29
wartoĞci odĪywczej. MimoĪenasiona roĞlin strączkowych (w szczególnoĞci soi) zawierają znaczne iloĞci biaáka, to jest ono czĊĞciowo niepeánowartoĞciowe ] SRZRGX QLHGRVWDWHF]Qej zawartoĞci metioniny. RównieĪ wartoĞü odĪywcza biaáek zbóĪ jest ograniczona z powodu niedoboru lizyny.
ZawartoĞü biaáka oraz jego wartoĞü odĪywczą w wybranych produktach spoĪywczych, wyznaczoną za pomocą wskaĨnika aminokwasu ograniczającego, SU]HGVWDZLRno w tabeli 1. WskaĨnik aminokwasu ograniczającego okreĞla stopieĔ wykorzystania aminokwasów danego biaáka do budowy biaáek ustrojowych. OkreĞla siĊ go po porównaniu skáadu aminokwasowego biaáka ze wzorcem FAO. Wysoka wartoĞü wskaĨnika aminokwasu ograniczającego jest charakterystyczna dla biaáek peánowartoĞciowych.
Tabela 1. ZawartoĞü biaáka i jego wartoĞü odĪywcza w wybranych produktach spoĪywczych
5RG]DMSURGXNWX ĝrednia zawartoĞü biaáka w g/100 g SURGXNWX
WskaĨnik aminokwasu ograniczającego wedáug Z]RUFD)$2
Jaja caáe
Woáowina
'RUV]
0OHNRNURZLH
6RMD
Kasza jĊczmienna
)DVROD
=LHPQLDNL
3LHF]\ZRSV]HQQH
3RPLGRU\
PomaraĔcze
Orzechy wáoskie
ħródáo: Opracowanie wáasne na podstawie: GawĊcki i Hryniewiecki, 2000
/LSLG\
Lipidy (táuszczowce) stanowią obszerną grupĊ związków organicznych UR]SXV]F]DOQ\FKZUR]SXV]F]DOQLNDFKQLHSRODUQ\FKWDNLFKMDNFKORURIRUPHWHU
GLHW\ORZ\ QDIWRZ\ tetrachlorek wĊgla, heksan, benzen, metanol, a nierozpuszczalnych w wodzie. Ich Ĩródáem w poĪywieniu są zarówno surowce pochodzenia roĞlinnego, jak i zwierzĊcego.
Gáównym skáadnikiem lipidów ĪywnoĞci są triacyloglicerole.
Towarzyszą im substancje wystĊpujące w mniejszych iloĞciach, takie jak:
diacyloglicerole, monoacyloglicerole, wolne kwasy táuszczowe, fosfolipidy,
30
produkty utlenienia lipidów oraz substancje nieglicerydowe: tokoferole, tokotrienole, związki fenolowe, sterole (cholesterol oraz fitosterole) VWDQROH
FKORURILOH NDURWHQRLG\ VNZDOHQ WDEHOD ). Na okreĞlenie lipidów ĪywnoĞci zwyczajowo uĪywa siĊ terminu „táuszcz” albo „olej”. UĪyte w tym kontekĞcie okreĞlenia dotyczą záoĪonej mieszaniny triacylogliceroli i substancji towarzyszących.
