Исследование влияния технологических факторов на интенсивность окраски
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)» ФАКУЛЬТЕТ ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ Кафедра «Технология пищевых производств» ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ОКРАСКИ НАТУРАЛЬНОГО ПИГМЕНТСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ Лабораторная работа № 7 Методические материалы к лабораторному практикуму по дисциплине «Химия пищи» 2017 УДК 637.1 : 637.5 (075) Рецензент: ФГБОУ ВО ВолгГТУ, канд. хим. наук, доцент ВОСТРИКОВА О.В. Короткова, А. А. Исследование влияния технологических факторов на интенсивность окраски натурального пигментсодержащего сырья. Лабораторная работа № 7: методические материалы к лабораторному практикуму по дисциплине «Химия пищи» / А. А. Короткова. – ВолгГТУ – Волгоград, 2017. – 13 с. Предназначены для студентов направления 19.03.03 «Продукты питания животного происхождения», ориентированных на профили «Технология мяса и мясных продуктов», «Технология молока и молочных продуктов», для выпол- нения лабораторных работ по дисциплине «Химия пищи». Табл. 1. © Волгоградский государственный технический университет, 2017 3 ВВЕДЕНИЕ Дисциплина «Химия пищи» является обязательной дисциплиной вариа- тивной части естественнонаучного цикла образовательной программы, соответ- ствующей Федеральному государственному образовательному стандарту выс- шего профессионального образования по направлению подготовки 19.03.03 «Продукты питания животного происхождения» (уровень бакалавриата), утвержденного приказом № 199 Минобрнауки РФ от 12.03.2015. Настоящие методические материалы предназначены для выполнения студентами 3 курса направления 19.03.03 «Продукты питания животного происхождения», обуча- ющихся по профилям «Технология мяса и мясных продуктов» и «Технология молока и молочных продуктов», лабораторной работы № 7, предусмотренной рабочей программой дисциплины «Химия пищи». Цель методических материалов – упорядоченное, системное изложение методов оценки изменения окраски растительных ингредиентов как источников красящих веществ в зависимости от технологических факторов в условиях учебного процесса. На занятии студент обязан: получить допуск для проведения лабораторной работы, который включает подготовленный протокол наблюдений и устный ответ на вопросы, каса- ющиеся теоретической и практической части работы; выполнить анализ; оформить протокол работы; отчитаться по результатам выполнения анализа. Протокол работы включает: титульный лист (Приложение А); цель работы; пример расчета; протокол наблюдений; протокол результатов; выводы по результатам работы. Во время подготовки и проведения лабораторного занятия студент при- меняет настоящие методические материалы. При отчете по результатам выпол- нения задания, для самоконтроля знаний и при подготовке к зачету студент ис- пользует контрольные вопросы. 4 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 Исследование влияния технологических факторов на интенсивность окраски натурального пигментсодержащего сырья Цель работы Оценить изменение окраски растительных ингредиентов как источников красящих веществ природного происхождения в зависимости от технологиче- ских факторов, а именно, продолжительности хранения, тепловой обработки, рН среды и концентрации, и выявить оптимальные условия их использования в производстве пищевых продуктов животного происхождения. Аппаратура, материалы, реактивы плитка электрическая бытовая; кастрюля; баня водяная; весы технические; штатив для пробирок; терка металлическая; пипетка, 10 см 3 ; пипетки градуированные, 5 см 3 – 3 шт.; стакан мерный объемом 400 см 3 ; стаканы химические объемом 250 см 3 – 3 шт.; пробирки; чашки фарфоровые – 3 шт; часовые стекла – 2 шт.; марля; бумага индикаторная универсальная; свекла сырая; кислота уксусная, 4%-ный раствор; кислота лимонная кристаллическая. 