МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "Харківський політехнічний інститут" МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до лабораторних занять з курсів «ХІМІЯ І ТЕХНОЛОГІЯ ХАРЧОВИХ ДОБАВОК» ТА «ХІМІЧНА ІНЖЕНЕРІЯ ХАРЧОВИХ ДОБАВОК» РОЗДІЛ «РЕЧОВИНИ, ЩО РЕГУЛЮЮТЬ КОНСИСТЕНЦІЮ ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ 2020 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "Харківський політехнічний інститут" МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до лабораторних занять з курсів «ХІМІЯ І ТЕХНОЛОГІЯ ХАРЧОВИХ ДОБАВОК» ТА «ХІМІЧНА ІНЖЕНЕРІЯ ХАРЧОВИХ ДОБАВОК» РОЗДІЛ «РЕЧОВИНИ, ЩО РЕГУЛЮЮТЬ КОНСИСТЕНЦІЮ ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ для студентів освітньої програми «Технології органічних речовин, харчових добавок і косметичних засобів» Затверджено Вченою радою Навчально-наукового інституту хімічних технологій та інженерії, протокол № 7 від 28.05.2020 р. Харків НТУ "ХПІ" 2020 Укладачі: В.В. Анан’єва, А.П.Бєлінська, С.О. Петров, О.В. Циганков Рецензент: В.Ю. Папченко Кафедра органічного синтезу і нанотехнологій Методичні вказівки до лабораторних занять з курсів «Хімія і технологія харчових добавок» та «Хімічна інженерія харчових добавок», розділ «Речови- ни, що регулюють консистенцію готової продукції» для студентів для студентів освітньої програми «Технології органічних речовин, харчових добавок і косме- тичних засобів» денної та заочної форм навчання / уклад.: В.В. Анан’єва, А.П. Бєлінська, С.О. Петров, О.В.Циганков - Х.: НТУ «ХПІ», 2020. - 21 с. ВСТУП Харчові добавки – природні, ідентичні природним, або синтетичні ре- човини, напівпродукти, що навмисно вводяться до харчової сировини чи го- тових продуктів з метою їх збереження або надання їм заданих властивостей. Історія застосування деяких відомих нам речовин у якості харчових добавок нараховує кілька тисячоліть (оцтова кислота, кухонна сіль, цукор та інші). Однак тільки в другій половині ХХ століття їм стали приділяти особливу увагу, та вже стало зрозуміло що використання дозволених речовин у якості харчових добавок дозволить значно полегшити ведення технологічних про- цесів виробництва харчової продукції та надасть їй необхідних органолепти- чних, фізико-хімічних властивостей і взагалі дозволить значно розширити асортимент продукції на полицях супермаркетів. Широке розповсюдження харчових добавок привело до необхідності їх класифікації, гігієнічної регла- ментації, розробки технологій одержання й застосування. Методичні вказівки призначено для студентів вищих навчальних за- кладів усіх форм навчання спеціальності 161 «Хімічні технології», зокрема, освітньої програми «Технології органічних речовин, харчових добавок і кос- метичних засобів» і включають в себе методики отримання деяких представ- ників 2 групи харчових добавок (речовини, що регулюють консистенцію го- тової продукції), методів якісного визначення сполук, що входять до складу даної харчової добавки та вказівки на сферу застосування представників да- ного класу харчових добавок. 3 РЕЧОВИНИ, ЩО РЕГУЛЮЮТЬ КОНСИСТЕНЦІЮ ГОТОВОЇ ПРОДУКЦІЇ До цієї групи харчових добавок можуть бути віднесені речовини, які ви- користовують для створення необхідних або зміни існуючих реологічних влас- тивостей харчових продуктів, тобто добавки, що регулюють або формують їх- ню консистенцію. До їх числа належать добавки різних функціональних класів: загусники, гелеутворювачі, стабілізатори фізичного стану харчових продуктів, поверхнево-активні речовини (ПАР), зокрема, емульгатори та піноутворювачі. Хімічна природа харчових добавок, які віднесено до цієї групи, досить рі- зноманітна. Серед них є продукти природного походження й