7DEHODPrzeciĊtna zawartoĞü wybranych skáadników frakcji glicerydowej
i nieglicerydowej w lipidach ĪywnoĞci
6káadniki frakcji glicerydowej =awartoĞü
7ULDF\ORJOLFHUROH 85í99%
'LDF\ORJOLFHUROH 0í9,0%
0RQRDF\ORJOLFHUROH 0í0,2%
Wolne kwasy táuszczowe 0,1í9,
)RVIROLSLG\ 0,01í0,1%
Skáadniki frakcji nieglicerydowej
7RNRIHUROH 0,01í0,2%
7RNRWULHQROH 0í0,15%
&KORURILOH 0í0,02%
.DURWHQRLG\ 0í0,25%
)LWRVWHUROH 0,4í2%
&KROHVWHURO 0í2%
6NZDOHQ 0,005í30%
ħródáo: Opracowanie wáasne na podstawie: (PrzybylskL %HOLW]L*URVFK 'UR]GRZVNL
Znaczenie lipidów w produkcji ĪywnoĞci wykracza poza rolĊ táuszczu jako skáadnika energetycznego i odĪywczego oraz noĞnika substancji biologicznie czynnych. Wysoki udziaá táuszczów w Īywieniu czáowieka wyQLND
z roli, jaką táuszcze odgrywają w postrzeganiu smakowitoĞci potraw. Táuszcze wpáywają na cechy organoleptyczne ĪywnoĞci, takie jak np. barwa, zapach, smak, konsystencja, chrupkoĞü, kruchoĞü, soczystoĞü, mazistoĞü, napowietrzenie, listkowanie, gáadkoĞü. Ksztaátowanie poĪądanych walorów organoleptycznych ĪywnoĞci jest moĪliwe dziĊki takim wáaĞciwoĞciom táuszczów jak hydrofobowoĞü, zdolnoĞü rozpuszczania substancji lipofilnych (np. substancji aromatycznych), zdolnoĞü tworzenia emulsji i pian oraz NRPSOHNsów z biaákami i sacharydami, zdolnoĞü przewodzenia ciepáa i osiągania temperatur przekraczających 100°C. Odpowiednie modyfikacje skáadu oraz wáaĞciwoĞci lipidów umoĪliwiają wyprodukowanie táuszczów Z\NRU]\VW\ZDQ\FK QS Z SLHNDUQLFWZLH FXNLHUQLFWZLH L MDNo táuszcze smaĪalnicze, posiadających szereg szczególnych wáaĞciwoĞci uĪytecznych
31
SRGF]DV LFK VWRVRZDQLD WDNLFK MDN plastycznoĞü, odpowiednia temperatura miĊkniĊcia i topnienia (umoĪliwiająca rozpáywanie siĊ w temperaturze ciaáa czáowieka, tj. dopiero po spoĪyciu), zdolnoĞü napowietrzania siĊ, niepryskanie podczas smaĪenia.
ZawartoĞü táuszczu w produktach spoĪywczych jest zróĪnicowana WDEHOD
7DEHODPrzeciĊtna zawartoĞü táuszczu w wybranych surowcach
i produktach spoĪywczych
6XURZLHFOXESURGXNW =awartoĞü táuszczu
ZJJ
%DQDQ
CielĊcina
Páatki kukurydziane
.HILUMRJXUW
&KOHEPDNDURQ
–
–
–
6]F]XSDNVDQGDF]
TuĔczyk –
Biaáko jaj –
:LHSU]RZLQD
-DMD
$ZRNDGR
–
–
ĝledĨ, pstrąg, sardynka
WĊgorz –
ĩóátko
Sery Īóáte –
&]HNRODGD
$ZRNDGR
&KLSV\]LHPQLDF]DQH
–
ħródáo: Opracowanie wáasne nDSRGVWDZLH .XQDFKRZLF]LLQ
Metody oznaczania zawartoĞci biaáka i lipidów
0HWRG\R]QDF]Dnia biaáka
Do iloĞciowego oznaczania biaáek w produktach spoĪywczych wykorzystuje siĊ metody bezpoĞrednie i poĞrednie.
Metody bezpoĞrednie 2pierają siĊ na oznaczeniach spektrofotometrycznych, nefelometrycznych lub refraktometrycznych biaáek znajdujących siĊ
32
w roztworze. WĞród oznaczeĔ spektrofotometrycznych naleĪy wymieniü metodĊ biuretową oraz metodĊ Lovry’ego. Metoda biuretowa opiera siĊ na reakcji wiązaĔ peptydowych z jonami miedzi Cu, w wyniku której powstają barwne kompleksy. Stosowanie tej metody jest ograniczone obecnoĞcią soli DPRQRZ\Fh, które równieĪ dają barwną reakcjĊ z jonami miedzi. Metoda Lovry’ego sáuĪy do oznaczania biaáek rozcieĔczonych. W metodzie tej najpierw zachodzi reakcja biuretowa, a nastĊpnie redukcja odczynnika fosforomolibdeno
IRVIRURZROIUDPRZHJR RGF]\QQLN)ROLQD&Localteu) przez kompleks biaákowo
miedziowy. StĊĪenie biaáka wyznacza siĊ na postawie pomiaru absorbancji.