5 Теоретическая часть Внешний вид и цвет пищевых продуктов являются существенными ор- ганолептическими показателями их качества, учитываемыми при потребитель- ском выборе. В связи с этим для придания, усиления или восстановления окраски пищевых продуктов в пищевой промышленности распространено ис- пользование пищевых красителей. Натуральные красители получают из сырья растительного или животно- го происхождения. Главное достоинство натуральных красителей перед синте- тическими – биологическая активность как самих красящих веществ, например, β-каротина, антоцианов, так и сопутствующих им примесей – полифенолов, ор- ганических кислот и витаминов. Однако использование натуральных красите- телей ограничивает существенный недостаток – нестабильность состава, свойств, цвета в условиях технологических воздействий. Так, каротиноиды чувствительны к воздействию кислорода, антоцианы – кислот и щелочей. Учитывая последние тенденции в развитии нутрициологии и ориентации потребителя на продукты натурального состава становится актуальным исполь- зование растительных пигментов в составе природного сырья и продуктов его переработки, что позволяет не только сформировать требуемый цвет пищевых систем, но и обогатить продукт пищевыми волокнами, витаминами, минераль- ными веществами и ,тем самым, повысить его биологическую ценность в ши- роком смысле этого термина. Окраска свеклы обусловлена присутствием в ней пигментов беталаинов, которые подразделяют на две группы – красные (бетацианины) и желтые (бе- таксантины). Содержание красных пигментов в свекле превалирует над содер- жанием желтых и может достигать 95% общего количества беталаинов. Бетацианины представлены в основном бетанином. При тепловой кули- нарной обработке свеклы бетанин подвергается термической деградации, в ре- зультате чего наблюдается ослабление интенсивности ее окраски. При разру- шении бетанина образуются два вещества – циклодиоксифенилаланин и бета- 6 ламиковая кислота, которые могут подвергаться окислению или вступать в ре- акции с другими веществами, содержащимися в свекле. Например, беталамико- вая кислота, в молекуле которой имеется альдегидная группировка, может вступать в реакции с аминокислотами, белками и давать новые окрашенные со- единения типа меланоидинов. В результате превращений продуктов гидролиза бетанина окраска свеклы может приобретать буроватый оттенок. Интенсивность окраски свеклы от продолжительности ее хранения до переработки, длительности тепловой обработки, концентрации пигментов, рН среды и других технологических факторов. При хранении вареной свеклы в условиях комнатной температуры или в холодильных камерах 0-8°С наблюдают частичное восстановление красной окраски свеклы вследствие регенерации бетанина. Заметное восстановление окраски свеклы можно наблюдать уже через 2 ч хранения. Оценку интенсивности окраски пигментосодержащего сырья проводят двумя методами: визуальным и фотоколориметрическим. Визуальный метод основан на субъективной оценке окраски исследуе- мых образцов с помощью органов зрения. Метод фотоколориметрии основан на измерении оптической плотности окрашенных растворов с помощью фотоэлек- троколориметра. 7 Экспериментальная часть Определение влияния продолжительности тепловой обработки на интенсивность окраски пигментосодержащего сырья Корень свеклы промыть и очистить от кожицы. Вырезать из корня пер- пендикулярно оси роста ломтик толщиной 10 мм и разрезать его по радиусу на три равные части. Один образец положить на решетку водяной бани и сварить на пару в течение 40 мин. до кулинарной готовности. Два других образца положить в фарфоровые чашки и закрыть часовыми стеклами. По окончании варки образец свеклы перенести в фарфоровую чашку. Сравнить окраску свеклы вареной и сырой. Образец вареной свеклы выдержать при комнатной температуре в тече- ние 2 ч. За 40 минут до конца выдерживания поставить варить второй образец свеклы. Готовый образец перенести в фарфоровую чашку. Сравнить окраску всех трех образцов свеклы, отмечая изменение окраски свеклы, вареной после двухчасового хранения, по сравнению с окраской только что сваренной свеклы. Оставшуюся очищенную свеклу натереть на металлической терке и от- жать сок через марлю. Отобрать пипеткой три пробы сока по 10 см 3 и перене- сти их в три одинаковые пробирки. Одну их них поставить в кипящую водяную баню для прогревания сока в течение 20 мин. Сравнить окраску сока свежего и прогретого. Прогретый сок выдержать при комнатной температуре в течение 2 ч. За 40 минут до конца выдерживания поставить в кипящую водяную баню вторую пробу свекольного сока и нагревать ее в тех же условиях, что и первую. Сравнить окраску свекольного сока всех трех приготовленных проб. Об- ратить внимание на изменение окраски прогретого сока в процессе двухчасово- го хранения, сравнив ее с окраской только что прогретого сока. Зафиксировать результаты в протоколе наблюдений. 