одержувані штуч- ним шляхом, у тому числі хімічним синтезом. У харчовій технології вони вико- ристовуються у вигляді індивідуальних сполук або сумішей. В останні роки в секторі харчових добавок, що регулюють консистенцію продукту, велика увага стала приділятися стабілізаційним системам, що вклю- чають кілька компонентів: емульгатор, стабілізатор, загусник. Їх якісний склад, співвідношення компонентів можуть бути досить різноманітними, що залежить від характеру харчового продукту, його консистенції, технології одержання, умов зберігання, способу реалізації. Застосування в сучасній харчовій технології структуруючих добавок до- зволяє створити асортименти продуктів емульсійної й гелевої природи (марга- рини, майонези, соуси, пастилу, зефір, мармелад та інші), структурованих і тек- стурованих. Стабілізаційні системи широко застосовуються в громадському і домаш- ньому харчуванні, кулінарії. Вони використовуються при виробництві супів (сухі, консервовані, заморожені), соусів (майонези, томатні соуси), бульйонних продуктів, продуктів для консервованих блюд та ін. 4 Емульгатори Емульгатори – це речовини, які роблять можливим або полегшують отри- мання емульсій і стабілізують їх. Основні технологічні функції емульгаторів в харчових системах: • диспергування, зокрема, емульгування і піноутворення; • солюбілізація (колоїдне розчинення, мимовільне і оборотне проникання низькомолекулярної речовини (солюбілізата), слабо розчинної в даному рідко- му середовищі, всередину поверхнево активних речовин або молекулярних клубків (глобул) високомолекулярної сполуки); • комплексоутворення з крохмалем (уповільнює черствіння хлібо-булочних виробів, знижує клейкість продуктів, заснованих на відновленні вологості кро- хмалю, знижує грудкуватість, покращує консистенцію і однорідність); • взаємодія з білками продуктів (поліпшуються структурні властивості про- дуктів, утворенням комплексів з пшеничним глютеном підвищує еластичність білків, збільшує об'єм хліба); • зміна в'язкості (цукор в жирі – при виробництві шоколаду); • модифікація кристалів (в маргарині, шоколадній масі); • змочування і змазування (більш швидкий і рівномірний розподіл рідини по поверхні твердих частинок). Області застосування емульгаторів: маргарини, майонези та інші емульгова- ні соуси, жири для випічки, хліб і хлібобулочні вироби, кондитерські вироби, жувальна гумка, розчинна кава, сухе молоко, супи швидкого приготування та інші сухі продукти, ароматизатори. Гелеутворювачі Гелеутворювачі (желеутворювачі, желюючі речовини) – це речовини, в певних умовах здатні утворювати гелі. За винятком желатину (тваринний білок), гелеутворювачі є вуглеводнями (полісахаридами) рослинного походження, рослинними гідроколоїдами. Їх 5 отримують з наземних рослин або водоростей. За хімічною природою гелеутво- рювачі є кислими полісахаридами із залишками сірчаної кислоти. Гелеутворювачі не є емульгаторами. В їх молекулах відсутні ліпофільні та гідрофільні групи, однак деякі гелеутворювачі стабілізують емульсії. Області застосування гелеутворювачів: мармелади, желе, фруктові напо- внювачі, жувальні цукерки, жувальна гумка, пралінові та інші кондитерські ма- си, низькокалорійні продукти, кисломолочні продукти, низькокалорійні олії, какао та шоколадні напої, молочно-фруктові напої, молоко, вершки, згущене молоко, морозиво та інші молочні десерти, пудинги, сири, плавлені сири та продукти їх переробки, швидкозаморожені продукти, особливо риба, заливки для овочів, м'яса або риби, холодець, фаршеві м’ясо і рибопродукти. Загусники Введення загусників до харчової системи значно підвищує її в’язкість та дозволяє отримувати готову продукцію із необхідною, заданою структурою («тіло» продукту, відчуття «mouthfeel»). Загусники є гідроколоїдами, завдяки великій кількості полярних груп (зо- крема гідроксильних) у молекулі загусника, вони легко взаємодіють із водою харчової системи. Сольватація сприяє обмеженню рухливості молекул води з одночасним підвищенням в’язкості розчину. Збільшення довжини ланцюга мо- лекули загусника сприяє підвищенню в’язкості розчину. Але якщо підвищуєть- ся ступінь розгалуження молекули загусника то це може заважати зв’язуванню води а отже й знижувати в’язкість. Якщо розгалуження полярних груп сконцен- троване на кінцях ланцюга молекули загусника, у цьому випадку швидкість зв’язування води буде зростати. Загусники не є емульгаторами та не можуть утворювати еластичні гелеві структури але додавання деяких загусників до харчової емульсії здатне підви- щити її стійкість за рахунок створення адсорбційно-сольватного шару на пове- рхні розділу фаз. 6 Області застосування загусників: молочні та кисломолочні десерти, фрук- тові та овочеві консерви, інстантні продукти, соуси, маргарини, плавлені сири, цукристі вироби, тощо. Піноутворювачі Представляють собою емульгатори, дія яких направлена на створення стійкої харчової системи «газ - рідка фаза», «газ - тверда фаза». Піна ‒ це ячеїсто-плівкова система, окремі бульбашки повітря в якій роз- ділені і пов'язані плівками піноутворювача в загальний каркас. Основною умо- вою утворення піни є утворення неоднорідних за складом прикордонних шарів. Хімічно чисті рідини практично не утворюють піни. Якщо в них розчинені інші речовини в молекулярному або в колоїдному стані, то розчин може вспінюва- тися, коли концентрація розчиненої речовини в поверхневому шарі більше, ніж концентрація в об'ємі розчину, тобто при утворенні адсорбційного шару. Піно- утворювачами в харчовій промисловості виступають гідроколлоіди, желатин, а також емульгатори, наприклад, TWEEN, SPAN. Області застосування піноутворювачів: кондитерські вироби, морозиво, молочні коктейлі, пиво. Наповнювачі Це інертні речовини, необхідні у виробництві низькокалорійних продук- тів. Вони не мають або майже не мають харчової цінності і використовуються для компенсації втрати маси та об’єму продукту при зниженні вмісту в ньому жирів та вуглеводів. Крім того, наповнювачі викликають почуття насичення, завдяки сорбції води та збільшенню в об’ємі в кілька разів (у шлунку) не при- вносячі додаткових калорій в раціон. Однак це має місце бути тільки в разі ви- користання в якості наповнювачів целюлози, наприклад, яка не засвоюється ор- ганізмом, виводиться в незміненому вигляді, і технологічно зручна для вироб- ництва продукції для діабетиків. Крохмаль же має високий глікемічний індекс, внаслідок чого має певні обмеження у використанні в якості харчової добавки ‒ наповнювача. 7 Наповнювачі також є основою таблеток, наприклад таблеток швидкороз- чинних напоїв або підсолоджувачів. Потрапляючи в рідину наповнювач почи- нає інтенсивно вбирати воду, збільшуючись в розмірі в кілька разів, що прово- кує розрив таблетки та її подальше розчинення. Області застосування наповнювачів: кондитерська, масложирова та хлі- бобулочна промисловості, фармацевтичне виробництво (таблетовані форми лі- карських препаратів). Завдання та питання для самоконтролю 1. Основні групи харчових ПАР. 2. Характеристика харчових добавок, що впливають на фізико-хімічні властивості і структуру харчових продуктів. 3. Які технологічні проблеми у харчовому виробництві можливо виріши- ти застосовуючи харчові добавки з групи регуляторів консистенції? 4. Емульгатори: хімічна природа, класифікація. 5. Технологічні функції емульгаторів у харчових системах. 6. Що характеризує гідрофільно-ліпифільний баланс емульгаторів? 