1. Выполните тестовые задания (40 баллов)

1. В данное на сколько направлений делятся развитие пищевой технологии?А) 2 2. Какое количество нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) содержит микробная биомасса?С) 5-30%. 3. Титрование – это …В) ... процесс постепенного добавления раствора точно известной концентрации к исследуемому раствору. 4. Каков выход биомассы микроорганизмов при использовании парафина в качестве питательной среды при производстве кормовых дрожжей?D) 50—70% в пересчете на сухие вещества. 5. Метод комплексообразования – это …D) … основан на реакциях образования малодиссоциирующих комплексных соединений. 6. Для непосредственного определения активности ионов используется какой метод?A. ионометрия 7.Что исследует кондуктометрический метод анализа?C.электрическую проводимость веществ в различных растворителях. 8. Наложение световых пучков, при котором они в одних местах гасят друг друга, а в других усиливают.A.интерференция света. 9.Явление, при котором наблюдается возбуждение электронных спектров и ответное выделение квантов энергии молекулами при воздействии на молекулы каким-либо видом энергии (пламя, искра, плазма, ультрафиолетовое излучение)B. флуоресценция. 10. Метод, основанный на получении эмиссионных спектров анализируемого вещества на… фотогротографический атомно-эмиссионный спектральный анализ.

11. Значения интенсивности для воды при атмосферном давлении составляет D.0,3-1,0 Вт/см2 12.На чем основан метод газожидкостной хроматографии?А.на распределении анализируемых соединений между жидкой и газовыми фазами 13.Внутренний стандарт – это...С. соединение, которое по физическим свойствам очень близко к исследуемому, и при хроматографировании движется вдоль колонки 14.Чем обусловлена нижняя граница ультразвуковых частот?В.определяется субъективными свойствами человеческого слуха и является условной 15. Наименьшее содержа­ние, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие определяемого компонента с заданной доверительной вероятностью Р или при коэффициенте достоверности к, численное значение которого выбирается в соответствии с уровнем доверительной вероятности.D. Предел обнаружения - 16. Для чего применяются физические методы?B.для определения физических свойств продукции - плотности, коэффициента рефракции, вязкости, липкости и др. 17. При выборе и описании метода или методики анализа решающее значение имеют B.метрологические и аналитические характеристики. 18.На какие виды разделяются биологические методы?C. физиологические и микробиологические. 19. Экспертная комиссия состоит из скольких групп?B. 2 20. Наименьшее содержа­ние, при котором по данной методике можно обнаружить присутствие определяемого компонента с заданной доверительной вероятностью Р или при коэффициенте достоверности к, численное значение которого выбирается в соответствии с уровнем доверительной вероятности.D. Предел обнаружения -

2.Общая характеристика спектральных методов. Адсорбционная спектроскопия. Применение распределительной хроматографии в пищевой промышленности (20 баллов).

Метод, основанный на получении эмиссионных спектров анализируемого вещества на фотографической пластине, получил название фотографического атомно-эмиссионного спектрального анализа (5).

Методы эмиссионного спектрального анализа основаны на измерении длины волны, интенсивности и других характеристик света, излучаемого газообразными атомами вещества. Атомы вещества испускают или поглощают свет определенной длины волны, который можно разложить на набор линий в спектроскопе, спектрографе и спектрофотометре.

Спектральные линии элементов в полученном спектре позволяют судить о качественном составе анализируемой пробы, а по результатам измерения относительных почернении спектральных линий гомологической пары и их сравнению с соответствующими величинами стандартных образцов проводят количественный анализ компонентов пробы. Почернение спектральных линий измеряют при помощи микрофотометров фотоэлектрическим способом.

Рассматриваемый метод отличается высокой абсолютной чувствительностью и достаточно высокой воспроизводимостью при определении низких концентраций анализируемых веществ.

В лабораторной и заводской практике заводов пищевой промышленности используются отечественные спектрографы с кварцевой оптикой ИСП-30, ДФС-8, а также спектрографы со стеклянной оптикой ИСП-51 и ДФС-10.

В атомно-абсорбционной спектроскопии, так же как и в молекулярной, действует закон Бегера-Ламберта-Бера.

Атомно-абсорбционный метод анализа получил широкое распространение в практике вследствие своих достоинств, к числу которых относится высокая чувствительность. В настоящее время известны методы определения более восьмидесяти элементов, среди которых жизненно важные - Na, К, Mg, Ca, Сu, Zn, Р и микроэлементы - Cd, Hg, В, Pb, Sb, As, Mn и др. Количественные определения проводят методом калибровочного графика или методом добавок.

Для визуального наблюдения спектра используют спектроскопы.

Спектроскоп, предназначенный для эмиссионного анализа, получил название стилоскоп (3), а для спектрального анализа по спектрам испускания - стилометр (2). Последний позволяет не только наблюдать спектр, но и количественно измерять относительную интенсивность спектральных линий.

