Лабораторная работа №5

Определение влажности пищевых продуктов (ГОСТ 21094)

Основные понятия, термины и определения.

Все виды сырья и готовой пищевой продукции состоят из воды и сухих веществ. В состав сухих веществ входят низкомолекулярные вещества, образующие истинные растворы, высокомолекулярные соединения в коллоидном состоянии и нерастворимые в водной фазе продукта химические соединения. Чем больше влаги в материале, тем меньше сухих веществ на единицу его массы, тем меньше его калорийность. Количество влаги в сырье влияет на выход пищевого продукта и сроки хранения. Исходя из этого содержание влаги (сухого остатка) определяется при исследовании свойств любого вида сырья и продуктов питания, а для некоторых даже в незначительных количествах сильно влияет на их экстенсивные, электрофизические, оптические, теплофизические. Структурно-механические, терморадиационные, акустические и электрические свойства, от которых в свою очередь зависит производительность, стоимость технологического оборудования, энергоемкость технологических процессов, экологические показатели производства.

В основу классификации материалов по содержанию влаги на жидкие, сухие и абсолютно сухие положен характер связи воды в материале. Жидкие материалы- материалы, находящиеся в виде растворов, т.е. содержащие большое количество свободной влаги. Влажные – все не жидкие структурированные материалы, содержащие связанную и иммобилизованную воду. Сухие – материалы, содержащие только связанную (адсорбционную) воду. Абсолютно сухие – материалы. В состав которых входит только химически связанная вода, т.е. практически не содержащие воды.

Для оценки влажности наиболее часто используют две величины:

Влагосодержание (Е) и влажность (W). Обе являются относительными и безразмерными. Под влагосодержанием (массовым) понимают отношение массы влаги (m_вл), содержащейся в материале, к массе абсолютно сухого тела (m – m_вл ):

Е = m_ил / m- m_вл

Под влажностью (массовой) понимают отношение влаги- (m_вл) содержащейся в матери але, к массе влажного материала (m). Эта величина выражается в процентах:

W = - m_вл / m х 100 %.

Влагосодержание и влажность – величины переменные и в значительной степени зависят от условий заготовки и хранения, способов технологической обработки сырья, пищевых продуктов. Различают равновесную влажность (влагосодержание) – влажность, с которой при данных условиях хранения не происходит самопроизвольного досушивания или увлажнения материала. Первоначальная влажность (влагосодержание) – влажность при которой для достижения равновесной влажности требуется дополнительное увлажнение или досушивание материала. Материал с равновесной влажностью (влагосодержанием) называют воздушно-сухим.

Количественное содержание влаги и сухих веществ в сырье и пищевых продуктах определяют обычно одним исследованием, направленным на установление одного из названных компонентов во взятой навеске, вес другого определяют как арифметическую разность между общим весом и весом найденного компонента. Исходя из этого, методы определения влажности подразделяются на прямые и косвенные. В основе прямых методов лежит разделение исследуемого вещества или материала на влагу и сухой остаток, определение массы влаги путем прямого измерения ее объема.

При косвенных методах определяют массу сухого остатка, а влажность рассчитывают как разность между массой навески исследуемого материала и сухого остатка. Косвенным путем определяют влажность по физическис свойствам(величинам) продукта, функционально связанным с нею. К косвенным относят также методы, основанные на взаимодействии влаги продукта с химическими реагентами.

К прямым методам определения влаги от носят дистилляционный метод (метод отгонки). В основу метода положено нагревание навески анализируемого продукта в колбе с органической жидкостью, не смешивающейся с водой и не реагирующей химически с исследуемым веществом. В качестве органических растворителей используют бензин, скипидар, бензол и др. При смешивании воды с указанными органическими веществами получаются бинарные нераздельно кипящие смеси. Температура кипения таких систем при нормальном барометрическом давлении ниже температуры кипения каждой жидкости в отдельности при том же давлении. Так смесь вода –бензол кипит при 69,3°С. Тогда как бензол отдельно кипит при 80°С, а вода – при 100°С. Это явление объясняется тем, что кипение азеотропной смеси начинается тогда, когда сумма парциальных давлений паров компонентов смеси достигает атмосферного давления. Для некоторых продуктов этот метод является стандартным. Для определения влаги отгонкой используют аппараты Нормана, Дина-Старка, Силина.

Прямые методы перегонки рекомендуется применять для исследования пищевых продуктов с содержанием влаги не более 40 %, богатых жиром, легко карамелизующихся, с заметным содержанием летучих компонентов.

Среди косвенных методов наиболее высокой точностью, универсальностью и широким диапазоном измерения обладает химический метод Фишера. В основу метода положена реакция взаимодействия йода и диоксида серы в растворе метанола в присутствии воды.

