Методы определения витамина С (аскорбиновой кислоты) в сырье и пищевых продуктах

 

                                        Содержание

 

1 Ультрамикроскопия. Электронная микроскопия. Основы методов.  Использование для оценки потребительских свойств продовольственных товаров………………………………………………………………..	2
2 Методы определения витамина С (аскорбиновой кислоты) в сырье и  пищевых продуктах ……………………………………………………….	6
Список используемых источников………………………………………..	19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Ультрамикроскопия. Электронная микроскопия. Основы методов. 
   Использование для оценки потребительских свойств продовольственных товаров.

 

Ультрамикроскопия  (от лат. ultra, греч. mikros - маленький и skopeo - смотрю), оптич. метод наблюдения и анализа коллоидных частиц в жидкой или газовой фазе с помощью ультрамикроскопов (УМ). Разработан и реализован P. Зигмонди и Г. Зидентопфом (1903), создавшими первый щелевой УМ (рис. 1). В нем исследуемая система неподвижна. Содержащая изучаемое вещество кювета освещается (с помощью системы источник света - конденсор или линза -осветит. объектив) через прямоугольную щель, изображение которой проецируется в зону наблюдения. В окуляр наблюдат. микроскопа видны светящиеся точки, находящиеся в плоскости изображения щели. Выше и ниже освещенной зоны присутствие частиц не обнаруживается.

                            

Рис. 1. Схема щелевого ультрамикроскопа: 1 - источник света; 2 - конденсор; 3 - оптич. щель; 4 - осветит, объектив; 5 - кювета; 6 - наблюдат. микроскоп.

 

В основе ультрамикроскопии лежит дифракция света на коллоидных частицах, размер которых меньше половины длины световой волны, в результате чего система начинает светиться. Частицы можно наблюдать в УМ как яркие дифракции пятна, изучать их природу, оценивать концентрацию, однако изображений частиц микроскоп не создает. Яркость свечения, а следовательно, и видимость частиц зависят от разности показателей преломления частицы и дисперсионной среды. Если она велика (напр., взвесь металлическая частиц в воде), то отчетливо фиксируются частицы размерами 2-4 нм (т. е. значительно меньше предела разрешения обычных микроскопов). Если эта разность мала (взвесь органических частиц в воде), то обнаруживаются только частицы размерами не менее 20-40 нм. В лиофильныхколлоидах (напр., гелях желатины, декстрина) поверхность частиц вследствие сольватации не обладает заметной разницей в показателях преломления относительно дисперсионной среды (воды), поэтому свечение в них значительно слабее.

Минимальный размер обнаруживаемых частиц зависит также от интенсивности освещения, поэтому в УМ применяют сильные источники света (ртутные лампы высокого давления). Средний линейный размер коллоидных частиц можно определить методом ультрамикроскопии по формулеле:

                                            

                                                      ,

 

где с - массовая концентрация частиц;

V - наблюдаемый объем взвеси; 

h - среднее число подсчитанных в этом объеме частиц; 

 - плотность частиц.

В 1950-х гг. Б. В. Дерягин и Г. Я. Власенко разработали поточный УМ, в котором поток жидкого золя или аэрозоля движется по стеклянной трубке навстречу наблюдателю. Пересекая зону освещения, формируемую сильным источником света со щелевой диафрагмой, частицы дают яркие вспышки, регистрируемые визуально или с помощью фотометрической аппаратуры. Расположенный на пути светового луча фотометрический клин позволяет устанавливать нижний предел размеров регистрируемых частиц. Определяемые концентрации частиц в коллоидной системе достигают 1010 частиц в 1 см.

В современных поточных УМ (рис. 2) источниками света служат лазеры, а счет частиц производится фотоэлектронными умножителями, соединенными с мини-ЭВМ. Такие приборы позволяют исследовать коллоидные системы количественно с большой точностью, напр. строить диаграммы распределения микрочастиц по размерам, а также используются в гидродинамических исследованиях (для наблюдения характера движения жидкости или газа в сложных трубопроводных системах). В этих случаях микрочастицы стандартного размера (иногда флуоресцирующие) специально вносят в струю жидкости либо газа, отслеживают их траектории, измеряют скорости движения на различных участках, после чего компьютеры обрабатывают результаты и строят мат. модель гидродинамической системы.

Рис. 2. Схема поточного ультрамикроскопа-анализатора: 1 - лазерный осветитель; 2 - конденсор; 3 - коллиматор; 4 - объектив; 5 - проточная кювета; 6 -наблюдат. микроскоп; 7 - световод; 8 - фотоэлектронный умножитель; 9 -усилитель-формирователь импульсов; 10 - компьютерный анализатор; 11 -графич. дисплей; 12 - печатающее устройство; 13 - графопостроитель.

 

Ультрамикроскопию применяют также для определения коэффициента диффузии дисперсных частиц в различных средах путем наблюдения их броуновского движения, для контроля чистоты атм. воздуха, воды, степени загрязнения оптически прозрачных сред посторонними включениями.

В ультрамикроскопе на коллоидный раствор сбоку направляют сильный луч света и наблюдают свет, рассеянный отдельными частицами (то есть под микроскопом наблюдают конус Тиндаля, образуемый каждой коллоидной частицей). В микроскопе на темном фоне видны светящиеся точки.

Ограничения метода:

1) золь должен быть  разбавленным;

2) частицы не должны  быть слишком малы или слишком  велики;

3) коэффициенты преломления  дисперсной фазы и дисперсионной  среды должны отличаться.

