Індивідуальні завдання до практичних занять

Завдання і задачі

1. Розрахувати витрати компонентів на готування 650 л цукрового сиропу концентрацією 62%. Втрати води при варінні сиропу прийняти 10%.

2. Розрахувати витрати компонентів на готування 125 кг колера зі змістом сухих речовин 71,5%. Втрати сухих речовин при варінні колера прийняти 28%.

3. На варіння колера взято 100 кг цукрового піску вологістю 0,15%. Розрахувати вихід готового колера в кг, якщо він складає 105% від кількості сухих речовин цукру. Яка буде концентрація сухих речовин у готовому колере, якщо втрати при варінні складають 28%?

4. Треба приготувати 150 дал напою «Байкал». На 100 дал такого напою по рецептурі вноситься 50,08 кг цукру зі вмістом сухих речовин 99,85%. Розрахувати об’єм цукрового сиропу концентрацією 67%, що потрібно внести в купажний чан.

5. Витрати апельсинового соку (вміст сухих речовин 9,2 г/100 мл) на готування 100 дал напою «Цитрусовий» складає 285 л. Скільки апельсинового соку зі вмістом сухих речовин 8,5 г/100 мл буде потрібно внести в купаж при виготовленні 50 дал напою?

6. На 100 дал напою «Яблуко» по рецептурі витрачається 133,7 л яблучного соку зі вмістом сухих речовин 9,8 г/100 мл і кислотністю 12,5 мл 1н розчину NaОН на 100 мл соку. Скільки яблучного соку концентрацією 10,5 г/100 мл буде потрібно для виготовлення 120 дал такого напою? Скільки лимонної кислоти буде потрібно внести в купаж, якщо кислотність використовуваного соку складає 12,8 мл 1 н розчину NaОН, а кількість цукру за рецептурою складає 65,7 кг на 100 дал? Кислотність готового напою «Яблуко» – 2 мл 1н розчину NaОН на 100 мл, лужність води, яка використовується у виробництві 1,5 мг-экв/л.

7. Витрати лимонної кислоти на виготовлення 100 дал напою «Кола» складає 0,4 кг. Яку кількість ортофосфорної кислоти буде потрібно внести при виготовленні 185 дал напою, якщо лужність використовуваної води 0,5 мг-экв/л? Витрати цукру на готування 100 дав напою дорівнює 50,08 кг.

8.2. Полісахариди. Крохмаль та клітковина

Крохмаль.

Крохмаль – головна речовина, що міститься у зерні злаків. Він представляє собою полімер, який складається із залишків α-глюкози. У зерні крохмаль знаходиться у вигляді крохмальних зерен різного розміру та форми. Крохмаль дає дуже характерну реакцію з розчином йоду – забарвлюється у синій колір. Ця реакція застосовується для виявлення та кількісного визначення крохмалю.

Крохмальні зерна при нагріванні у воді утворюють крохмальний клейстер. Клейстеризація крохмалю різного походження наступає при різній температурі. Пшеничний крохмаль клейстеризується при 62,5°С, житяний — при дещо меншій температурі – 61,8°С.

Різноманітні методи визначення вмісту крохмалю засновані на його розщепленні та урахуванні проміжних або кінцевих продуктів гідролізу, що утворилися. Одним з найбільш швидких, хоча й менш точних методів визначення вмісту крохмалю, є метод Еверса.

Визначення вмісту крохмалю за методом Еверса засновано на здатності фракцій крохмалю, отриманих у процесі гідролізу, обертати площину поляризованого променя. Величина куту оберту для однієї й тієї ж речовини пропорційна його концентрації у розчині.

Визначення вмісту крохмалю.

Матеріал: борошно, розмолоте зерно, водяна баня, колби на 100 мл, піпетки на 10 мл, мірний циліндр, фільтрувальний папір, поляриметр.

Реактиви: розчин соляної кислоти ω (НС1) = 1,124%; розчин гексацианоферату калію ω (К₄[Fе(СМ)₆]) = 15%.

Хід роботи

У мірну колбу на 100 мл вносять 5 г тонкоподрібненого зерна, приливають 25 мл розчину соляної кислоти, ретельно збовтують, щоб не залишалися грудочки, знов приливають 25 мл тієї ж кислоти, змиваючи частинки борошна, що пристали до горла колби, усе збовтують та нагрівають колбу 15 хв. у киплячій водяній бані. Після гідролізу крохмалю у колбу приливають 30 мл холодної води, вміст колби охолоджують до 20°С та для осадження білка приливають 10 мл розчину жовтої кров’яної солі з масовою долею ω (К₄[Fе(СМ)₆])= 15%. Вміст колби доводять дистильованою водою до мітки та фільтрують через сухий складчастий фільтр у суху колбу. Повністю прозорий фільтрат наливають у поляризаційну трубку так, щоби у ній не залишилося пухирців повітря, потім трубку переносять у поляриметр та визначають кут обертання. Вміст крохмалю визначають за формулою:

 

де X – вміст крохмалю, %; α – кут обертання у градусах; Р – наважка борошна; l – довжина поляризаційної трубки, дм; W – вологість досліджуваної речовини, %; а ²⁰_D – питоме обертання декстринів, + 182,8°; 0,3469 – величина переводного коефіцієнту з круглої шкали поляриметру на нормальну шкалу цукрометру (одне ділення нормальної шкали дорівнює 0,3469 градуси).