7. Загусники і гелеутворювачі: визначення, класифікація. 8. Властивості загусників і гелеутворювачів. Функції загусників і гелеут- ворювачів. 9. Яким чином відбувається підвищення в’язкості харчової системи при наявності молекул загусника? 10. Гелеутворювачі білкової природи. 11. Необхідність використання піноутворювачів у харчовій промисловос- ті. 12. У чому полягає технологічна необхідність використання наповнюва- чів у харчовому виробництві? 8 Лабораторна робота №1 ОТРИМАННЯ ЕКСТРАКТУ МИЛЬНОГО КОРЕНЮ Мета роботи - ознайомитися з теоретичними положеннями про сапоніни, хімічний склад, властивості, застосування у різних сферах промисловості. Сапоніни відносяться до глікозидів, похідних стероїдів та тритерпеноїдів, мають різноманітну та складну будову. Їх молекули складаються з двох частин: аглікону (сапогеніну) та цукрової, до складу якої можуть входити D-глюкоза, D - галактоза, L - фруктоза, L - арабіноза, L - рамноза, D - глюкуронова кислота. Агліконова частина сапонінів будується на основі циклопентанопергід- рофенантрену (рис.1): Рисунок 1 - Циклопентанопергідрофенантрен Основні сапоніни мильного кореню представлені сапониновою кислотою, сапорубіном та сапонарозидом. Завдяки їх пристутності у рослинній сировини екстракт мильнянки має ціноутворюючі властивості, які стабілізуються також і присутностю в екстракті пектинів (до 2,4 %). У харчовій промисловості екстракт мильного кореню Е 999 використову- ється як емульгатор при виробництві сидру, пива. Також харчова добавка Е 999 виступає в ролі піноутворювача в процесі виготовлення кількох видів конди- терських виробів, зокрема халви та, рідше, морозива. Застосування екстракту сапонінів рослинної сировини у рецептурах хлі- бобулочних виробів виправдано вологоутримуючими властивостями даної хар- чової добавки та дозволяє у рази подовжити терміни зберігання готової проду- кції та стабільно утримувати органолептичні та фізико-хімічні показники у ме- жах норми. 9 Як поверхнево активні та біологічно активні речовини, сапоніни широко використовуються в різних галузях виробництва товарів для повсякденного життя: харчова продукція (обмежено), миючі засоби «SLS free» та продукції для гігієнічного догляду. Обмеження застосування сапонінів у харчовій проми- словості пов’язано з їх токсичним впливом при перевищенні допустимої норми застосування у рецептурах. Реактиви та обладнання: • коріння мильнянки подрібнене висушене; • вода; • хімічний стакан; • магнітна мішалка; • фільтрувальний папір; • 0,5 %-й розчин нінгідрину; • ваги електронні. Хід роботи: Подрібнене коріння мильнянки (15,0 гр) внести у хімічний стакан об’ємом 250 см3, залити гарячою водою (150 см3) та витримувати 15 хв. для на- бухання сировини та полегшення проведення процесу екстракції. Після цього на магнітній мішалці проводили екстрагування біологічно активних речовин, відварюючи коріння протягом 30 хв. за температури 70ºС, при постійному перемішуванні. Отриманий екстракт відфільтрувати, та зали- шити для проведення якісного визначення сапонінів в екстракті. Оформлення результатів. Робота оформлюється в робочий зошит. Ємність з готовим екстрактом пі- дписується студентами та залишається для наступної роботи. 