Προσδιορισμός λίπους στο τυρί 2 η Εργαστηριακή Άσκηση Εργαστήριο Χημείας & Τεχνολογίας Τροφίμων
Α. ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ
Γάλα Σύμφωνα με τον ελληνικό Κώδικα Τροφίμων και Ποτών (Κ.Τ.Π. 1998), ο ορισμός του γάλακτος έχει ως εξής: o Γάλα είναι το απαλλαγμένο από πρωτόγαλα προϊόν του ολοσχερούς, χωρίς διακοπή αρμέγματος υγιούς γαλακτοφόρου ζώου, που ζει και τρέφεται υπό υγιεινούς όρους και που δεν βρίσκεται σε κατάσταση υπερκόπωσης. Πίνακας1.1Μέσησύστασητουγάλακτοςδιαφόρωνθηλαστικών(g/100g)(Mantis2001) Είδος γάλακτος Νερό Λίπος Πρωτεΐνες Λακτόζη Τέφρα Ολικά στερεά Γίδινο 87,0 4,25 3,52 4,27 0,86 13,00 Αγελαδινό 87,2 3,70 3,50 4,90 0,70 12,80 Πρόβειο 80,71 7,90 5,23 4,81 0,90 19,29
Τυρί Σύμφωνα με τον Ελληνικό Κώδικα Τροφίμων και Ποτών (1988), ο ορισμός του τυριού έχει ως εξής: o Τυρί ορίζεται το προϊόν που παράγεται από γάλα και αποτελεί προϊόν ωρίμανσης του πήγματος (στάλπης) που είναι απαλλαγμένο από το τυρόγαλα στον επιθυμητό κάθε φορά βαθμό και τα οποία παρασκευάστηκαν με την επενέργεια της πυτιάς ή άλλων ενζύμων που δρουν ανάλογα σε γάλα (νωπό ή παστεριωμένο αγελάδος, προβάτου, κατσίκας, βουβάλου ή μίγματα αυτών) ή σε μερικώς αποβουτυρωμένο γάλα ή σε μίγματα αυτών ή και σε μίγματα αυτών με κρέμα γάλακτος (αφρόγαλα). o Βασικές πρώτες ύλες για την παραγωγή τυριών είναι: το γάλα τα πηκτικά ένζυμα (πυτιά και υποκατάστατα αυτής) οξυγαλακτική καλλιέργεια αλάτι πρόσθετες ύλες (χρωστικές, προσθετικά, συντηρητικά). o Η παρασκευή τυριού περιγράφεται σύντομα στο παρακάτω σχήμα: ΓΑΛΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ 1 ο ΠΗΓΜΑ ΤΥΡΙΟΥ ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΩΡΙΜΟ ΤΥΡΙ
Παρασκευή τυριού o Το τυρί είναι το προϊόν της ωρίμανσης του πήγματος του γάλακτος. Η πήξη του γάλακτος επιτυγχάνεται με δύο τρόπους: (α) με την οξίνιση του γάλακτος. Η οξίνιση προκαλείται από τους οξυπαραγωγικούς μικροοργανισμούς που προστίθεται στο γάλα. Οι μικροοργανισμοί αυτοί κατεβάζουν το pη του γάλακτος έως το ισοηλεκτρικό σημείο της καζεΐνης (pη = 4.6) με αποτέλεσμα την πήξη του τελευταίου. (β) με την προσθήκη πυτιάς που περιέχει το ένζυμο ρεννίνη. Η ρεννίνη της πυτιάς προσβάλλει καταρχήν την καζεΐνη και σχηματίζεται η παρα-κ-καζεΐνη και στη συνέχεια, παρουσία ιόντων ασβεστίου, ακολουθεί πήξη του γάλακτος.