Для кожної оптично активної речовини характерною константою є її питоме обертання. Питомим обертанням називається кут обертання, який має розчин, що містить у 100 мл 100 г речовини при довжині трубки 1 дм. Його виражають через а ²⁰_D, де 20 означає температуру розчину, а D – лінію спектру (натрієве полум’я).

Питоме обертання фракцій, отриманих з крохмалю різних культур, у градусах:

картоплі - 194,5

рису - 183,9

жита - 184,0

пшениці - 182,0

ячменя - 181,5

вівсу - 181,3

 

Фізичні властивості крохмалю.

Обладнання: штатив з пробірками, піпетки, нагрівний прилад, скляна лопатка, паперова серветка.

Реактиви: крохмаль, спиртовий розчин йоду.

Хід роботи

У пробірку з водою об’ємом 1 мл помістіть скляну лопаточку крохмалю. Вміст пробірки збовтайте. Підігрійте в іншій пробірці воду об’ємом 5 мл і, перемішуючи, вилийте в гарячу воду вміст першої пробірки. Спостерігайте утворення крохмального клейстеру.

Для розчинення в гарячій воді не слід нагрівати отриману в попередньому досліді суміш крохмалю з водою, оскільки щільний шар крохмального осаду на дні пробірки спричиняє перегрівання скла.

У пробірку з крохмальним клейстером додайте краплю спиртового розчину йоду. За допомогою якісної реакції можна виявити крохмаль у багатьох харчових продуктах.

• Гідроліз крохмалю – реакція, перебіг якої в живих організмах має непересічне значення. У насінні, що проростає, та розпуклих бруньках відбуваються процеси мобілізації запасних речовин. Наприклад, крохмаль під дією ферментів амілази і мальтази перетворюється на глюкозу:

Картопля, наприклад, за температури -1…2°С набуває солодкого смаку. Причиною є те, що за низької температури в бульбах пришвидшується гідроліз крохмалю й пригнічується процес дихання. Тому в картоплинах накопичується глюкоза й інші моносахариди – про це свідчить поява незвичного солодкого смаку.

У тваринних організмах крохмаль, який надходить з їжею, також зазнає гідролізу. Однак перетравлювання крохмалю сирих продуктів ускладнене тим, що його зерна перебувають усередині рослинних клітин із міцними стінками. У гарячій воді крохмаль набрякає, клітинні стінки розриваються. Далі відбувається процес гідролізу під впливом травних ферментів.

Гідроліз крохмалю використовують у виробництві багатьох харчових продуктів – меляси, глюкози, хлібобулочних виробів, етилового спирту тощо.

Часткового гідролізу з утворенням менш складних полісахаридів декстринів – крохмаль зазнає під час прасування накрохмаленої білизни й у процесі випікання борошняних виробів.

Причина блиску та хрусту накрохмаленої й випрасуваної білизни та рум’яних булочок одна й та сама. Декстрини – клейкі речовини – за високої температури утворюють тонку щільну плівку.

Декстрини, добуті частковим гідролізом крохмалю, використовують у складі клеїв для паперу, шпалер тощо.

Останнім часом широкого застосування набули так звані модифіковані крохмалі. Їх одержують шляхом хімічної обробки природного крохмалю, біосинтезом тощо. Унаслідок зміни складу й структури полімерні молекули набувають нових властивостей, які й зумовлюють застосування модифікованих крохмалів у харчовій, паперовій промисловості, під час бурильних робіт та очищення побутових і промислових стоків.

На основі модифікованого крохмалю вготовляють харчові продукти для дітей, хворих на фенілкетонурію (спадкова хвороба, яка зумовлена дефектом гена ферменту фенілаланінгідроксилази, діти, народжені з фенілкетонурією, не здатні метаболізувати фенілаланін (частина протеїну), який через це накопичується в крові. Така ненормальна висока кількість фенілаланіну перешкоджає нормальному розвитку мозку). З пресованого крохмалю навіть виготовляють одноразовий посуд. Введення модифікованих крохмалів у склад пластмас створює умови для їхнього біоруйнування у довкіллі.

Існують природні полісахариді які, на відміну від крохмалю, не перетравлюються в організмі людини й багатьох тварин, а отже, не засвоюються.