8 Определение влияния рН среды на интенсивность окраски пигментосодержащего сырья Сущность эксперимента состоит в наблюдении изменения окраски свек- лы, сваренной в подкисленной среде и в воде с добавлением кислоты по окон- чании варки. Очищенную свеклу нарезать ломтиками толщиной 1 мм и размером 20×20 мм. Общая масса ломтиков должна составлять 120 г. Подготовленные ломтики разделить на три равные части по 40 г. На технических весах отвесить две навески кристаллической лимонной кислоты массой по 0,4 г. В три химических стакана вместимостью по 250 см 3 налить по 110 см 3 воды. В один стакан добавить 0,4 г кристаллической лимонной кислоты. Во всех стаканах жидкость довести до кипения. В каждый стакан помесить по 40 г подготовленных ломтиков свеклы. Отметить уровень жидкости на наружной поверхности стакана и варить ломтики свеклы при слабом кипении в течение 40 минут. По мере выкипания жидкости в стаканы следует добавить горячую воду, доводя уровень жидкости до первоначального. После варки в стакан, где ломтики свеклы варились в воде, добавить 0,4 г кристаллической лимонной кислоты. Сравнить интенсивность окраски отвара и ломтиков свеклы при различ- ных условиях варки. Обратить внимание на консистенцию мякоти свеклы, сва- ренной в воде и в растворе лимонной кислоты. Результаты зафиксировать в протоколе наблюдений. В выводе сделать заключение о влиянии добавления лимонной кислоты в начале и по окончании варки свеклы на интенсивность окраски и консистенцию мякоти последней. Определение устойчивости красящих веществ к воздействию технологических факторов Свеклу очистить от кожицы, натереть на мелкой терке и отжать сок че- рез марлю в мерный стакан. Затем разбавить сок водой в соотношении 1 : 4. 9 Подготовить пробирки с соком и нагревать их на кипящей водяной бане в течение времени, указанного в таблице 1. По окончании нагревания пробирки сра- зу охладить водопроводной водой и поставить на штатив по порядку номеров. Таблица 1 – Влияние технологических факторов на интенсивность окраски Условия эксперимента Образец 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Серия 1 «Оценка влияния продолжительности нагревания» Сок разбавленный 1 : 4, мл 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 Продолжительность нагревания, мин. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Серия 2 «Оценка влияния концентрации пигмента при тепловой обработке» Сок разбавленный 1 : 4, мл 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 Вода, мл 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Продолжительность нагревания, мин. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Серия 3 «Оценка влияния рН среды, концентрации пигмента и продолжительности тепловой обработки» Сок разбавленный 1 : 4, мл 4 4 4 4 2 2 2 2 – – Вода, мл 1 1 – – 3 3 2 2 – – 4%-ный раствор уксусной кислоты, мл – – 1 1 – – 1 1 – – Продолжительность нагревания, мин. 0 20 0 20 0 20 0 20 – – Провести визуальную оценку интенсивности окраски исследуемых проб. Результаты зафиксировать в протоколе наблюдений. Провести инструментальную оценку интенсивности окраски исследуе- мых образцов на фотоэлектроколориметре в отношении раствора сравнения. Для этого в кювету фотоэлектроколориметра наливают 2 см 3 окрашенного рас- твора. В качестве раствора сравнения используют дистиллированную воду. Из- меряют оптическую плотность растворов и фиксируют результаты в протоколе. Проанализировать результаты эксперимента: в пробирках № 1-10 в эксперименте серий 1 и 2 отметить влияние про- должительности нагревания; в пробирках под одним номером (1-1, 2-2 и т. д.) отметить влияние кон- центрации пигментов на их устойчивость при тепловой обработке; в эксперименте серии 3 сравнить окраску сока в нейтральной и кислой средах до и после нагревания, отметить влияние концентрации сока. В выводе отметить факторы, способствующие сохранению окраски све- кольного сока при использовании в составе пищевых систем. 10 Контрольные вопросы 1. Дайте определение термину «пищевой краситель». 2. Назовите ограничение применения термина «пищевой краситель». 3. Приведите классификацию пищевых красителей. 4. Охарактеризуйте основные классы красителей. 5. Назовите достоинства и недостатки натуральных красителей. 6. Объясните механизм действия красителей. 7. Приведите классификацию натуральных красителей. 8. Охарактеризуйте каротиноиды: представители, природные источники, свойства, физиологическая активность, область применения. 9. Охарактеризуйте хлорофиллы: представители, природные источники, свойства, физиологическая активность, область применения. 10. Охарактеризуйте антрахиноновые красители: представители, природные источники, технологические свойства, физиологическая активность, об- ласть применения. 11. Охарактеризуйте антоциановые красители: представители, природные источники, технологические свойства, физиологическая активность, об- ласть применения. 12. Дайте характеристику рибофлавину: природные источники, технологи- ческие свойства, физиологическая активность, область применения. 13. Дайте характеристику сахарному колеру: получение, технологические свойства, область применения. 14. Приведите классификацию синтетических красителей и назовите пред- ставителей каждого класса. 15. Дайте определение понятию «стабилизатор окраски». Приведите приме- ры стабилизаторов окраски. 16. Охарактеризуйте назначение и область применения пищевых отбелива- телей. 17. Приведите классификацию пищевых отбеливателей. 18. Объясните механизм действия пищевых отбеливателей. 19. Охарактеризуйте состав красящих веществ свеклы. 20. Охарактеризуйте устойчивость красящих веществ свеклы к внешним факторам. 21. Назовите факторы, влияющие на интенсивность окраски свеклы. 11 22. Объясните восстановление окраски вареной свеклы в процессе холо- дильного хранения. 23. Назовите объекты исследования в лабораторной работе. 24. Какими методами вы определяли интенсивность окраски объектов ис- следования в лабораторной работе. Сформулируйте их сущность. 25. Опишите методику определения влияния продолжительности тепловой обработки на интенсивность окраски пигментосодержащего сырья. 26. Определение влияния рН среды на интенсивность окраски пигментосо- держащего сырья. 27. Опишите последовательность определения устойчивости красящих ве- ществ к воздействию технологических факторов. 28. Какой аналитический прибор используют в лабораторной работе для из- мерения интенсивности окраски. 29. Назовите физическую величину, измеряемую при определении интен- сивности окраски. 30. Опишите методику определения интенсивности окраски фотоколори- метрическим методом. 31. Охарактеризуйте влияние продолжительности тепловой обработки на интенсивность окраски пигментосодержащего сырья. Объясните меха- низм. 32. Охарактеризуйте влияние рН среды на интенсивность окраски пигмен- тосодержащего сырья. Объясните механизм. 33. Назовите факторы, способствующие сохранению окраски свекольного сока при использовании в составе пищевых систем. 34. Охарактеризуйте влияние концентрации красящих веществ на устойчи- вость окраски свекольного сока к воздействию технологических факто- ров. Приложение А Образец титульного листа протокола исследования Минобрнауки РФ ФГБОУ ВО «ВолгГТУ» Кафедра «Технология пищевых производств» ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 по дисциплине «Химия пищи» на тему «Исследование влияния технологических факторов на интенсивность окраски натурального пигментсодержащего сырья» Выполнил(а): студент(ка) группы ПП-35(1) И. О. ФАМИЛИЯ (подпись) Проверила: доцент каф. ТПП, канд. биол. наук А. А. КОРОТКОВА (дата) (подпись) 13 Составители: Алина Анатольевна Короткова ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ОКРАСКИ НАТУРАЛЬНОГО ПИГМЕНТСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ. Лабораторная работа № 7 Методические материалы к лабораторному практикуму по дисциплине «Химия пищи» Темплан 2017 г., поз.№____ Подписано в печать __________. Формат 60 84 1 / 16. Бумага газетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. ____. Уч.-изд. л. ____. Тираж 100 экз. Заказ ____. Бесплатно. Волгоградский государственный технический университет. 400131 Волгоград, просп. им. В.И. Ленина, 28. Типография ИУНЛ Волгоградского государственного технического университета. 400131 Волгоград, ул. Советская, 35. |