Na pomiarze spektrofotometrycznym oparta jest takĪe metoda immunoenzymatyczna (ELISA), w której na skutek reakcji odpowiednich przeciwciaá i badanego biaáka z enzymem powstaje barwny związek.
Do oznaczania biaáka stosuje siĊ teĪ metody oparte na tworzeniu barwnych kompleksów biaáek z pewnymi barwnikami (np. czernią amidową 10B, oranĪem G) oraz metodĊ formolową, polegającą na miareczkowym R]QDF]HQLX LOoĞci jonów wodorowych uwolnionych na skutek reakcji IRUPDOGHK\GX ] resztami zasadowymi aminokwasów. Istnieją takĪe metody polegające na wytrąceniu biaáka z roztworu i wagowym oznaczeniu wytrąconego osadu.
Metody poĞrednie3olegają najczĊĞciej na iloĞciowym oznaczeniu zawartoĞci azotu, a nastĊpnie przeliczeniu go na biaáko przy uĪyciu odpowiednich wspóáczynników przeliczeniowych. W produktach spoĪywczych oznacza siĊ tzw. azot ogólny (oprócz azotu biaákowego jest to azot pochodzący
z produktów odbudowy biaáek oraz z róĪnych grup chemicznych innych związków organicznych).
PrzeciĊtna zawartoĞü azotu w biaákach wynosi ok. 16%, stąd wspóáczynnik przeliczeniowy 6,25 (10 16 = 6,25). Iloczyn mnoĪnika 6,25
i iloĞci azotu ogólnego daje zawartoĞü tzw. biaáka surowego. PoniewaĪ biaáka produktów ĪywnoĞciowych róĪnią siĊ skáadem iloĞciowym i jakoĞciowym, odmienna jest teĪ w nich zawartoĞü azotu. Dlatego dla poszczególnych artykuáów spoĪywczych stosuje siĊ róĪne wspóáczynniki przeliczeniowe, np. dla biaáka mleka –, biaáka miĊsa –6,25, biaáka w Īóátku jaja kurzego –
biaáka Īyta, pszenicy i owsa – 5,70. Stosowane mnoĪniki podaje siĊ obok oznaczonej zawartoĞci biaáka w postaci (przykáadowo dla mleka): N 6,38.
Metody poĞrednie moĪna stosowaü wówczas, gdy produktQLH]DZLHUD
innych związków azotowych poza biaákowymi albo zawiera ich niewiele.
NajczĊĞciej stosowaną metodą oznaczania azotu w produktach spoĪywczych jest PHWRGD.MHOGDKODVWRVRZDQD]QLHZLHONLPLPRG\ILNDFMDPL
od 1883 roku. Zasada tej metody opiera siĊ QD SU]HSURZDG]HQLX PLQHUDOL]DFML
badanej próby ze stĊĪonym kwasem siarkowym (VI) („na mokro”),
33
zalkalizowaniu roztworu, a nastĊpnie na oddestylowaniu i iloĞciowym oznaczeniu powstaáego amoniaku.
Podczas mineralizacji próby w kolbie Kjeldahla, w obecnoĞci katalizatorów, nastĊpuje utlenianie związków organicznych próby do dwutlenku wĊgla, wody oraz amoniaku. Jako katalizatory najczĊĞciej stosuje siĊ siarczan miedzi, selen, tlenek selenu. MoĪna równieĪ stosowaü Ğrodki podwyĪszające temperaturĊ spalania, np. siarczan (VI) sodu lub potasu oraz Ğrodki utleniające.
