Лабораторная работа №3

Тема: «Влияние различных факторов на гидролиз сахарозы»

Углеводы – это обширная группа органических соединений, распространенных в живой природе, они встречаются в свободной и связанной форме в любой растительной, животной и бактериальной клетке. Углеводы составляют три четверти биологического мира и примерно 60-80% калорийности пищевого рациона. Согласно принятой в настоящее время классификации углеводы подразделяются на три основные группы:

– моносахариды или простые углеводы, не подвергающиеся гидролизу: глюкоза, фруктоза, галактоза, арабиноза, ксилоза;

– олигосахариды или полисахариды 1-го порядка, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями; наибольшее значение имеют дисахариды, например, сахароза, состоящая из остатков глюкозы и фруктозы;

– полисахариды – природные полимеры, представителями которых являются крахмал, целлюлоза (или клетчатка), пектиновые вещества.

Физико-химические и биохимические изменения, происходящие с углеводами в процессе технологической обработки продуктов, существенно влияют на качество готовых изделий.

Сахар – важнейший компонент овощей и фруктов. При тепловой обработке происходят изменения сахаров – гидролиз, карамелизация, а также распад в результате реакции меланоидинообразования.

Гидролиз дисахаридов – реакция расщепления молекулы под влиянием кислот на моносахариды (глюкозу и фруктозу или инвертный сахар). Инвертный сахар хорошо усваивается организмом и является слаще сахарозы. Степень гидролиза (инверсии) зависит от продолжительности тепловой обработки, а также от вида и концентрации содержащейся в продукте кислоты. Гидролитическое расщепление сахарозы наблюдается при изготовлении плодово-ягодных киселей, компотов, желе, муссов, запекании яблок, тушении свеклы.

Ферментативный гидролиз происходит при брожении и в начальный период выпечки дрожжевого теста. В этом случае сахароза и мальтоза под действием ферментов дрожжей сахаразы и мальтазы расщепляются: первая до глюкозы и фруктозы, а вторая – до двух молекул глюкозы.

Карамелизация – глубокий распад сахаров при температуре выше 100ºС с образованием сложной смеси веществ различной степени полимеризации. Реакция катализируется небольшими концентрациями кислот, щелочей и некоторых солей. При этом образуются коричневые продукты с типичным карамельным ароматом. Регулируя условия, можно направить реакции в основном на получение аромата или же в сторону образовании окрашенных продуктов.

Карамелизация сахаров происходит при подпекании лука и моркови для бульонов, при запекании яблок, при приготовлении многих кондитерских изделий и сладких блюд. Жженый сахар используют в качестве пищевого красителя.

Меланоидинообразование (реакция Майара, открыта в 1912 г) – взаимодействие альдегидных групп альдосахаров с аминогруппами белков, приводящее к образованию темноокрашенных соединений – меланоидинов (от греч. melanos – темный). Реакция эта многостадийнная, причем не все стадии являются достаточно изученными. Основными факторами, влияющими на реакцию меланоидинообразования, являются:

– температура: при повышенных температурах скорость реакции возрастает (повышение температуры на 10ºС дает увеличение скорости в 2-3 раза);

– величина рН среды: наиболее благоприятная область рН для реакции 7,8-9,2;

– ионы металлов: интенсивность реакции возрастает в присутствии ионов меди и железа и др.

В технологических процессах эта реакция обусловливает золотистый цвет мясного бульона, кремовый оттенок топленого молока, образование аппетитной корочки на жаренных, запеченных блюдах из мяса, птицы, рыбы, изделиях из теста. Отрицательное воздействие этой реакции заключается в потемнении фритюрного жира, фруктовых пюре, снижении биологической ценности белков, поскольку связываются аминокислоты и впоследствии становятся недоступными для ферментов желудочно-кишечного тракта.

Таким образом, процесс меланоидинообразования, с одной стороны, снижает пищевую ценность готового продукта вследствие потери ценных пищевых веществ, а с другой стороны, улучшает органолептические показатели кулинарных изделий.

Цель работы:

– изучить влияние продолжительности тепловой обработки на степень инверсии сахарозы;

– изучить влияние концентрации кислот на степень инверсии сахарозы;

– изучить влияние степени диссоциации кислот на степень инверсии сахарозы.

Приборы и оборудование: плитки электрические, технохимические весы, бюретка для горячего титрования.

Посуда:

1. Колба коническая на 100 см³ – 4 шт.

2. Колба мерная на 250 см³ – 2 шт.

3. Стакан химический на 100 см³ – 2 шт.

Реактивы: 1%-ный раствор железосинеродистого калия, 2,5 н. раствор гидрата окиси натрия, метиленовый голубой, вода дистиллированная.

Задание 1. Изучить влияние продолжительности тепловой обработки на гидролиз сахарозы

Ход работы

Для изучения влияния продолжительности тепловой обработки на гидролиз сахарозы готовят два одинаковых сиропа по какой-либо одной из приведенных в табл. 7 рецептур.

Таблица 7

Рецептуры сиропа

При изготовлении сиропа отвесить на технохимических весах две навески сахарозы, перенести их в химические стаканы вместимостью 100 см³, налить воду, лимонную кислоту и быстро довести смесь до кипения. При изучении влияния продолжительности нагревания сиропы кипятят от 1 до 5 мин.

После приготовления сиропы быстро охладить до комнатной температуры под струей холодной воды и количественно перенести в мерную колбу вместимостью 250 см³. Остатки сиропа смыть дистиллированной водой в ту же мерную колбу. Содержимое колбы довести до метки дистиллированной водой, раствор перемешать и использовать для определения инвертного сахара цианидным методом.