Таким образом, с помощью ультрамикроскопа косвенно можно определить размер коллоидных частиц. Для этого из препарата исследуемого золя тем или иным способом выделяют объем в форме прямоугольного параллепипеда (W), в котором подсчитывают количество коллоидных частиц - число светящихся точек. Операцию  повторяют многократно. Затем находят частичную концентрацию (число частиц в единице объема): 
                                                       ,

где n - число светящихся точек в объеме золя W. 
Частичная концентрация связана с массовой концентрацией золя:

 
                                                       
 
где с - массовая концентрация золя,

γ – плотность дисперсной фазы, Vчаст. – объем частицы. 
Используя эту зависимость, можно рассчитать объем частицы и ее размер: для сферической частицы

                              

                                                

для частицы кубической формы

 
                                                     
Ультрамикроскопия является одним из первых методов изучения коллоидных систем. В настоящее время наряду с ультрамикроскопией для исследования частиц малых размеров применяют  электронную микроскопию, в которой вместо световых лучей  используется пучок быстрых электронов. Разрешающая способность этого метода 5-10 Å.

Электронная микроскопия.

Для дисперсионного анализа золей и других ультрамикрогетерогенных систем широко используется электронная микроскопия. Увеличение разрешающей способности по сравнению со световой микроскопией достигается за счет уменьшения длины волны лучей, падающих на объект. При разности потенциалов 50 кВ, применяемой для эмиссии электронов в существующих электронных микроскопах, теоретическая разрешающая способность составляет 0,5 – 1,0 нм. На практике использование электронных микроскопов различных конструкций позволяет исследовать объекты размером до 5 – 10 нм. Поскольку длина пробега электронов в воздушной среде при используемой разности потенциалов составляет не более 0,2 мм, электронная микроскопия осуществляется в глубоком вакууме.

На практике наиболее широко используется просвечивающая электронная микроскопия, при которой поток электронов частично поглощается просвечиваемым объектом, а полученной «изображение» проецируется на фотопластинку или флуоресцирующий экран.

Существенным недостатком метода является невозможность наблюдать объект в динамике, поскольку микропрепарат готовится в высушенном виде.

Отличается от обычной световой микроскопии способом подвода потока света к наблюдаемому объекту. Объект освещается мощным боковым потоком света на темном фоне. Главным условием возможности наблюдения микрочастиц является отсутствие распространения падающего светового потока в направлении рассеянных лучей. Наблюдатель в данном случае видит не сами частицы, а рассеянный ими световой поток, даже если размер объектов меньше разрешающей способности используемого микроскопа. Кажущийся диаметр частиц складывается из их истинного размера и разрешающей силы микроскопа.

Метод может быть использован для подсчета количества объектов микрогетерогенной и ультрамикрогетерогенной дисперсности, так как его разрешающая способность составляет до 2 – 3 нм, а также для определения линейных размеров объектов коллоидной химии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Методы определения витамина С (аскорбиновой кислоты) в сырье и 
   пищевых продуктах.

 

Методы определения витамина С подразделяются на арбитражные и контрольные.

Арбитражные методы применяют в тех случаях, когда требуется наибольшая точность определения (в том числе и в спорных случаях).

Контрольные методы применяют на предприятиях и в лабораториях, когда требуется быстрота определений и допускается точность анализа в пределах ± 10%.

При массовых анализах готовых блюд и консервов применяют контрольный (упрощенный) метод, точность которого для данных продуктов лежит в пределах ± 20%.

В  зависимости от характера проб и назначения анализа применяют методы определения витамина С, указанные; в таблице 1.

При анализе всякого нового продукта обязательно применение арбитражного метода (с применением сероводорода) параллельно с другими методами; в зависимости от результатов в дальнейшем анализ проводят по одному из соответствующих методов, указанных в таблице 1.

В том случае, когда в таблице 1 для данного продукта указан только арбитражный метод, этот метод следует применять и как контрольный.

 

Т а б л и ц а 1 – Методы определения витамина С

 

Наименование продукта		Арбитражный метод с	Модификация арбитражного метода без	Контрольные методы
				упрощенный	иода-тный
1	Сироп из плодов шиповника, витаминизированный	-	Х	X	-
2	Концентрат витамина С из плодов шиповника в порошке	-	X	X	X
3	Жидкие концентраты из плодов шиповника	-	X	X	-
4	Пюре из плодов шиповника с сахаром	-	X	X	-
5	Конфеты витаминизированные	-	X	X	-
6	Плоды шиповника	-	X	X	X
7	Настой шиповника	-	X	X	X
8	Хвоя и свежеприготовленный настой из хвои	X	-	X	X
9	Настой из хвои, подвергшийся хранению	X	-	-	-
10	Концентрат из хвои	-	X	X	-
11	Соки консервированные	-	X	X	-
Окончание таблицы 1
12	Соки консервированные, интенсивно окрашенные, и соки свежеотжатые	X	-	-	-
13	Консервы (растительные)	X	-	X	-
14	Свежие плоды и овощи и другие свежие растительные продукты	X	-	X	-
15	Сушеные продукты	X	-	-	-
16	Сушеный сульфитированный картофель	X	-	-	-
17	Чай витаминизированный	X	-	-	-
18	Блюда готовые	X	-	X	-
19	Молоко	-	-	X	-