10 Лабораторна робота № 2 ЯКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ САПОНІНІВ В ЕКСТРАКТІ МИЛЬНЯНКИ Мета роботи - ознайомитися з реакціями якісного визначення сапонінів в екстракті з рослинної сировини. Для визначення сапонінів у рослинній сировині використовують реакції, які можна розділити на три групи: 1) реакції, засновані на фізичних властивос- тях сапонінів; 2) реакції, засновані на хімічних властивостях сапонінів; 3) реак- ції, засновані на біологічних властивостях сапонінів. До першої групи відноситься реакція на ціноутворення. Це не тільки ви- сокочутлива проба але й доволі характерна, адже інших сполук, що володіють піноутворюючими властивостями, у рослинах не зустрічається. До другої групи відносяться реакції осадження сапонінів та кольорові ре- акції. З водних розчинів сапоніни осаджуються гідроксидами барію та магнію, солями міді, ацетатом свинцю. Причому тритерпенові сапоніни осаджуються середнім ацетатом свинцю, а стероїдні - основним. До третьої групи відносяться біологічні випробування - більшість сапо- нинів викликають гемоліз еритроцитів крові (для проведення реакції готують настой на ізотонічному розчині). Реактиви та обладнання: • екстракт мильнянки з попередньої роботи; • 0,1 н. HCl; • 0,1н NaOH; • оцтовий ангідрид; • крижана оцтова кислота; • концентрована сірчана кислота; • 8,0 %-й розчин ацетату свинця; 11 • етанол; • 10,0%-й розчин нітрату натрію; • 10,0 %-й розчин сірчанокислого заліза; • пробірки; • крапельниці; • водяна баня. Хід роботи: Завдання 1. Реакція на піноутворення. В одну пробірку приливають 5 см3 0,1 н. HCl, в іншу - 5 см3 0,1 н. NaOH. Далі в обидві пробірки додають по 3 краплі екстракту мильнянки та сильно струшують. При наявності в екстракті тритерпенових сапонінів в обох пробір- ках утвориться піна, рівна за об’ємом та стійкістю. Якщо екстракт містить са- поніни стероїдної групи, то у лужному середовищі утвориться піна у кілька ра- зів більша за об’ємом та стійкістю. Завдання 2. Осадження сапонинів. До 2 см3 екстракту мильнянки додають кілька крапель 8,0 %-й розчину ацетату свинця, утворюється осад. Завдання 3. Реакція Лібермана-Бухарда. Невелику кількість екстракту мильнянки змішують з 1 см3 крижаної оц- тової кислоти та додають суміш оцтового ангідриду та концентрованої сірчаної кислоти (50:1). Через деякий час спостерігається забарвлення від рожевого до зеленої та синьої. Завдання 4. Реакція Лафона. До 2 см3 екстракту мильнянки додають 1 см3 концентрованої сірчаної ки- слоти, 1 см3 етанолу та краплю 10,0 %-го розчину сірчанокислого заліза. При 12 нагріванні спостерігається синьо-зелене забарвлення. Завдання 5. Реакція з розчином нітрату натрію. До 2 см3 екстракту мильнянки додають 1 см3 10,0%-го розчину нітрату натрію та краплю концентрованої сірчаної кислоти. Утворюється вишнево- червоне забарвлення. Оформлення результатів: Оформіть проведенні дослідження у вигляді таблиці. Реагент Спостереження Висновки Лабораторна робота №3 ВИЛУЧЕННЯ ПЕКТИНУ З РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ Мета роботи: оволодіння практичними прийомами по вилученню пекти- ну з різної рослинної сировини і порівняння органолептичних характеристик різних видів пектину. Пектинові речовини -це група високомолекулярних полісахаридів, що входять до складу клітинних стінок і міжклітинних утворень рослин спільно з целюлозою, геміцелюлозою, лігніном. Найбільша кількість пектинових речовин знаходиться в плодах і коренеплодах. У промисловості пектин отримують з яб- лучних вичавок, буряка, кошиків соняшнику. Розрізняють нерозчинні пектини (протопектини), які входять до складу первинної клітинної стінки і міжклітинної речовини, і розчинні, що містяться в клітинному соку, з якого пектинові речовини можна отримати осадженням спиртом. При дозріванні і зберіганні плодів нерозчинні форми пектину перехо- дять в розчинні, з цим пов'язано розм'якшення плодів при дозріванні і зберіган- 13 ні. Перехід нерозчинних форм в розчинні відбувається також при тепловій об- робці рослинної сировини, освітленні плодово-ягідних соков. Пектін знаходить широке застосування в різних галузях народного госпо- дарства: в консервній