Χαρακτηριστικά τυριού Το τυρί έχει τεράστια θρεπτική αξία: Περιέχει μικρά ποσά λακτόζης. Είναι πλούσια πηγή πρωτεΐνης υψηλής βιολογικής αξίας και παρέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα. Λόγω της ωρίμανσης η πρωτεΐνη διασπάται με αποτέλεσμα να αφομοιώνεται πλήρως από τον οργανισμό και να είναι περισσότερο εύπεπτο. Περιέχει σημαντικές ποσότητες βιταμινών του συμπλέγματος Β που είναι απαραίτητες για την ομαλή λειτουργία του νευρικού συστήματος. Αποτελεί εξαιρετική πηγή ασβεστίου. Όσο πιο σκληρό είναι ένα τυρί τόσο περισσότερο ασβέστιο περιέχει. Περιέχει ανόργανα στοιχεία, όπως ο ψευδάργυρος και ο φώσφορος. To τυρί όμως έχει και αρνητικά στοιχεία: έχει αυξημένη περιεκτικότητα σε λίπος. Η φέτα έχει ποσοστό λίπους που κυμαίνεται κοντά στο 25%. Τα κίτρινα τυριά περιέχουν πολύ περισσότερα λιπαρά όπου φθάνουν ή και ξεπερνάνε το 50%. Τα λιπαρά των τυριών είναι κορεσμένα αφού προέρχονται από ζωικό λίπος. Το αλάτι συντελεί στην γεύση του τυριού και βοηθά στη συντήρησή του. Η παραγωγή τυριού χωρίς αλάτι, παραμένει πρόκληση σε ό,τι αφορά στη δημιουργία και τη συντήρηση. Ορισμένα είδη τυριών είναι αρκετά πλούσια σε νάτριο (Νa), όπως είναι τα αλμυρά επεξεργασμένα τυριά τύπου ροκφόρ, αλμυρή φέτα κτλ.
Κατηγορίες τυριών Τα τυριά ανάλογα με την παρασκευή και τον χρόνο ωρίμανσης του διακρίνονται σε 3 κατηγορίες: Μαλακά (φέτα, ανθότυρο, cottage,μυζήθρα κτλ) Ημίσκληρα (gouda, edam, Roquefort) Σκληρά (γραβιέρα, κεφαλοτύρι, κασέρι, παρμεζάνα, cheddar κτλ). Τα σκληρά τυριά έχουν και τη μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ασβέστιο καθώς επίσης και μεγαλύτερη περιεκτικότητα σε πρωτεΐνη όπου φθάνει και το 30%, ποσοστό που ξεπερνάει κάποιες φορές και αυτή του κρέατος.
Πίνακας 1.2 Κατηγορίες τυριών και χαρακτηριστικά τους. ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΤΥΡΙΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΥΓΡΑΣΙΑ (%) ΜΕΓΙΣΤΗ ΛΙΠΟΣ (%) Ξ.Ο. ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΦΡΕΣΚΟ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΗ 58 70 (ΧΩΡΙΣ ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΜΕ ΑΛΟΙΦΩΔΗ ΥΦΗ) ΠΡΩΤΗ 62 60 ΔΕΥΤΕΡΗ 75 60 ΜΕΡΙΚΩΣ ΑΠΟΒΟΥΤΥΡΩΜΕΝΟ 75 50 ΠΟΥ ΩΡΙΜΑΖΕΙ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΗ 30 50 ΠΟΛΥ ΣΚΛΗΡΟ ΠΡΩΤΗ 32 45 ΔΕΥΤΕΡΗ 32 32 ΜΕΡΙΚΩΣ ΑΠΟΒΟΥΤΥΡΩΜΕΝΟ 32-50 20-32 ΠΟΥ ΩΡΙΜΑΖΕΙ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΗ 35 50 ΣΚΛΗΡΟ ΠΡΩΤΗ 38 40 ΔΕΥΤΕΡΗ 38 32 ΜΕΡΙΚΩΣ ΑΠΟΒΟΥΤΥΡΩΜΕΝΟ 38 20-32
Πίνακας 1.2 Κατηγορίες τυριών και χαρακτηριστικά τους ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΤΥΡΙΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΥΓΡΑΣΙΑ (%) ΜΕΓΙΣΤΗ ΛΙΠΟΣ (%) Ξ.Ο. ΕΛΑΧΙΣΤΟ ΗΜΙΣΚΛΗΡΟ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΗ 40 50 ΠΡΩΤΗ 40 40 ΔΕΥΤΕΡΗ 46 30 ΜΕΡΙΚΩΣ ΑΠΟΒΟΥΤΥΡΩΜΕΝΟ 46 20-30 ΜΑΛΑΚΟ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΗ 54 46 (ΕΚΤΟΣ ΛΕΥΚΟΥ ΤΥΡΙΟΥ ΑΛΜΗΣ) ΠΡΩΤΗ 56 43 ΔΕΥΤΕΡΗ 58 35 ΜΕΡΙΚΩΣ ΑΠΟΒΟΥΤΥΡΩΜΕΝΟ 58 23,8-35 o Έτσι σύμφωνα με τον Κ.Τ.Π. απαγορεύεται να ονομάζεται τυρί και να διατίθεται στον καταναλωτή οποιοδήποτε τυροκομικό προϊόν, με υγρασία μεγαλύτερη από τις τιμές που αναγράφονται στον παραπάνω πίνακα και με λίπος μικρότερο από τις τιμές που αναγράφονται στην κατηγορία ΜΕΡΙΚΩΣ ΑΠΟΒΟΥΤΥΡΩΜΕΝΟ του κάθε είδους τυριού.