Powstaáy w czasie mineralizacji amoniak tworzy w Ğrodowisku kwasu siarkowego sól amonową:
1++62ĺ (NH 62
Siarczan (VI) amonu rozkáada siĊ po zalkalizowaniu roztworu za pomocą ZRGRURWOHQNXVRGX
1+ 62+ 2 NaOH ĺ 2NH1D62+2
Wydzielony amoniak oddestylowuje siĊ do odbieralnika zawierającego roztwór sáabego kwasu, np. borowego, wystĊpującego w nadmiarze. NastĊpuje wówczas związanie amoniaku w formĊ soli amonowej kwasu boroZHJR
1++%2ĺ NH+%2
Związany amoniak odmiareczkowuje siĊ mianowanym roztworem silnego NZDVXQSVROQHJR
1++%2+ HCl ĺ NH&O+%2
IloĞü azotu w próbie oblicza siĊ z iloĞci mililitrów kwasu zuĪytego do miareczkowania, wiedząc, Īe 1 cmPRORZHJRNZDVXVROQHJRRGSRZLDGD
PJD]RWX
: RGELeralniku moĪe równieĪ siĊ znajdowaü mianowany roztwór silnego kwasu, np. siarkowego (VI). Oznaczenie azotu polega wówczas na miareczkowaniu niezwiązanego kwasu za pomocą wodorotlenku sodu
Metodą Kjeldahla oznacza siĊ azot z poáączeĔ biaákowych oraz jonów amonowych, grup amidowych, aminowych oraz iminowych. Nie są oznaczane azotany (III) i (V) oraz azot aromatycznych pierĞcieni heterocyklicznych.
Opierając siĊ na metodzie Kjeldahla VNRQVWUXRZDQR DXWRPDW\F]QH
urządzenia sáuĪące do oznaczania azotu. Przykáadem mogą byü aparaty Kjeltec firmy Tecator. Po mineralizacji zachodzącej w jednostce mineralizacyjnej próbki są przenoszone do innej jednostki, w której rozcieĔczanie próbki, dozowanie
57 :\NRQDQLHR]QDF]HQLD
Próba orientacyjna
3U]\gotowany roztwór kontrolny wlaü do biurety przeznaczonej do miareczkowania na gorąco.
Przed wykonaniem oznaczania sacharydów naleĪy przeprowadziü próbĊ orientacyjną. W tym celu do kolby stoĪkowej o pojemnoĞci 1 FP odmierzyü pipetą po 5 cm odczynników Fehlinga I i II, dodaü z biurety
FP badanego roztworu sacharydu, ogrzewaü na czaszy grzejnej do wrzenia. MieszaninĊ doprowadziü do wrzenia w ciągu okoáo 2 minut Lutrzymywaü w stanie áagodnego wrzenia 2 minuty
NastĊpnie dodaü 2- krople báĊkitu metylHQRZHJR L nadal utrzymując áagodne wrzenie, dodawaü z biurety badany roztwór sacharydu aĪ do zaniku barwy niebieskiej wrzącego roztworu i przejĞcie w barwĊ ceglastoczerwoną
8:$*$ JeĪeli ciecz po dodaniu 15 cm UR]WZRUX VDFKDU\GX L ]DJRWRZDQLX
XOHJQLHRGEarwieniu, badany roztwór naleĪy odpowiednio rozcieĔczyü i próbĊ orientacyjną powtórzyü. Po zakoĔczeniu miareczkowania obliczyü áączną iloĞü FPzuĪytego roztworu sacharydu, uwzglĊdniając odmierzone do kolby 15 cm
Próba wáaĞciwa
Do kolby stoĪkowej z páynami Fehlinga I i II (5 + 5) dodaü od razu objĊtoĞü EDGDQHJRUR]WZRUXVDFKDU\GXmniejszą o 1FPod áącznej objĊtoĞci zuĪytej w próbie orientacyjnej.
MieszaninĊ doprowadziü do wrzenia, gotowaü dokáadnie przez 2 minuty, a nastĊpnie, nie przerywając áagodnego wrzenia, dodaü 2 NURSOH
roztworu wskaĨnika (báĊkitu metylenowego) i domiareczkowaü badanym UR]WZRUHP VDFKDU\GX WDN DE\ RGEDUZLHQLe báĊkitu metylenowego i przejĞcie do FHJODVWRF]HUZRQHM EDUZ\ nastąpiáo z koĔcem trzeciej PLQXW\
2EOLF]DQLHZ\QLNX
Na podstawie iloĞci cm badanego roztworu glukozy zuĪytej do caákowitego ]UHGXNRZDQLDPLHG]L]DZDUWHMZFPmieszaniny roztworów Fehlinga (5+5) ]WDEHOLodczytaü odpowiadającą jej iloĞü cukru redukującego (glukozy) w mg.