і кондитерській промисловості для отримання желе, мар- меладу, джему, повидла, конфітюру; при виробництві морозива як емульгаторів і стабілізаторів піни; в хімічній і фармацевтичній промисловості. Реактиви та обладнання: • шкірки цитрусових, жом яблучний; • 0,03 Н HCl; • аміак; • етанол 96%, 70%, 60%; • хімічні стакани на 1000 см3; • хімічні стакани на 50 см3; • скляні дощечки; • колба Бунзена; • воронка Бюхнера; • колба круглодонна на 1000 см3; • колба круглодонна на 500 см3; • баня водяна; • холодильник кульковий. Завдання 1. Вилучення пектину із шкірок цитрусових Скоринки апельсину, лимону або мандарину в кількості 50 г подрібню- ють в м'ясорубці, поміщають в мішечок з тканини і заливають в хімічному ста- кані спиртом для видалення ефірного масла, пігментів та інших домішок. Ста- кан накривають годинниковим склом і ставлять не менш ніж на 1 ч на водяну баню, нагріту до 70 °С. Після цього матеріал віджимають на воронці Бюхнера і знову заливають спиртом (відпрацьований спирт відганяють з розчину на водя- 14 ній бані, висушують прожареним сульфатом міді і використовують в подальшій роботі). Операцію повторюють до тих пір, поки спиртовий екстракт буде лише слабко забарвлений в жовтий колір, на це йде близько 500 см3 етанолу. Відмиту масу поміщають в колбу на 500 см3, заливають 200 мл 0,03 Н НСl і нагрівають 1 ч на киплячій водяній бані. Гарячу витяжку фільтрують крізь вату, залишок двічі промивають на фільтрі невеликими порціями гарячої води. Після охолодження фільтрат частково нейтралізують аміаком до слабо- кислої реакцію (індикатор - лакмус) і випарюють на водяній бані (бажано в ва- куумі) до 70 см3. До сиропу, що залишився, додають два об’єми спирту. Осаджений сирий пектин відокремлюють центрифугуванням. Коли потрібен більш чистий препа- рат, пектин розчиняють в невеликій кількості води при нагріванні і повторно осаджують спиртом. Рихлий осад переносять на годинне скло і підсушують на повітрі або в термостаті (але при температурі не вище 45 °С). Залишок після видалення спирту зважують і визначають вихід в залежності від сорту та зрілості плодів. Завдання 2. Вилучення пектину з яблучних вижимок Перед вилученням пектину сушені вичавки в кількості 100 г подріб- нюють, потім обробляють холодною водою в співвідношенні 1:2 для вилучення цукрів, кислот, солей. Пектин в холодній воді не розчиняється, тому її підігрівають до температури не вище, ніж 10-15 °С. В іншому випадку відбу- вається вимивання розчинного пектину. Екстракцію пектину проводять гарячою водою, підкисленою сірчаною або соляною кислотою, при цьому пектин переходить в розчин. Режим гід- ролізу для сушених вичавок: співвідношення вичавок і води 1:4; температура 80-90 °С; тривалість гідролізу 1 год. Екстракт відділяється від відпрацьованих вичавок віджиманням на ваку- ум-фільтрі. Для очищення гарячий екстракт при температурі 50-55 °С фільтру- 15 ють на вакуум-фільтрі, потім концентрують до об'єму 140 см3 та осаджують пектин з розчину етиловим спиртом. Співвідношення об'ємної кількості спирту і концентрату складає 1,2:1. Щоб уникнути випадання разом з пектином міне- ральних домішок в спирт після введення концентратів додають соляну кислоту в кількості 0,3% і суміш перемішують 10 хв. Осаджений пектин відокремлюють від розчину шляхом вакуум- фільтрування. Пектин, що осідає на фільтрі, промивають трикратно 70% -ним етиловим спиртом, підкисленим соляною кислотою. Потім пектин відмивають від іонів хлору 60% -ним етиловим спиртом. Далі пектин сушать на повітрі. Вихід сухого пектину становить 5,0% від висушених вичавок. Завдання 3. Порівняння органолептичних характеристик зразків пек- тину, отриманих з різної сировини. Для виконання