Методы выполнения биохимических анализов растительной продукции

Анализы содержания веществ в овощных культурах (капусте белокочанной и картофеле) проводились в лабораторных условиях. В овощах определялось содержание сухого вещества, общего сахара, моносахара, дисахара, витамина "С", общей кислотности, клетчатки, крахмала, нитратов.

Сухое вещество − это материал, из которого удалена вся вода [Поморцева, 2001, с.35]. Содержание сухого вещества в овощах выполнялось методом высушивания до постоянного веса. Метод основан на высушивании средней пробы в сушильном шкафу в течении 7 часов при температуре 100−105ºС. После взвешивания ставят повторно еще на 2−3 часа.

Качество и пищевая ценность овощей определяется содержанием в них простых легкорастворимых углеводов, представленных дисахаридами (сахарозой) и моносахаридами (фруктозой и глюкозой). Содержание сахаров и их отдельных компонентов зависит от условий минерального питания овощных культур, зоны выращивания и агротехники [Кидин, Дерюгин, 2008, с.233].

Содержание сахаров в овощах определяли по методу Бертрана: все взятые навески переносятся водой после растирания с песком в 100 мл колбы. Колбы должны быть наполнены водной вытяжкой не более чем как 4/5. Колбы с вытяжкой ставят на 30 минут на водяную баню на извлечение при температуре 70-80ºС. После остывания колбы доводят водой до метки и берут 25 мл на вытяжки на I очистку в 50 мл колбы. Приливают в них по 2 мл Pb (OOCH₃) ₂, доливают до метки, взбалтывают, фильтруют. Затем 25 мл полученного фильтрата берут в 50 мл колбы для II очистки фильтрата. В них приливают по 2 мл гидрофосфата натрия для осаждения избытка Pb, доводят до метки. На определение общего сахара берут 10 мл фильтрата в большие колбы Эрленмейера, добавляют 10 мл воды и 0,3 мл концентрированной соляной кислоты и ставят на 30 минут на кипящую водяную баню на гидролиз (обменная реакция между веществом и водой). После гидролиза в колбы приливают по 40 мл фелинговой жидкости, ставят на плитку и кипятят 3 минуты. Полученный осадок промывают 4 раза сначала горячей, а затем холодной водой, растворяют осадок на фильтре и в колбах сернокислым железом или железоаммиачными квасцами, дважды промывают фильтры водой и титруют содержимое колбы 0,5 н. раствором перманганата калия до появления слабо розовой окраски. Для определения моносахаров берут 10 мл фильтрата после II очистки, добавляют 10 мл воды и 40 мл фелинговой жидкости. Затем кипятят 3 минуты и определяют как и общий сахар. Дисахара определяют вычитая из общего количества сахара количество моносахаров [Радов, Пустовой, 1965, с.243-247]. Моносахара (простые углеводы) − наиболее простые представители углеводов и при гидролизе не расщепляются до более простых соединений. Они являются обычно бесцветными, растворимыми в воде, прозрачными твердыми веществами. Моносахара − стандартные блоки, из которых синтезируются дисахариды (такие, как сахароза, мальтоза, лактоза), олигосахариды и полисахариды (такие, как целлюлоза и крахмал). Сложные сахара − это дисахариды (сахароза, лактоза и мальтоза) и полисахариды (крахмал). Дисахара растворимы в воде, сладкие на вкус и расщепляются в организме человека на две молекулы моносахаридов [Северина, 2003, с.289].

Клетчатка − это сложный углевод, состоящий из некрахмальных полисахаридов, устойчивого крахмала и/или целлюлозы. Клетчатку определяли следующим образом: навеску воздушно-сухого материала (1 г) помещают в сухую коническую колбу на 300 см³. В колбу приливают 30 см³ смеси концентрированной азотной и уксусной кислот, плотно закрывают резиновой пробкой с обратным холодильником. Предварительно пробку покрывают фольгой или целлофаном, так как резина в этих условиях разрушается. Колбу помещают на кипящую баню на 1-2 часа. Готовят воронку для горячего фильтрования. Воронку вставляют в колбу Бунзена. Через фильтр пропускают сначала кипящую воду. Затем фильтруют горячую суспензию из конической колбы. Осадок клетчатки количественно переносят на фильтр и на фильтре 4-5 раз промывают горячей водой. Воду отсасывают. Клетчатку промывают 2 раза, используя по 10 см³ раствора горячей 0,2 н. спиртовой щелочи. Осадок после этого еще 4-5 раз промывают горячей водой, отсасывают воду. Чистую клетчатку обрабатывают после этого 10 см³ этилового спирта для обезвоживания. Фильтр с осадком вынимают из воронки, помещают на часовое стекло и высушивают в шкафу при 105ºС до постоянного веса, взвешивают [Минеев, 2001, с.426-427].

Кислотность входит в число важнейших параметров, определяющих пищевкусовые свойства овощей и полученных из них соков. Для определения кислотности в плодах берут 20 мл вытяжки из 100 мл колбы после дигестии (процесс обливания твердого тела жидкостью для растворения его в последней) и оттитровывают 0,1 н. раствором гидроксида натрия в присутствии индикатора фенолфталеина (3 капли).

