιδράσεων αμαύρωσης. 4. Καθώς είναι γνωστό πως, η βέλτιστη τιμή ph της φαινολάσης κυμαίνεται μεταξύ 5 και 7, η μείωση του ph, που οφείλεται στον εμβαπτισμό σε κιτρικό οξύ, δρα ανασταλτικά για την αμαύρωση. 5. Συγκεντρώνοντας τις δύο παραπάνω παρατηρήσεις, δικαιολογείται άμεσα η μηδενική αμαύρωση που παρουσιάζουν τα δείγματα τα οποία εμβαπτίστηκαν σε διάλυμα ασκορβικού και κιτρικού οξέος, η οποία και οφείλεται στη συνεργατική δράση επί του φαινολικού υποστρώματος, όπως και της ίδιας της φαινολάσης. 6. Παρατηρήσαμε πως, αντίθετα με την αναμενόμενη μη αμαύρωση του δείγματος το οποίο εμβαπτίστηκε σε διάλυμα EDTA (δέσμευση του χαλκού, ο οποίος είναι συστατικό του δραστικού τμήματος της φαινολάσης και κατά συνέπεια παρεμπόδιση της δράσης αυτής), είχαμε αρκετή αμαύρωση, η οποία πιθανότατα οφείλεται σε λάθη κατά το χειρισμό. Σε κάθε περίπτωση η επεξεργασία με διάλυμα EDTA δεν είναι επιτρεπτή στα τρόφιμα. 7. Ο εμβαπτισμός σε διάλυμα σακχαρόζης και άλμης είχε ως σκοπό τον αποκλεισμό του οξυγόνου από τα δείγματα, με τη σακχαρόζη να προτιμάται έναντι του αλατιού καθώς παρέχει προστασία στα κύτταρα χωρίς να αλλοιώνει τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά. Όπως ήταν αναμενόμενο, στο πείραμά μας δεν υπήρχε καμία αμαύρωση. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 2

ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Άσκηση 3 : Μη ενζυμική αμαύρωση - Καραμελοποίηση Σκοπός Αντιδράσεις Η μελέτη της συμπεριφοράς των σακχάρων (σακχαρόζη, γλυκόζη) κατά τη θερμική τους επεξεργασία Πορεία Εργασίας Πείραμα 1 1. Πήραμε τρείς κάψες πορσελάνης οι οποίες περιείχαν τα εξής : 5g γλυκόζης + 0,5ml H 2 O 5g γλυκόζης + 0,5g όξινο τρυγικό κάλιο + 0,5ml H 2 O 5g γλυκόζης + 0,5ml NaOH 2. Τοποθετήσαμε, συγχρόνως, τις παραπάνω κάψες σε θερμαντική εστία και καταγράψαμε τους χρόνους και τις θερμοκρασίες που χρειάστηκαν για την έναρξη, την κυρίως αντίδραση και το τέλος της καραμελοποίησης, παρατηρώντας τις αλλαγές χρώματος των σακχάρων. Πείραμα 2 Σε ποτήρι ζέσεως των 500ml τοποθετήσαμε 100g ζάχαρης, 40ml H 2 O και 0,5g όξινο τρυγικό κάλιο. Θερμάναμε το παραπάνω μίγμα μέχρι τους 180 o C, παρατηρώντας σε διαφορετικές θερμοκρασίες (μέσω προσθήκης μικρής ποσότητας του μίγματος σε ποτηράκια ζέσεως με κρύο νερό) την καραμελοποίηση. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 1