Теплогравиметрические методы определения влаги являются стандартными (экспресс, ускоренными, арбитражными) для многих видов пищевого сырья и продуктов питания.

Для проведения анализа потребуется следующее оборудование и вспомогательные материалы: электрический сушильный шкаф; весы лабораторные; эксикатор; секундомер; бюксы металлические диаметром 45 мм и высотой 20 мм.

До начала анализа с бюксов снимают крышечки, подкалывают их под дно и в таком виде помещают бюксы в сушильный шкаф, предварительно нагретый до температуры 130°С. При этой температуре выдерживают бюксы в шкафу 20 мин, вынимают, охлаждают в эксикаторе и взвешивают (с точностью до 0,05 г). Подготовку пробы (выемку мякиша и его измельчение) производят непосредственно перед началом определения.

Ход анализа. Из измельченной пробы делают две навески по 5 г, помещая их для взвешивания непосредственно в сухие и предварительно подготовленные (прогретые и тарированные) бюксы. Бюксы с навесками и размещенными под дном крышечками помещают в заранее нагретый сушильный шкаф. Если используется шкафы марки СЭШ, высушивание проводят при 130°С в течении 45 мин. От момента загрузки до момента выгрузки бюксов. При работе с другими марками шкафов, шкаф разогревают сначала до 140-145°С и следят за тем, чтобы время снижения температуры до 130°С занимало не более 10 минут. Общее время нахождения бюксов в шкафу в этом случае составляет 50 минут. Допустимое отклонение температуры нагрева шкафа от заданной должно составлять ±2°С.

Вынутые из шкафа бюксы сразу закрывают крышечками и помещают в эксикатор для охлаждения не менее, чем на 20 минут. Не желательно также, что время пребывания бюксов в эксикаторе превышало 2 часа. После охлаждения бюксы с навесками снова взвешивают. Для расчета влажности (W) в % используют формулу:

W = (m_{1 –} m₂) х 100,

m

где m₁ – масса бюкса с навеской до высушивания, г; m₂ – масса бюкса с навеской после высушивания, г; m – масса взятой навески, г; 100 – коэффициент перевода в проценты.

Получив значение W для каждой из двух навесок, определяют среднее арифметическое, что и принимают за результирующие значение влажности для данного опыта. Определение следует провести не менее двух раз, а окончательный результат, характеризующий влажность данного хлебобулочного изделия, получить как среднее арифметическое двух параллельных опытов. Найденное значение влажности принято округлять в ближайшую сторону до 0,5%.

Ускоренный метод на приборе ВЧ. Методика определения влаги высушиванием на приборе ВЧ (прибор Чижовой) Определение сухих веществ на приборе ВЧ рекомендуется для анализа хлебобулочных изделий, макарон, консервов рыбных, овощных, варенья, джемов, кондитерских изделий, сушеных плодов, овощей сыров, творога, сыпучих пищевых продуктов(муки, крахмала),

Прибор ВЧ (высоко частотного нагрева)состоит из двух шарнирно- соединенных между собой массивных металлических плит, нагреваемых плоскими электронагревате-лями, расположенные с наружной стороны плит. В рабочем положении между плитами устанавливается определенный зазор (2 мм) для высушиваемого продукта. Для поддержания постоянной температуры прибор снабжен терморегулятором. Быстрота высушивания обеспечивается прогревом высушиваемого продукта, распределенного тонким слоем между плитами, обычно при температуре 160° С

Определение влажности проводят на приборе ВНИИХП-ВЧ, Ход анализа. В два предварительно просушенных и взвешенных бумажных пакета берут навеску 4-5 г, распределяя ее по возможности равномерно по всей площади пакета; пакет закрывают и помещают между двумя плитами прибора, нагретыми до 160°С, и выдерживают 3 мин при этой температуре. Затем охладив в эксикаторе в течение 2 мин, пакеты с навеской взвешивают. Подготовку пробы (выемку мякиша и его измельчение) производят непосредственно перед началом определения. Для расчета влажности (W) в % используют формулу:

W = (m_{1 –} m₂) х 100,

m

где m₁ – масса пакета с навеской до высушивания, г; m₂ – масса пакета с навеской после высушивания, г; m – масса взятой навески, г; 100 – коэффициент перевода в проценты.

Получив значение W для каждой из двух навесок, определяют среднее арифметическое, что и принимают за результирующие значение влажности для данного опыта. Определение следует провести не менее двух раз, а окончательный результат, характеризующий влажность данного хлебобулочного изделия, получить как среднее арифметическое двух параллельных опытов. Найденное значение влажности принято округлять в ближайшую сторону до 0,5%.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: