66492 (Физико-химические свойства и методы контроля качества товаров), страница 7

Катарометр позволяет определить концентрации веществ в пределах 0,1 - 0,01%, ПИД - 10^-3 - 10^-5%”; ЭЗД - 10^-6 - 10^-10%. Современные детекторы позволяют определять даже пикограммы (10^-12 г) вещества в пробе.

Качественный и количественный анализ в методе ГХ проводят так же, как и в ВЖХ.

Газожидкостная хроматография находит широкое применение для разделения, идентификации и количественного определения сложных многокомпонентных систем, таких как нефть, биологические жидкости, пищевые продукты, парфюмерно-косметические изделия и многие другие. Метод отличается высокой чувствительностью, экспрессностью; для анализа не требуется большого количества исследуемого образца.

Среди разнообразных хроматографических методов газовая и высокоэффективная жидкостная хроматография являются самыми перспективными для решения сложных задач в практике пищевого анализа.

Так, в число задач, которые могут быть разрешены в пищевом анализе с помощью этих методов, входят:

- определение химической природы веществ, обуславливающих характерный аромат свежих продуктов;

- контроль за состоянием продуктов в процессе обработки и хранения;

- объективная оценка показателей, характеризующих качество исходного сырья и готовых изделий из него;

- установление и устранение причин, вызывающих нежелательные изменения продуктов в процессе их изготовления;

- установление факта фальсификации продукта и другие.

Рис.2.8.2 Хроматограмма афлотоксинов в молоке. Регистрация с помощью флуометрического детектора (возбуждающая длина волны 365 нм, возбужденная 455 нм).

Методами ГХ и ВЖХ идентифицируют и определяют летучие вещества, участвующие в формировании вкуса и аромата многих пищевых продуктов или отвечающих за их порчу. Например, определяют летучие жирные кислоты, характерные для качественного мяса; или кислоты, образующиеся при изменении нормального процесса брожения квашеной капусты и обуславливающие посторонние оттенки ее запаха. Методы используются для определения никотина, нитрозамина (в рыбе и копченостях); пищевых добавок (красители, консерванты, антиокислители); загрязнителей окружающей среды (пестициды, афлатоксины, остатки лекарственных препаратов, витамины) и др. На рис. 2.8.2 представлена хроматограмма разделения афлатоксинов в молоке.

Весьма ценными являются методы ГХ и ВЖХ в установлении фактов фальсификации потребительских товаров. Так, желтый краситель в макаронных изделиях может создать впечатление о высокой стоимости продукта. Наличие такого красителя можно подтвердить методом ВЖХ. Определение антоцианов и гликозидов, отвечающих за цвет вина, позволяет выявить натуральность вина. Подделки коньяка также можно распознать с помощью ГХ.

Методом ВЖХ идентифицируют и определяют небелковый азот, например, мочевину, которую добавляют при фальсификации белковых продуктов с целью увеличения азотистых веществ. Обнаружение аминокислоты оксипролина, присутствующей, главным образом, в белках соединительной ткани, т.е. в дешевом сырье, позволяет выявить факт замены им полноценного белка мяса. Жиры, определяемые по триглицеридному составу методом ГХ, могут дать информацию о количестве жира и добавках постороннего жира. По определению жирно-кислотного состава можно сделать вывод о замене какао-масла гидрожиром в шоколаде и т.п.

Следует отметить, что в настоящее время некоторые виды хроматографии используют не как самостоятельные методы анализа, а как методы предварительного исследования или как методы подготовки пробы к последующему определению другими методами, в том числе хроматографическими.

Так, при определении аминокислот в гидролизате белков мяса или крови методом БХ, проводят предварительную очистку гидролизата на колонках с ионитами. Аналогично поступают при определении летучих оснований и свободных жирных кислот в мясе и рыбе.

Методом ТСХ устанавливают наличие в исследуемом образце хлорорганических пестицидов, количественное определение которых затем проводят методом ГЖХ.

Рис. 2.8.3 Сочетание газовой хроматографии с другими принципами анализа и включенной последовательно ЭВМ.

Особенно эффективным оказалось применение независимой аналитической идентификации и определения продуктов хроматографического разделения при сочетании ГХ и ВЖХ с другими методами исследования: инфракрасной спектроскопией и масс-спектрометрией. Методом масс-спектрометрии можно проводить непрерывный анализ компонентов смеси, причем для небольших количеств веществ. Такой комбинированный (гибридный) метод получил название хромато-масс-спектрометрии. Например, определение пестицидов, остатков лекарственных веществ (пенициллинов, сульфаниламидов и др.) проводят, используя комплекс: ГХ (или ВЖХ) - масс-спектрометрия. Возможно сочетание хроматографии с методами ядерного магнитного резонанса, пламенной (фотометрии, абсорбционной спектрометрии и др.).

2.9 Применение хроматографии

Применение хроматографии наряду с другими физико-химическими методами, а также их взаимное сочетание, является тенденцией в разработке методик исследования качества потребительских товаров.

Рис.2.9.1 Хроматограмма градуировочной смеси, полученная на хроматографе, оснащенном капиллярной колонкой HP-FFAP (США) 1 уксусный альдегид, 2 метиловый спирт уксусной кислоты, 3 этиловый эфир уксусной кислоты, 4 метиловый спирт, 5 этиловый спирт, 6 пропанол-1, 7 изобутиловый спирт, 8 – 6 бутанол-1, 9 изоамиловый спирт.

Методы хроматографии обладают большой аналитической емкостью, и, как уже было отмечено выше, находят самое широкое применение.

3. Показатели характеризующие механические свойства товаров

Физические свойства пищевых продуктов в значительной мере определяют их качество, способность к длительному хранению и транспортированию.

К физическим свойствам продуктов относят массу, форму, размер, плотность, структурно-механические, оптические, теплофизические, сорбционные, электрофизические и другие свойства.

Масса, форма, размер являются показателями качества многих пищевых продуктов. Нормируются эти показатели для хлебобулочных и кондитерских изделий, сыров, творожных сырков и др. У плодов и овощей каждому помологическому или хозяйственно-ботаническому сорту соответствуют определенные форма и размер. Последний нормируется для сыров, колбасных изделий, макарон и др.

Плотность - это масса вещества, находящегося в единице объема. По этому показателю можно судить о количестве сахарозы в сахаре, соли - в рассоле, о виде растительных масел. По плотности продукта можно установить его состав и строение.

К структурно-механическим свойствам относят прочность, твердость, упругость, эластичность, пластичность, релаксацию, вязкость, липкость пищевых продуктов.

Прочность - способность продукта сопротивляться механическому разрушению. Этот показатель используют при определении качества макарон, сахара-рафинада, сухарей и других продуктов.

Твердость - свойство материала препятствовать проникновению в него другого более твердого тела. Твердость определяют при оценке качества зерна, плодов, овощей и сахара.

Упругость - способность тел восстанавливать форму сразу после приложения внешней силы.

Эластичность - способность тел через определенное время восстанавливать свою форму после надавливания. Этот показатель имеет значение при перевозке и хранении хлебобулочных изделий, плодов и овощей, а также при определении качества клейковины муки, мякиша хлеба, свежести мяса и рыбы.

Пластичность - способность продукта необратимо деформироваться под действием внешних сил. Этот показатель характеризует качество теста, карамельной массы, мармелада и др.

Релаксация - свойство продуктов, характеризующее время перехода упругих деформаций в пластические. Это свойство учитывается при перевозке хлебобулочных изделий, кондитерских товаров, плодов и овощей.

Вязкость - способность жидких тел оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой. Этот показатель характерен для таких продуктов, как растительное масло, соки, сиропы, мед и др.

Липкость - способность продуктов проявлять силы взаимодействия с другим продуктом или тарой. Этот показатель характеризует сливочное масло, мясной фарш, сыр, вареные колбасы, хлебный мякиш, ирис и др.

Для характеристики структурно-механических свойств товаров применяют термин «консистенция».

К оптическим свойствам относят прозрачность, цветность, рефракцию, оптическую активность. Эти показатели воспринимаются человеком посредством зрительных ощущений. Оптические свойства - важный показатель качества большинства продуктов питания.

Теплофизические свойства обусловливают характер и скорость протекания в продукте процесса нагревания или охлаждения. К этим свойствам относят теплоемкость, теплопроводность, температуру плавления, затвердевания, замерзания. Теплофизические характеристики учитываются при варке, выпечке, пастеризации, стерилизации, замораживании, размораживании, перевозке и хранении продуктов.

Сорбционные свойства - способность вещества поглощать пары воды или газы из окружающей среды. Процесс, обратный сорбции, называется десорбцией. Эти процессы могут приводить к изменению качества продукта.

Поглощать влагу могут продукты, содержащие мало влаги,- чай, кофе, соль, сахар, сухофрукты, сухое молоко и др.; продукты, богатые жиром или содержащие очень много влаги, ее не поглощают.

Поглощение продуктом паров или газов с образованием химических соединений называют хемосорбцией.

Электрофизические свойства определяют поведение продуктов в электромагнитном поле. Основным показателем этих свойств является электропроводность. На этом показателе основано определение влажности и титруемой кислотности некоторых продуктов.

Заключение

Основная идея физико-химического анализа была высказана М.В. Ломоносовым (1752), первые попытки установить образование в системе химического соединения, исходя из зависимости ее свойств от состава, относятся к начале 19 в. В середине 19 в. работами П.П. Аносова (1831), Г.К. Сорби (1864), Д.К. Чернова (1869) были заложены основы металловедения; Д.И. Менделеевым впервые был проведен геометрический анализ диаграмм состав - свойство на примере изучения гидратов серной кислоты. К этому же периоду относятся работы В.Ф. Алексеева о взаимной растворимости жидкостей Д.П. Коновалова - об упругости пара (см. Коновалова законы), И.Ф. Шредера - о температурной зависимости растворимости. Ha рубеже 19-20 вв. в связи с потребностями техники началось бурное развитие ФХА (А. Ле Шателье, Я. Вант Гофф, Ф. Осмонд, У. Робертс-Остен, Я. Ван Лаар и др.). Основополагающие теоретические и экспериментальные работы современного ФХА принадлежат Н.С. Курнакову. Им были объединены в одно направление изучение сплавов и однородных растворовров и предложен термин "ФХА." (1913). Исследования комплексообразования в растворах с работами И.И. Остромысленского (1911), П. Жоба (1928) и разработкой методов определения состава химического соединения и констант их устойчивости по данным измерений различных физ. свойств растворов.

ФХА способствовал решению многих теоретических проблем химии в частности, созданию теории строения химического соединения переменного состава. ФХА является основой создания новых и модифицирования известных материалов - сплавов полупроводников, стекол, керамики и т.д. путем, например, легирования. На ФХА и физ.-хим. диаграммах базируются многие технологические процессы, связанные, в частности, с кристаллизацией, ректификацией, экстракцией и т. п., т. е. с разделением фаз.

Подобные диаграммы указывают, в частности, на условия выделения соединений., выращивания монокристаллов. Метод остаточных концентраций позволяет исследовать реакции осаждения химических соединений в результате взаимодействия в растворах. По этому методу состав твердых фаз - продуктов реакции - определяется разностью между содержанием реагирующих компонентов в ряду исходных смесей и в соответствующих равновесных растворах по окончании взаимодействия. При этом строится диаграмма зависимости равновесных концентраций реагирующих компонентов в растворе от отношения между ними в исходных смесях. Параллельно обычно изменяют рН, электропроводность растворов, поглощение света суспензией. Развитие ЭВМ привело к тому, что в ФХА. значительно усилилась роль аналитической формы выражения зависимостей свойств системы от ее состава. Это облегчает хранение и, в особенности, математическую обработку результатов.