цього завдання лабораторної роботи необхідно мати під- готовлені (висушені та подрібненні) зразки пектинів, отриманих у попередніх завданнях. Зразки поміщають у хімічні стакани на 50 см3 або, при необхідності виси- пають на скляні дощечки та проводять оцінку органолептичних показників згі- дно з вимогами ГОСТ 29186-91. Найменування показників, що підлягають перевірці та порівнянню: зов- нішній вигляд, смак, запах, колір. Оформлення результатів. Результати досліджень оформлюють у вигляді таблиці. Найменування показника Характеристика Висновки 16 Лабораторна робота №4 ВИЛУЧЕННЯ ФОСФОЛІПІДІВ З РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ Мета роботи: оволодіння практичними навичками по вилученню фосфо- ліпідів з рослинних олій. В промисловості найбільш широко використовується метод виділення фосфоліпідів із нерафінованої олії. Цей метод полягає в обробці олії певною кі- лькістю води з подальшим відстоюванням або центрифугуванням для відділен- ня фосфоліпідної емульсії. Фосфолипидна емульсія, отримана таким чином, мі- стить значну кількість вологи і нейтральних ліпідів (ацілгліцеринів). Для дослідницьких цілей і вивчення складу отримані фосфолипідні ему- льсії необхідно висушити, а потім видалити нейтральні ліпіди, тобто знежирити. Завдання 1. Виділення фосфоліпідів з олії у вигляді фосфоліпідної ему- льсії і її сушка з отриманням фосфолнпідного концентрату Принцип методу виділення фосфоліпідів з олії полягає в обробці олії оп- тимальною кількістю води (гідратації) і подальшому відділенні фосфоліпідної емульсії, що утворилася, від гідратованої олії методом центрифугування або відстоювання. Реактиви та обладнання: • центріфужна пробірка на 200 ... 250 см3; • крапельна воронка; • скляна бюкса на 50...100 см3; • ваги лабораторні, що забезпечують точність зважування до 0,001 г; • лабораторна мішалка; • центрифуга (80 ... 120 с-1); 17 • баня водяна; • сушильна шафа. У центрифужную пробірку відважують на лабораторних вагах 50 ... 100 г нерафінованої олії, поміщають у водяну баню, занурюють мішалку в пробірку так, щоб вона на 1 см не доходила до дна і нагрівають до 55 ... 60 °С при постійному перемішуванні. В нагріту олію з крапельної воронки повільно по краплях вводять 2...4 % води до маси олії, нагрітої до цієї ж температури. Після закінчення введення води продовжують перемішування протягом 5 хв, потім зменшують частоту обертання мішалки та ще перемішують 15 хв до утворення пластівців фос- фоліпіди емульсії, що добре відокремлюються від олії та осідають. Потім отри- ману суміш переливають в центрифужну пробірку та центрифугують протягом 5 хв при частоті обертів 85 ... 90 с-1. Після центрифугування обережно зливають олію, а фосфоліпідну емуль- сію переносять в широку скляну бюксу і сушать під вакуумом при температурі 50 ... 70 °С до постійної маси. Висушену пробу фосфолипидного концентрату зберігають в темній склянці під вакуумом. Завдання 2. Видалення нейтральних ліпідів з фосфолипидного кон- центрату Принцип методу видалення нейтральних ліпідів з фосфолипидного кон- центрату заснований на кристалізації фосфолипидного концентрату в ацетоні. Кристалізації піддають розчин проби в петролейному ефірі. Осад, що виділив- ся, відфільтровують при 5 °С. Реактиви та обладнання: • водяна баня; • лабораторна установка, що переганяє під вакуумом; 18 • зневоднений петролейний ефір; • ацетон; • розподільна воронка на 250 см3, • колба з притертою пробкою на 250 см3; • циліндр вимірювальний на 50 см3. Пробу фосфолипидного концентрату масою близько 1 г, взяту на лабора- торних вагах, розчиняють в 30...50 см3 зневодненого петролейного ефіру і від- фільтровують через паперовий фільтр, який промивають 