StĊĪenie badanego roztworu (; ZPJFPobliczyü wedáug wzoru:
w którym:
D –iloĞü glukozy odczytana z tabeli ZPJ
E –iloĞü roztworu kontrolnego zuĪyta w próbie wáaĞciwej, w cm
58
NaleĪy wykonaü dwa równolegáe oznaczenia zawartoĞci glukozy Z UR]WZRU]H NRQWUROQ\P :\QLN ]DRNUągliü do pierwszego miejsca po SU]HFLQNX
7DEHOD. ZaleĪnoĞü miĊdzy iloĞcią glukozy znajdującą siĊ w okreĞlonej objĊtoĞci roztworu, która zredukowaáa miedĨ zawartą w 10 cmroztworów Fehlinga (5+5),
a iloĞcią badanego roztworu zuĪytego do zmiareczkowaniD
IloĞü badanego roztworu zuĪyta GR]PLDUHF]NR
ZDQLD ZFP
IloĞü glukozy VDFKDU\GX
redukującego),
ZPJ >D@
IloĞü badanego roztworu zuĪyta GR]PLDUHF]NR
ZDQLD ZFP
IloĞü glukozy VDFKDU\GX
redukującego)
ZPJ >D@
ħródáo .DVSHUHN.UDX]H$L.UDX]H-
Oznaczanie zawartoĞci cukrów ogóáem w roztworze NRQWUROQ\P
Przeprowadzenie inwersji w celu oznaczenia zawartoĞci cukrów ogóáem
2GF]\QQLNL
– Ienoloftaleina, roztwór 1SURFHQWRZ\DONRKRORZ\
– NZDVVROQ\+&OstĊĪony
– Zodorotlenek sodu NaOH, roztwór 10SURFHQWRZ\
59 SprzĊt
– Nolba miarowa o pojemnoĞci 250cm
– áaĨnia wodna
– SLSHW\V]NODQH
– WHUPRPHWU
:\NRQDQLHR]QDF]HQLD
Do kolby miarowej o pojemnoĞci 250 FP odmierzyü 50 FP UR]WZRUX
SRGVWDZRZHJR
Dodaü 5 cm VWĊĪonego kwasu solnego, zawartoĞü kolby delikatnie wymieszaü
KolbĊ wstawiü do áaĨni wodnej o temperaturze 80°C, w ciągX–PLQXW
doprowadziü temperaturĊ roztworu do 68–°CLXWrzymywaü przez kolejne
–PLQ
KolbĊ ocháodziü w strumieniu wody wodociągowej
Scháodzony roztwór zobojĊtniü za pomocą 10SURFHQWRZHJR UR]WZRUX
NaOH wobec oranĪu metylowego (zmiana zabarwienia próbki na kolor Īóáty)
Dopeániü wodą destylowaną do kreski.
8:$*$ Oznaczenie naleĪy wykonaü bardzo dokáadnie, gdyĪ zmiana iloĞci kZDVX VROQHJR (zmiana stĊĪenia kwasu podczas inwersji) moĪe spowodowaü niecaákowity rozkáad oligosacharydów (gáównie sacharozy), polisacharydów do glukozy i fruktozy, z kolei wydáuĪenie czasu lub podniesienie temperatury moĪe spowodowaü rozkáad produktów hyGUROL]\
W celu oznaczenia zawartoĞci cukrów ogóáem powtórzyü procedurĊ ]SXQNWXZREOLF]HQLDFKuwzglĊdniając rozcieĔczenie próby.
2]QDF]DQLH zawartoĞci cukrów redukujących (metodą Lane
(\QRQD ZNDUPHONDFKWZDUG\FK
2GF]\QQLNL
– IHQRORIWDOHLQDUoztwór SURFHQWRZ\DONRKRORZ\
– Zodorotlenek sodu NaOH, roztwór 0,1PRORZ\
SprzĊt
– Nolba miarowa o pojemnoĞci 250 cm
– ZDJDDQDOLW\F]QD
– ]lewka o pojemnoĞci 200 cm
60
3U]\JRWRZDQLHUR]WZRUXkarmelków twardych
–3 karmelki rozetrzeü wsuchym moĨdzierzu.