Аскорбиновая кислота (витамин "С") в организме человека участвует в окислительно-восстановительных процессах, активизирует ферментные системы, необходима для поддержания целостности кровеносных сосудов. В растениях аскорбиновая кислота синтезируется главным образом из глюкозы. Она содержится во всех органах зеленых растений. Определение содержания аскорбиновой кислоты в овощах имеет важное значение для качественной оценки растительных продуктов питания. Определение витамина "С" происходило по методу Мурри: навеску 1 г переносят в маленькую ступку, добавляют 2 мл 1% -ной соляной кислоты, растирается. Переносят в мерную колбу на 50 мл 1% щавелевой кислоты и его же доводим до метки. Фильтруем. Берем 10 мл фильтрата и титруем из микробюретки краской 2,6-дихлорфенолиндофенолом до появления розовой окраски [Ермаков, Арасимович, 1952, с.89-94].

Крахмал - основной запасной полисахарид растений, образующийся в процессе фотосинтеза. Зеленые листья всегда отличаются высоким содержанием этого вещества, они используют крахмал для построения новых клеток и как энергетический материал. Содержание крахмала в растениях зависит от сортовых особенностей культуры и применения удобрений. Крахмал в образцах определяли следующим образом: на технических или аналитических весах берут навеску муки 1−1,5 г, картофеля 4−5 г и количественно переносят смыванием ее 4% -ной соляной кислотой в круглодонную или коническую колбу вместимостью 300−350 см³. Общее количество 4% -ной соляной кислоты должно быть 150 см³. Колбу закрывают каучуковой пробкой со вставленной длинной стеклянной трубкой, выполняющей роль обратного холодильника, и погружают на 1,5−2 часа в кипящую водную баню. Окончание гидролиза устанавливают по отсутствию синего окрашивания при добавлении к 2−3 каплям гидролизата 1−2 капли раствора йода в йодистом калии. После окончания гидролиза содержимое колбы охлаждают холодной водой, добавляют 3−4 капли метилового красного и нейтрализуют раствор в колбе 10% -ным гидроксидом натрия, прибавляя его из пипетки или бюретки по каплям до появления желтоватой окраски раствора. Если гидролизат сильно окрашен и маскирует работу индикатора, то такой раствор нейтрализуют по лакмусовой бумаге, бросая кусочки ее каждый раз после прибавления щелочи. Избыток щелочи при хранении гидролизата приводит к разложению глюкозы, поэтому его удаляют прибавлением 1−3 капель 4% -ного раствора НСl. Присутствующие в гидролизате глюкозы белки мешают количественному ее определению, поэтому их осаждают прибавлением 5−10 см³ раствора ацетата свинца (до прекращения появления мути от прибавления очередной капли ацетата свинца). Избыток ацетата свинца, мешающий определению глюкозы, устраняют добавлением 5−6 см³ насыщенного раствора сульфата натрия спустя 8−10 минут после добавления ацетата свинца. Затем гидролизат переносят в мерную колбу вместимостью 250 см³, смывая дистиллированной водой остатки растительного материала, объем колбы доводят до метки, перемешивают и часть раствора (около 80−100 см³) пропускают через плотный складчатый фильтр в стакан. Для анализа берут пипеткой 25 см³ сфильтрованного гидролизата, переносят в коническую колбу или стакан вместимостью 150−200 см³, добавляют 20 см³ раствора сульфата меди и 20 см³ щелочного раствора сегнетовой соли. Содержимое колбы (стакана) нагревают до слабого кипения и кипятят (не допуская бурного кипения) в течении 3 минут. Затем отстаивают содержимое в течение 1−2 минут, давая осесть выпавшему в осадок оксиду меди (I) - Cu₂O. Отстоявшийся осадок оксида меди в колбе отмывают декантацией горячей дистиллированной водой, фильтруя промывные воды в колбу Бунзена через трубку Аллина с асбестовым фильтром. Затем осадок из колбы переносят на асбестовый фильтр трубки Аллина и промывают его вначале горячей, а затем холодной дистиллированной водой до тех пор, пока вытекающая вода станет прозрачной. Мерным цилиндром в ту же колбу, где находится промытый осадок меди, берут 20−30 см³ подкисленного раствора железоаммонийных квасцов NH₄Fe (SO₄) ₂ ∙ 12 H₂O или такое же количество сульфата железа (III) Fe₂ (SO₄) ₃ в серной кислоте и из нее, приливая небольшими порциями железоаммонийные квасцы в трубку Аллина с осадком, растворяя оксид меди. Осадок сначала чернеет, а потом раствор приобретает зелено-голубоватое окрашивание. Включают вакуум и при слабом разрежении медленно фильтруют растворенный в железоаммонийных квасцах оксид меди в колбу. После полного завершения промывания асбестового фильтра трубку Аллина вынимают и горячий раствор в колбе титруют 0,1 н. раствором перманганата калия до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 0,5−1 минуты.

В состав небелковых форм азота растений наряду с азотом аминокислот входят нитраты, нитриты и аммоний, которые являются естественными продуктами азотного обмена. Нитраты постоянно присутствуют в вегетирующих органах растений, однако их чрезмерное содержание негативно влияет на здоровье животных и человека. Накопление нитратов азота в растениях может быть следствием применения высоких доз органических или минеральных удобрений, слабой освещенности, дефицита фосфора, калия и т.д. в связи с увеличением применения минеральных, особенно азотных удобрений в кормовых и овощных севооборотах определение содержания нитратов в товарной продукции обязательно [Кидин, Дерюгин, 2008, с.225−226, 178]. Содержание нитратов в опытах с овощной продукцией определялось нитратомером "СОЭКС".