 

Клітковина

Клітковина (целюлоза) представляє собою найбільш широко розповсюджений полісахарид рослин, який складається із залишків α-глюкози та утворює головну складову частину клітинних стінок. Основні джерела клітковини – волокно бавовнику, волокнисті рослини (льон, конопля), солома, деревина. У рослин клітковина тісно зв’язана з геміцелюлозою, пектиновими речовинами, смолами, ліпідами. Клітковина нерозчинна у воді, органічних розчинниках, а також у розведених кислотах та лугах.

Визначення вмісту клітковини.

Визначення клітковини за Кюршнером та Ганеком.

Матеріал: насіння рослин, піщана баня, колби на 150 мл, мірний циліндр, фільтрувальний папір, ваги.

Реактиви: суміші (за об’ємом 1:10) –

а) концентрована азотна кислота НNО₃, (р =1,44 г/мл) + розчин оцтової кислоти ώ (СН₃СООН) = 80%;

б) діетиловий ефір + етиловий спирт.

Хід роботи

Наважку масою близько 1 г великоподрібненого насіння поміщають у колбу на 150 мл, приливають 40 мл суміші кислот; закривши колбу нагрівають її на піщаній бані протягом 40 хв. Одержаний білий осад відфільтровують через попередньо зважений фільтр. Осад промивають невеликими порціями дистильованої води, а потім 100 мл суміші спирту з ефіром. Одержаний осад (клітковину) висушують на фільтрі до постійної ваги при температурі 105 °С. Процентний вміст клітковини розраховують за формулою:

X= (B₁ – B)·100/ H,

де X – вміст клітковини, %;

В₁ – вага фільтру з сухим залишком, г;

В – вага фільтру без осаду, г;

Н – наважка, г.

 

Визначення вмісту клітковини за методом Генеберга та Штомана

Матеріал: насіння рослин, висівки, електрична плитка, колби на 400 та 200 мл, мірні циліндри на 200 мл, фільтрувальний папір, вакуумний насос, термостат.

Реактиви: розчин сірчаної кислоти ώ(Н₂8О₄) – 5%; розчин їдкого калі ώ (КОН) = 5%; розчин фенолфталеїну.

Хід роботи

2 г досліджуваного матеріалу висипають у склянку ємністю 400 мл, на якої ставлять мітки по 50 мл (усього 200 мл). Наважку заливають водою до 50 мл, додають 50 мл сірчаної кислоти та води до 200 мл. По мірі википання сірчаної кислоти до склянки доливають дистильовану воду, щоб загальний об’єм рідини залишався на рівні 200 мл. Потім рідину охолоджують та відсмоктують через матерчатий фільтр за допомогою вакуумного (водоструминного) насосу до 50 мл. Приливають дистильовану воду до 150 мл та додають 50 мл їдкого калі. Знов кип’ятять на плитці протягом 30 хв., після чого заливають холодною дистильованою водою доверху. Потім рідину відсмоктують до 50 мл, а залишок заливають гарячою водою до 150 мл. Оброблений таким чином продукт фільтрують через попередньо висушений та зважений фільтр. Осад на фільтрі промивають гарячою водою до нейтрального середовища (за фенолфталеїном) і висушують у термостаті при 105 °С до постійної маси (3-4 год.). Розрахунок вмісту клітковини проводять за формулою:

X = (a-b) ·100·100/ m·(100-W), ‘

де X — вміст клітковини, %;

а — маса фільтру з осадом, г;

b – маса фільтру без осаду, г;

m — маса наважки матеріалу, г;

W — вологість матеріалу, %.

 

Питання для самоперевірки

1. Які речовини називають полісахаридами?

2. Які полісахариди ви знаєте?

3. Які функції виконують полісахариди у живій клітині, зокрема, рослинній?

4. Що являє собою крохмаль?

5. Різновидності крохмалю: як вони утворюються, яка їх фізіологічна роль?

6. Якими властивостями володіє крохмаль?

7. У чому полягає різниця між амілозою та амілопектином?

8. Які ферменти приймають участь у гідролізі крохмалю, які при цьому

утворюються продукти?

9. Чим відрізняються α-амілаза та β-амілаза?

10. У чому різниця між ферментативним та кислотним гідролізом?

11. На чому заснований метод визначення вмісту крохмалю за Еверсом?

12. Що представляють собою декстрини? Яка їх фізіологічна роль?

13. Які сполуки відносяться до пектинових речовин? Де вони використовуються?

14. Що представляють собою слизі (гумі)? Як впливають вони на формування та властивості клейковини (наприклад, житньої)?

15. Що називають клітковиною? Який її склад?

16. Яка фізіологічна роль клітковини?

17. Чим відрізняється целюлоза від крохмалю?

18. Що таке геміцелюлоза та який її склад?