Z dokáadnoĞcią do ±0,01 odwaĪyü okoáo 2 g roztartych cukierków, przenieĞü do zlewki i rozpuĞciü je w 100 cmciepáej wody destylowanej.
CaáoĞü zobojĊtniü 0,1PRORZ\PUR]WZRUHP1D2+ZREHFIHQRORIWDOHLQ\GR
sáabo róĪowego]DEDUZLHQLD
PrzenieĞü iloĞciowo do NROE\ PLDURZHM QD FP i dopeániü wodą destylowaną do kreski.
:\NRQDQLHR]QDF]HQLD
2]QDF]HQLHQaleĪy wykonaü dokáadnie tak samoMDNZSU]\SDGNXR]QDF]HQLD
zawartoĞci glukozy w roztworze kontrolnymZS
2EOLF]DQLHZ\QLNX
Procentową zawartoĞüoznaczanych cukrów redukujących (glukozy) w badanym SURGXNFLH ; w przeliczeniu na suchą masĊ obliczyü wedáug wzoru:
w którym:
D –iloĞü sacharydu redukującego odczytana z tabeli ZPJ
E –iloĞü roztworu zuĪyta w próbie wáaĞciwej, w cm
P –PDVD EDGDQHJR SURGXNWX ]DZDUWD Z FP roztworu uĪytego GR miareczkowania, w mg (przy obliczeniach naleĪy uwzglĊdniü HZHQWXDOQHrozcieĔczenia prób)
Z–wilgotnoĞü próbki, w %
NaleĪy wykonaü dwa równolegáe oznaczenia zawartoĞci sacharydów redukujących (glukozy) w roztworze podstawowym. Wynik zaokrągliü do SLHUZV]HJRPLHMVFDSRSU]HFLQNX
8:$*$ Oznaczenie naleĪy wykonaü bardzo dokáadnie, gdyĪ zmiana iloĞci NZDVX VROQHJR (zmiana stĊĪenia kwasu podczas inwersji) moĪe spowodowaü niecaákowity rozkáad oligosacharydów (gáównie sacharozy), polisacharydów do glukozy i fruktozy, z kolei wydáuĪenie czasu lub podniesienie temperatury moĪe spowodowaü rozkáad produktów hydrolizy.
61 ,QWHUSUHWDFMDZ\QLNX
7DEHODZawartoĞü suchej masy i cukrów redukującychZNDUPHONDFKWZDUG\FK
&HFK\ .DUPHONLWZDUGH
QLHQDG]LHZDQH
DraĪetki 3RPDGNL
QLHQDG]LHZDQH
ZawartoĞü suchej masy,
w %, nie mniej niĪ
ZawartoĞü cukrów redukujących, jako FXNLHULQZHUWRZDQ\
ZVXFKHMPDVLHZ
nie wiĊcej niĪ
D
=awartoĞü popioáu QLHUR]SXV]F]DOQHJR
ZUR]WZRU]HNZDVX
FKORURZRGRURZHJR
o stĊĪeniu 4 mol/l, w %, nie wiĊcej niĪ
D'la karmelków twardych wyprodukowanych metoda wylewania
ħródáo: 1DSRGVWDZLH 31–$– $] 3
Literatura uzupeániająca
)LOLSLDN M., GliszczyĔska $ L .UDX]H - UHG Materiaáy do üwiczeĔ z biochemii. PoznaĔ: Wydawnictwo $NDGHPLL (NRQRPLF]QHM
Z3R]QDQLX
GawĊcki, J. (red.) Wspóáczesna wiedza o wĊglowodanachPoznaĔ:
:\GDZQLFWZR$NDGHPLL5ROQLF]HMZ3R]QDQLX
Kreáowska–Kuáas 0 Badanie jakoĞci produktów spoĪywczych.
:DUV]DZD 3:(
Maáecka, M. i Samotyja, U. (red.) ). Ksztaátowanie jakoĞci ĪywnoĞci.
Wybrane zagadnienia. PoznaĔ: Wydawnictwo 8QLZHUV\WHWX
(NRQRPLF]QHJRZ3R]QDQLX
6LNRUVNL = ( UHG Chemia ĪywnoĞci Z\G :DUV]DZD
:\GDZQLFWZR1DXNRZR–7HFKQLF]QH