Λίπος o Το λίπος είναι ένα συστατικό του γάλακτος, στο οποίο δίνεται μεγάλη σημασία και πολλές φορές συνδέεται με την ποιότητά του. Στην κατανάλωση η διαφοροποίηση του γάλακτος γίνεται κυρίως με βάση την περιεκτικότητά του σε λίπος. o Λεπτομερής ανάλυση του λίπους στο γάλα έδειξε την παρουσία 64 διαφορετικών λιπαρών οξέων με αριθμό ατόμων άνθρακα από 4 έως 26. Από τα κυριότερα λιπαρά οξέα είναι το βουτυρικό οξύ (C=4), η συγκέντρωση του οποίου κυμαίνεται μεταξύ 8 και 12%. Περίπου το 62% των λιπαρών οξέων είναι κορεσμένα και το 37% ακόρεστα. o Το βουτανικό οξύ είναι ένα λιπαρό οξύ. Εστέρες του βρίσκονται τόσο σε ζωικά λίπη, όσο και σε φυτικά έλαια. Το τριγλυκερίδιο του βουτανικού οξέος (δηλαδή ο τριεστέρας του βουτανικού οξέος με γλυκερίνη) περιέχεται σε ποσοστό 3%-4% στο βούτυρο γι αυτό το βουτανικό οξύ ονομάζεται και βουτυρικό. o το βουτανικό οξύ ελευθερώνεται (με υδρόλυση), από το τριγλυκερίδιό του, δίνοντας τη χαρακτηριστική οσμή. Σχήμα 1.1 Βουτυρικό οξύ
Προσδιορισμός λίπους Για τον προσδιορισμό του λίπους χρησιμοποιούνται τόσο κλασσικές όσο και αυτοματοποιημένες μέθοδοι. Η μέθοδος Gerber-Van Gulik είναι η πιο γνωστή κλασσική μέθοδος και η πλέον διαδεδομένη. Πλεονεκτεί έναντι άλλων κλασσικών μεθόδων, όπως ο προσδιορισμός του λίπους με εκχύλιση, που είναι χρονοβόρα και δύσκολη στην εφαρμογή της. Η μέθοδος Gerber-Van Gulik στηρίζεται στην καταστροφή όλων των συστατικών του γάλακτος, με εξαίρεση το λίπος, με τη χρήση θειϊκού οξέος. Το οξύ διασπά και την μεμβράνη των λιποσφαιρίων και έτσι το λίπος απελευθερώνεται. Η λιπαρή ύλη διαχωρίζεται με τη βοήθεια της αμυλικής αλκοόλης και της φυγοκέντρησης. Οι αυτόματοι αναλυτές χημικής σύστασης, άρα και λίπους, είναι αυτοί που χρησιμοποιούνται κυρίως σήμερα στη βιομηχανία.
