Методи визначення масової частки вологи та сухих речовин

Вологість - важливий показник якості харчових продуктів, має значення при зберіганні харчових продуктів, у розрахунках рецептурного складу продукції та економічної вартості готової продукції.

Відомо декілька видів форм зв’язку вологи з сухою речовиною продукту. Найбільш міцно зв’язана вода в кристалах гідратів (ZnS0_{4 *}7H₂O; CuS0₄ * 5H₂O). Ця форма зв’язку називається хімічною: волога в речовині міститься в чітко визначеній кількості, яка відбита в формулах. Волога, яка зв’язана з сухою речовиною фізико-механічними силами, значно слабкіша. Більшість форм зв’язку вологи у харчових продуктах засновані на осмотичних, капілярних і адсорбційних властивостях. Вільна волога легко віддаляється при сушінні, згущенні, заморожуванні, вона є розчинником органічних, неорганічних речовин, бере участь в процесах розщеплення білків, жирів, вуглеводів. Вільну вологу визначають у продукті методом висушування (термогравіметричним), який заснований на видаленні вологи з досліджуваного об’єкту способом підвищення температури.

Методи висушування поділяють на висушування до постійної маси, прискорене висушування, експрес - висушування. Найбільш точні результати отримують при висушуванні продукту до постійної маси при 100..105^оС при атмосферному тиску у сушильній шафі. Цей метод відносять до арбітражного, за яким визначають коректність усіх нових розроблених методів.

Для прискорення висушування рекомендують збільшити пористість продукту, змішуючи його з твердим матеріалом (піском) та зменшити товщину висушуваного прошарку. Наважку продукту підсушують на відкритій поверхні (водяна баня, плита), потім зважують, подрібнюють і розраховують за відповідною формулою.

(1)

де - маса наважки;

₂ – маса наважки з бюксою до висушування;

₁ - маса наважки з бюксою після висушування.

4.1 Визначення масової частки вологи прискореним методом проводять на електричній плитці або на іншому тепловому приладі при температурі 160…180^оС. Наважку висушують до закінчення появи на холодному скельці, яке тримають над посудом з наважкою, крапель вологи. При цьому наважка набуває побуріння або появи темно-коричневого забарвлення.

4.2 В сучасних умовах широко використовують висушування з використанням інфрачервоних променів. Цей метод дозволяє значно прискорити термін висушування. Сутність його полягає в тому, що інфрачервоні промені проникають в товщу об’єкта дослідження і таким чином прискорюють прогрівання наважки та її зневоднення. Проникна здатність підвищується зі зменшенням довжини хвилі випромінювання.

Визначення вологи аналітичними методами досить тривалий процес тому, часто використовують методи рефрактометрії.

4.3 Рефрактометричний метод заснований на визначенні коефіцієнтів заломлення речовин, за якими визначають характер речовин, їх чистоту, та вміст у розчинах. Показник коефіцієнта заломлення - це відношення синуса кута падіння до синуса кута заломлення, залежить від концентрації речовини та температури.

Робота на рефрактометрі (рис 4.1) полягає в тому, що треба перевірити нульову точку (1-2 краплі дистильованої Н₂О помістити на призму приладу, при цьому візирна лінія співпадає з межею світлотіні та поділкою шкали 1,33299). Досліджуваний продукт вміщують між двома призмами, світло проходить крізь призму і відбивається від межі розділу середовищ (призма речовин), утворюючи різку межу світла і тіні, цю межу встановлюють, пересуваючи окуляр (5), щоб вона збіглася з пунктирною лінією або з центром кола. Після цього відраховують безпосередньо по шкалі (3) процентний вміст сухих речовин. При підрахунках показників приладу необхідно відмічати температуру, при якій проводились визначення. При визначенні, яке проводилось не при температурі 20^оС, вносять відповідну поправку.

Масову частку сухих речовин визначають як різницю між загальною кількістю продукту (100) та його вологістю (Х):

CP = 100-X (%); (2)

Розрахунок сухих речовин, %:

(3)

4.4. Ареометричний метод зводиться до визначення густини розчину (кг/м³). За довідковими таблицями (додаток 1) відповідне значення густини переводять у сухі речовини. Наприклад, для сольових розчинів розсолу (табл.4.1).

Перерахунок густини сольового розчину у вміст сухих речовин.

Таблиця 4.1

Відносна густина	Густина (кг/м3)
Масова частка солі, %

Робота з ареометром полягає в наступному: ареометр занурюють у циліндр з розчином таким чином, щоб він не торкався стінок; через 1 хв. встановлюють ареометр в нерухомому положенні і визначають за шкалою густину, або градуси ареометра.

Перспективним напрямом в харчовій промисловості є впровадження багатокомпонентних аналізаторів хімічного складу харчових продуктів, які дозволяють визначити масову частку сухої речовини, вологи, білку, жиру, вуглеводів у спеціально підготовленій пробі продукту.

Багатокомпонентні аналізатори створені на основі ультразвукового, спектроскопічного і спектрофотометричного методів аналізу.

Контрольні запитання та завдання

1. Дайте визначення різним видам форм зв’язку вологи з сухою речовиною у харчових продуктах.

2. Які методи висушування використовують при визначенні вологи?

3. Що таке арбітражний метод визначення вологи, його призначення?

4. Особливості прискорених методів визначення вологи у продуктах.

5. Сутність методу висушування з використанням інфрачервоних променів.

6. Рефрактометричний метод визначення вологи у продукту, техніка виконання.

7. Сутність ареометричного методу визначення сухих речовин.

Тести

1.Який метод використовують для визначення сухих речовин у харчових продуктах?

а) рефрактометрію;

б) віскозиметрію;

в) потенціометрію.

2. До якої температури нагрівається проба при визначенні вологи арбітражним методом, ^оС?

а) 100-105;

б) 120-130;

в) 160-180.

3. Для перевірки нульової точки рефрактометра при визначенні вмісту

сухих речовин у продукті на призму приладу поміщають 1-2 краплі:

а) дистильованої води (Н₂О);

б) розчину спирту;

в) розчину продукту.

4. Для прискорення висушування досліджуваного харчового продукту необхідно:

а) змішати продукт з піском;

б) збільшити товщину висушуваного шару;

в) терміново помістити продукт у сушильну шафу.

5. Скільки часу витрачається для проведення аналізу при визначенні вологи в продукті арбітражним методом?

а) 2-3 год;

б) 1 год;

в) 20 хв.

6. При роботі на рефрактометрі за перевіркою нульової точки дистильованою водою коефіцієнт заломлення дорівнює:

а) 1,4332;

б) 1,3332;

в) 1,2332.

7. Яку масу наважки рекомендують брати для визначення вологи експресним методом висушування на приладі ВЧ, г?

а) 1;

б) 5;

в) 10.

8. Вільну вологу визначають у продукті методом висушування (термогравіметричним), який заснований на видаленні вологи з досліджуваного об’єкту способом:

а) підвищення температури;

б) підвищення атмосферного тиску;

в) зменшення маси наважки.