Αποτελέσματα Σύνθεση διαλύματος Βασικό (προσθήκη NaOH) Όξινο (προσθήκη όξινου τρυγικού καλίου) Ουδέτερο Πίνακας αποτελεσμάτων Γλυκόζης Φάση Θερμοκρασία αντίδρασης ( o C) Χρώμα Ώρα (min) Έναρξη 40 Υποκίτρινο 2 30 Κυρίως Κόκκινο 84 αντίδραση Πορτοκαλί 3 16 Τέλος 110 Καφέ 5 58 Έναρξη 108 Κίτρινο 6 34 Κυρίως αντίδραση 117 Κεραμιδί 7 50 Τέλος 135 Καφέ 8 45 Έναρξη 98 Υποκίτρινο 11 5 Κυρίως αντίδραση 115 Πορτοκαλί 15 20 Τέλος 142 Καφέ 18 55 Πίνακας 1 Σύνθεση διαλύματος Βασικό (προσθήκη NaOH) Όξινο (προσθήκη όξινου τρυγικού καλίου) Ουδέτερο Πίνακας αποτελεσμάτων Σακχαρόζης Φάση Θερμοκρασία αντίδρασης ( o C) Ώρα (min) Έναρξη 110 7 Κυρίως αντίδραση 125 12 Τέλος 150 15 Έναρξη 135 17 Κυρίως αντίδραση 150 19 Τέλος 160 21 Έναρξη 110 15 Κυρίως αντίδραση 140 18 Τέλος 160 20 Πίνακας 2 Πίνακας αποτελεσμάτων Επίδρασης Θερμοκρασίας Θερμοκρασία ( o C) Παρατήρηση 130 Λευκό χρώμα 140 Λευκό χρώμα 150 Υποκίτρινο χρώμα 155 Υποκίτρινο χρώμα 165 Υποκίτρινο χρώμα 170 Κίτρινο χρώμα 175 Χρυσαφί χρώμα (τέλεια καραμέλα) 180 Κεραμιδί προς καφέ χρώμα Πίνακας 3 Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 2

Παρατηρήσεις 1. Από τους πίνακες 1 και 2 παρατηρούμε πως η γλυκόζη ξεκινάει και ολοκληρώνει τις αντιδράσεις καραμελοποίησης πιο γρήγορα από τη ζάχαρη. Αυτό το φαινόμενο οφείλεται στο ότι η γλυκόζη είναι μονοσακχαρίτης ενώ η ζάχαρη δισακχαρίτης και απαιτεί λιγότερο χρόνο για τη θερμική της διάσπαση και σχηματισμό των προϊόντων καραμελοποίησης. 2. Παρατηρούμε πως και στην περίπτωση της γλυκόζης και της ζάχαρης, η προσθήκη NaOH (βασικό περιβάλλον), ευνοεί τις αντιδράσεις καραμελοποίησης (γίνονται ταχύτερα), παρουσιάζει δηλαδή καταλυτική δράση. 3. Στην περίπτωση του όξινου περιβάλλοντος (προσθήκη όξινου τρυγικού καλίου), παρατηρείται και εκεί ταχύτερη εκτέλεση των αντιδράσεων καραμελοποίησης (έναντι του ουδέτερου περιβάλλοντος) καθώς οι ενοδιόλες αφυδατώνονται ευκολότερα. 4. Σε κάθε περίπτωση, οι αντιδράσεις καραμελοποίησης απαιτούν τη συνδυασμένη καταλυτική δράση οξέος και βάσης, για την επίτευξη πρωτονίωσης της καρβονυλικής ομάδας και αποπρωτονίωση της ασθενούς όξινης υδροξυλομάδας, αντίστοιχα. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 3

ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Άσκηση 4 : Ανίχνευση και Ποιοτική ανάλυση πρωτεϊνών Σκοπός Αντιδράσεις Η ανίχνευση και η ποιοτική ανάλυση πρωτεϊνών, μέσω χαρακτηριστικών χρωστικών αντιδράσεων. Πορεία Εργασίας Πείραμα 1 (Test Θρομβώσεως) Μεταφέρθηκαν από 10ml διαλύματος (ασπράδι αυγού) σε 9 διαφορετικούς δοκιμαστικούς σωλήνες. Από τα παρακάτω αντιδραστήρια, μεταφέρθηκαν 5ml, αντίστοιχα, στους 9 δοκιμαστικούς σωλήνες : C 2 H 5 OH CCl 3 COOH H 2 O NaCl CaCl 2 Σακχαρόζη 0,1Μ Σακχαρόζη 1,0Μ HCl 0,01M HCl 0,1M Μετρήθηκε το ph στους δοκιμαστικούς σωλήνες που περιείχαν H 2 O και HCl. Όλοι οι δοκιμαστικοί σωλήνες τελικά τοποθετήθηκαν προς θέρμανση μέχρι εμφάνισης χαρακτηριστικής γυαλάδας. Πείραμα 2 (Test Διουρίας) Σε δοκιμαστικό σωλήνα, με 5ml εναιωρήματος πολτοποιημένου τροφίμου (γαλοπούλα), προστέθηκαν 2ml NaOH 2M και 3 σταγόνες CuSO 4 1%. Οι διαβαθμίσεις του ιώδους χρώματος, υποδηλώνουν την ύπαρξη ενώσεων με 2 ή περισσότερους πεπτιδικούς δεσμούς. Πείραμα 3 (Test Ξανθοπρωτεϊνικής αντίδρασης) Σε δοκιμαστικό σωλήνα, με 5ml εναιωρήματος πολτοποιημένου τροφίμου (γαλοπούλα), προστέθηκαν 2ml πυκνού HNO 3. Η εμφάνιση κίτρινου χρώματος υποδηλώνει ύπαρξη αμινοξέως με βενζοϊκό δακτύλιο (θρυπτοφάνη, τυροσίνη, φαινυλαλανίνη). Πείραμα 4 (Test Νινυδρίνης) Σε δοκιμαστικό σωλήνα, με 5ml εναιωρήματος πολτοποιημένου τροφίμου (γαλοπούλα), προστέθηκαν 2ml διαλύματος Νινυδρίνης και ο δοκιμαστικός σωλήνας τέθηκε σε θέρμανση μέχρι βρασμού. Η εμφάνιση κυανού χρώματος υποδηλώνει ύπαρξη αμινοξέως (ελεύθερη αμινομάδα και καρβοξυλομάδα). Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 1

Αποτελέσματα Πίνακας πειράματος 1 Αντιδραστήριο Θερμοκρασία αλλαγής ( o C) Παρατηρήσεις C 2 H 5 OH Δωματίου Άμεση αλλαγή CCl 3 COOH Δωματίου Άμεση αλλαγή H 2 O 56 ph 7,15 NaCl 58 - CaCl 2 56 - Σακχαρόζη 0,1Μ 50 - Σακχαρόζη 1,0Μ 58 - HCl 0,01M 56 ph 6,13 HCl 0,1M - ph 2,49 Πίνακας 1 Πίνακας πειραμάτων 2,3,4 Πείραμα Χρώμα Παρατηρήσεις 2 (Test Διουρίας) Ελαφρύ μωβ 3 (Test Ξανθοπρωτεϊνικής αντίδρασης) Πολύ αχνό κίτρινο Ύπαρξη λίγων πεπτιδικών δεσμών Πιθανή ύπαρξη αμινοξέων με αρωματικό δακτύλιο 4 (Test Νινυδρίνης) Έντονο μπλε Ύπαρξη αμινοξέων Πίνακας 2 Γενικές Παρατηρήσεις 1. Στο πείραμα 1 παρατηρούμε πως, ακόμα και μετά από θέρμανση, το διάλυμα που περιείχε HCl 0,1Μ δεν παρουσίασε καμία αλλαγή, γεγονός που οφείλεται στη μεγάλη απόκλιση αυτού, από το ισοηλεκτρικό σημείο. Έτσι, δεν υφίσταται κατακρήμνιση των πρωτεϊνών. 2. Η προσθήκη αλκοόλης προκαλεί αντιστρεπτή μεταβολή, ενώ η προσθήκη τριχλωροξικού οξέος προκαλεί μη αντιστρεπτή μεταβολή. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 2

ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Άσκηση 1 : Ποιοτικός προσδιορισμός αναγόντων σακχάρων Σκοπός Αντιδράσεις Ο ποιοτικός προσδιορισμός, αναγόντων ή μη αναγόντων σακχάρων. 2Cu ά ά OH Cu O 2 έ ή ά Πορεία Εργασίας Τοποθετήσαμε σε 5 δοκιμαστικούς σωλήνες, ξεχωριστά, μικρή ποσότητα, μαλτόζης, φρουκτόζης, σακχαρόζης, γλυκόζης και αμύλου. Προσθέσαμε στον κάθε δοκιμαστικό σωλήνα, 3ml διαλύματος Fehling A και Fehling B. Ανακινήσαμε καλά τους δοκιμαστικούς σωλήνες και τους τοποθετήσαμε για θέρμανση σε υδατόλουτρο επί 5-10min. Οι παρατηρήσεις μας αναφέρονται παρακάτω. Αποτελέσματα Σάκχαρα Ανάγοντα Μη ανάγοντα Μαλτόζη Σακχαρόζη Φρουκτόζη Γλυκόζη Άμυλο Πίνακας 1 Παρατηρήσεις Μαλτόζη Μετά από 5min θέρμανση παρατηρήθηκε πράσινο χρώμα. Φρουκτόζη Αμέσως μετά την ανακίνηση άλλαξε το χρώμα σε έντονο πράσινο. Παρόλο που η καρβονυλική ομάδα των κετοζών δεν οξειδώνεται τόσο εύκολα όσο η αντίστοιχη των αλδοζών, οι έντονα αλκαλικές συνθήκες που επικρατούσαν, εξαιτίας του αντιδραστηρίου Fehling, προκαλούσαν ταχύτατη ισομερίωση προς αλδόζη, μέσω αντιδράσεων ταυτομερισμού κετόνης ενόλης, με αποτέλεσμα την ταχύτατη οξείδωση και αλλαγή του χρώματος. Γλυκόζη Λίγο μετά την τοποθέτηση του δοκιμαστικού σωλήνα στο υδατόλουτρο παρατηρήθηκε αλλαγή του χρώματος σε πράσινο. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 1

Άμυλο Μετά από 5min θέρμανση παρατηρήθηκε μικρή αλλαγή του χρώματος σε πράσινο, στο κάτω μέρος του δοκιμαστικού σωλήνα. Αυτό ήταν αναμενόμενο καθώς τα ακραία ελεύθερα ακεταλικά υδροξύλια συμμετέχουν σε γλυκοζιτικούς δεσμούς μέχρι το σχηματισμό ενός πολυσακχαρίτη, με αποτέλεσμα οι αναγωγικές ιδιότητες να εξασθενούν συνεχώς. Σακχαρόζη Καθώς είναι δισακχαρίτης χωρίς ακεταλικό υδροξύλιο δεν εμφανίζει αναγωγικές ιδιότητες. Τελικά, εκτιμώντας το αναγωγικό δυναμικό τα σάκχαρα κατατάσσονται από έντονα αναγωγικά έως καθόλου αναγωγικά ως εξής : Φρουκτόζη > Γλυκόζη > Μαλτόζη > Άμυλο > Σακχρόζη Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 2

ΤΜΗΜΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων Άσκηση 6 : Ποσοτικός προσδιορισμός πρωτεϊνών Σκοπός Αντιδράσεις Ο ποσοτικός προσδιορισμός του πρωτεϊνικού περιεχομένου διαφόρων τροφίμων. O C OK O C OK + Ca++ O C O O C O Ca + 2K + HOOC CHR NH2 HCHO HOOC CHR N CH 2 H2O ουδέτερο όξινη βάση του Schiff HOOC CHR N CH 2 NaOH NaOOC CHR N CH 2 H 2O Πορεία Εργασίας Σε κωνική φιάλη μεταφέραμε 10ml δείγματος γάλακτος και προσθέσαμε 1ml φαινολοφθαλεΐνης και 0,4ml κορεσμένου διαλύματος οξαλικού καλίου (για τη δέσμευση των ιόντων ασβεστίου). Αφού αφήσαμε το παραπάνω μίγμα, για να δράσει το οξαλικό κάλιο, το εξουδετερώσαμε με NaOH 0,1M. Στη συνέχεια προσθέσαμε 2ml φορμαλδεΰδης (για το σχηματισμό όξινης βάσης του Schiff) και κάναμε ξανά ογκομέτρηση με NaOH 0,1M μέχρι ελαφρού ροζ χρωματισμού του δείκτη. Υπολογίζουμε την (%) περιεκτικότητα του γάλακτος σε πρωτεΐνες από τον παρακάτω τύπο : %πρωτεΐνη συντελεστής αλδεΰδης 0,17 Αποτελέσματα Κατανάλωση NaOH 0,1M 2ml Συντελεστής αλδεΰδης 20 Ισχύει ότι : %πρωτεΐνη συντελεστής αλδεΰδης 0,17 %πρωτεΐνη 20 0,17 3,4 Οπότε η περιεκτικότητα πρωτεϊνών, του δείγματος γάλακτος που μας δόθηκε, είναι 3,4%. Εργαστήριο Χημείας Τροφίμων 1