Β. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ
Μέθοδος Gerber - Van Gulik (Ογκομετρική) Πειραματικό μέρος Α. Όργανα - σκεύη αντιδραστήρια H 2 SO 4 με ειδικό βάρος 1,5 (542ml π. θειϊκό οξύ σε τελικό όγκο 1000ml απεσταγμένου νερού) Ισοαμυλική αλκοόλη Σωλήνες βουτυρόμετρου Υδατόλουτρο 65-70 ο C Φυγόκεντρος Αναλυτικός ζυγός Σιφώνι 10ml Δείγμα τυριού Σχήμα 1.2 Βουτυρόμετρο
Β. Πειραματική πορεία 1. Σε ειδικό σωλήνα του βουτυρόμετρου ζυγίζονται ακριβώς 3gr δείγματος τυρί. 2. Πωματίζεται ο σωλήνας και τοποθετείται στο βουτυρόμετρο. Στο άλλο ανοιχτό στόμιο του βουτυρόμετρου προστίθενται 10ml H 2 SO 4 (προσοχή να μην διαβραχεί ο λαιμός του βουτυρόμετρου) και το βουτυρόμετρο τοποθετείται σε υδατόλουτρο στους 70 ο C. 3. Στη συνέχεια αναταράσσεται ζωηρά ώσπου να διαλυθεί εντελώς η μάζα του τυριού. 4. Προστίθεται 1ml ισοαμυλικής αλκοόλης και η ανατάραξη επαναλαμβάνεται. 5. Η στιβάδα του λίπους πρέπει να βρίσκεται μέσα στην κλίμακα του βουτυρόμετρου και αυτό ρυθμίζεται με προσθήκη θειϊκού οξέος. 6. Ακολουθεί φυγοκέντρηση για 10 λεπτά σε 1000 στροφές/λεπτό και τοποθέτηση του βουτυρόμετρου σε υδατόλουτρο στους 65 o C. 7. Ανάγνωση στήλης λίπους. Η ανάγνωση πρέπει να γίνει ταχύτατα σε λιγότερο από 10 δευτερόλεπτα και πραγματοποιείται ως εξής:
Β. Πειραματική πορεία(συνέχεια) 8. Βγάζουμε τα βουτυρόμετρα από τη φυγόκεντρο και σκουπίζουμε τη βαθμονομημένη κλίμακα. 9. Κρατώντας με το πώμα προς τα κάτω, μετακινούμε το χαμηλότερο μέρος της στήλης λίπους σε ακέραια μονάδα με ελαφρά άνοδο του πώματος (η στήλη μετακινείται προς τα κάτω). 10.Ακινητοποιούμε το πώμα μόλις το χαμηλότερο μέρος της στήλης είναι σε ακέραια μονάδα. 11.Διαβάζουμε το χαμηλότερο και το ανώτερο σημείο των μηνίσκων που σχηματίζονται με την επιφάνεια της στήλης λίπους στο κάτω και άνω μέρος αντίστοιχα. 12.Η διαφορά ανάγνωσης του άνω και κάτω μέρους της στήλης λίπους αντιπροσωπεύει την % περιεκτικότητα του δείγματος σε λίπος. ΣΤΗΛΗ ΛΙΠΟΥΣ ΜΙΓΜΑ ΘΕΙΪΚΟΥ ΟΞΕΟΣ
Γ. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ - ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ
Αποτελέσματα - Υπολογισμοί Όγκος στοιβάδας λίπους (ml) % κ.β. λίπος Έστω ότι ο τελικός όγκος της στοιβάδας λίπους είναι 20ml, τότε το δείγμα μας είναι 20% κ.β. λίπος. 20% κ.β. Στα 100g τυρί υπάρχουν 20g λίπος Έστω ότι η υγρασία του δείγματος είναι 38%. 38% υγρασία Σε 100g τυρί αντιστοιχούν 100-38=62g Ξηρής Ουσίας (Ξ.Ο.) Tότε έχουμε: Στα 62g Ξ.Ο. υπάρχουν 20g λίπος 100g x; x = 20 x (100/62) = ~ 32%
Εργασία Α. Θεωρητικό Μέρος Ορισμοί: γάλα, τυρί, λίπος (σύσταση, προσδιορισμός) Β. Πειραματικό Μέρος Όργανα σκεύη - αντιδραστήρια Πειραματική πορεία Γ. Αποτελέσματα-Υπολογισμοί Προσδιορισμός % κ.β. λίπους του δείγματος επί ξηρού. Κατάταξη του δείγματος σύμφωνα με τον πίνακα 1.2. Δ. Ερωτήσεις *Σημειώσεις Εργαστηρίου, ενότητα 4.5, σελ. 30