2 рази петролейним ефіром, беручи його кожен раз по 5 см3. Ефірний розчин переносять в ділильну воронку, з якої повільно спуска- ють в конічну колбу, де знаходиться 60...80 см3 ацетону. Колбу, закривши пробкою, енергійно струшують або інтенсивно перемішують протягом 1 год, потім охолоджують і витримують при температурі 5 °С протягом 72 год. Для виділення фосфоліпідів необхідні низькі температури, так як частина їх, особ- ливо фосфатидні кислоти, можуть розчинятися в ацетоні. Світлий пластівча- стий осад, що випав, відфільтровують при 5 °С, промивають холодним ацето- ном до повного знежирення, про що судять по відсутності жирної плями на фільтрувальному папері. Пробу концентрують, відганяючи розчинник на во- дяній бані під вакуумом, і використовують для подальшого дослідження. 19 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Донченко,Л.В. Пищевая химия. Гидроколлоиды. Учебное пособие. - 2-е изд., испр. и доп. / Л.В.Донченко, Н.В. Сокол, Е.А.Красноселова - М: Юрайт, 2018. - 180 с. 2. Аверьянова, Е.В. Пектин: методы выделения и свойства: методические рекомендации к выполнению лабораторных работ «Продукты питания из рас- тительного сырья» / Е.В. Аверьянова, М.Н. Школьникова. - Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2015. – 42 с. 3. Європейські вимоги до харчових добавок: Довідник. – Львів: Ленорам, 1997. – 126 с. 4. Ладыгина, Е.Я. Химический анализ лекарственных растений: учебное пособие для фармацевтических вузов / Е.Я. Ладыгина, Л.Н. Сафронич и др. – М.: Высшая школа, 1983. – 176 с. 5. Баркулова И.С., Масленникова Е.В., Сидорова Т.А. Технология водных экстрактов SAPONARIA OFFICINALIS L. // Успехи современного естество- знания. – 2007. – № 7. – С. 70-71 6. Нечаев А.П. Пищевые добавки / А.П. Нечаев, А.А. Кочеткова, А.Н. Зай- цев. – М.: Колос, 2001. – 256 с. 7. Нечаев А.П. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Ко- четкова и др. Под ред. А.П. Нечаева. – СПб.: ГИОРД, 2001. – 592 с. 8. Сарафанова, Л.А. Применение пищевых добавок. Технические рекомен- дации / Л.А. Сарафанова, И.Е. Кострова. – СПб: ГИОРД, 1997. – 48 с. 9. Арутюнян, Н.С. Лабораторный практикум по химии жиров / Н.С Арутюнян, Е.П. Корнена, Е.В. Мартовщук. - СПб: ГИОРД, 2004. – 264 с. 20 ЗМІСТ ВСТУП…………………………………………………………………………………… 3 РЕЧОВИНИ, ЩО РЕГУЛЮЮТЬ КОНСИСТЕНЦІЮ ГОТОВОЇ ПРОДУК- ЦІЇ…………………………………………………………………….......... 4 Лабораторна робота № 1. Отримання екстракту мильного кореню…… 9 Лабораторна робота № 2. Якісне визначення сапонінів в екстракті мильнян- ки…………………………………………………………………………… 11 Лабораторна робота № 3. Вилучення пектину з рослинної сировини………… 13 Лабораторна робота № 4. Вилучення фосфоліпідів з рослинної сировини………………………………………………………………………….. 17 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………….. 20 21 Навчальне видання МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до лабораторних занять з курсів «Хімія і технологія харчових добавок» та «Хімічна інженерія харчових добавок», розділ «Речовини, що регулюють кон- систенцію готової продукції» для студентів освітньої програми «Технології ор- ганічних речовин, харчових добавок і косметичних засобів» Українською мовою Укладачі : АНАН’ЄВА Валерія Вікторівна БЄЛІНСЬКА Анна Павлівна ПЕТРОВ Сергій Олександрович ЦИГАНКОВ Олександр Валерійович Відповідальний за випуск С.О. Петров Роботу до видання рекомендовано В.Ю.Папченко В авторській редакції Підп. до друку 02.06.2020 р. Формат 60  84 1/16. Ум. друк. арк.3,1. Обл.-вид. арк. 3,4 Тираж 100 прим. Замовлення. № 49. Національний науковий центр, «Харківський фізико-технічний інститут» 61108, м. Харків, вул. Академічна, 1 Свідоцтво суб’єкта видавничої справи ДК №6187 від 17.05.2018 р.