Рабочая область слектроскопов ограничена видимой частью спектра и составляет (0,39-0,70) *10^-6 м. Переносной отечественный стилоскоп СЛП-2 является удобным прибором для проведения экспресс анализов в производственных условиях, а в заводских лабораториях используют стилоскоп СЛ-11А или стиломеры СТ-7.

Для атомизации вещества в атомно-абсорбционной спектрофотометрии используют пламя газовых сред различного типа и электротермические атомизаторы. Пламенная атомизация обеспечивает достаточно низкие пределы обнаружения элементов (10^-5-10-⁷ %) и хорошую воспроизводимость результатов анализа (1-2 %) при достаточно высокой скорости определений и небольшой трудоемкости. Кроме того, этот анализ может быть полностью автоматизирован, начиная от подачи проб и до обработки результатов измерений. При этом производительность составляет до нескольких сотен определений в час.

В научно-исследовательских работах нашли применение качественные атомно-абсорбционные спектрофотометры типа «Спектр-1», «Сатурн», а также приборы зарубежных фирм типа «AAS-1» (Германия) и Perkin - Elmer (США).

3. Использование ультразвука для контроля состава сырья и пищевых продуктов. Использование ЯМР и ЭПР для неразрушающего контроля качества пищевых продуктов (20 баллов)

Исследование любого пищевого продукта — сложная аналитическая задача. Из-за индивидуальности состава и многокомпонентности продуктов необходимо приспосабливать стандартные методы к особенностям состава и физико-химической структуры продукта — т. е. в каждом конкретном случае требуется проведение в той или иной мере аналитической исследовательской работы. При этом необходимо учитывать физическое состояние исследуемого вещества и сопутствующих определяемому веществу компонентов.

Своеобразие состава и форм нахождения определяемых компонентов в пищевых продуктах осложняет подготовку проб: необходимо предварительно выделить (изолировать) компонент.

Только комплекс анализов (физико-химических, органолептических, микробиологических и др.) дает возможность контролировать качество сырья и технологические процессы производства, а также готовую продукцию.

Современные физико-химические (инструментальные) методы анализа пищевых продуктов, сырья и вспомогательных материалов характеризуются большими диапазонами обнаружения, селективностью и экспрессностью; они незаменимы при определении ультрамалых количеств вещества (Ю-10 %).Кроме того, автоматизация производства — создание поточных технологических линий, заводов-автоматов, автоматизированных систем управления технологическими процессами — невозможна без применения физико-химических методов анализа. Инструментальные методы способствуют получению наиболее полной информации о ходе технологического процесса и определению параметров его контроля. В то же время они позволяют автоматизировать контроль технологического процесса.

Инструментальные методы анализа широко применяют при изучении химического состава сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, их физико-химических, биологических и технологических возможностей с целью создания оптимальных технологических процессов для переработки сырья с максимальной пользой и наилучшими производственными показателями для получения готовой продукции высокого качества. Кроме того, в связи с загрязнением атмосферы токсическими веществами, способными накапли­ваться в растениях и животных организмах, необходимо определять концентрацию таких веществ в продуктах.

В настоящее время в пищевой промышленности, в том числе в молочной, широко применяют самые современные физические и физико-химические методы анализа: электрохимические, спектральные, хроматографические, реологические и др. За последние годы получил распространение потенциометрический метод анализа в связи с использованием различных ионселективных электродов, т. е. электродов с относительно высокой селективностью к определенному иону в растворе. Изменяя состав стекла электрода, получают ионселективные электроды (более 30) с функциями щелочных металлов, галогенидов, сульфидов и др.

Все большее значение приобретают вольт-амперометрические методы анализа, и в частности полярография, основанные на ис­пользовании процессов поляризации, возникающих на микроэлектроде. Создание разнообразной отечественной и зарубежной электронной аппаратуры обеспечило широкое распространение многих видов полярографии (классической, осциллографической, дифференциальной, переменно-токовой, импульсной и др.) в практике заводских и научно-исследовательских лабораторий.

Полярографический анализ применяют для определения таких биологически активных соединений, как белки, аминокислоты, углеводы, витамины, а также микроэлементов и следов тяжелых металлов. Можно одновременно определить несколько элементов, например медь, свинец, олово и цинк, при их совместном присутствии.

Спектральные методы анализа — одни из самых распространенных и широко применяемых методов. Они позволяют получить наиболее полную информацию о важнейших свойствах вещества и устанавливать содержание веществ в объектах в диапазоне от 30— 40 % до Ю-3 %. К этим методам относят атомно-эмиссионный, спектрофотометрический, атомно-абсорбционный, нефелометрический, турбидиметрический, люминесцентный, а также рефрактометрический и поляриметрический. В настоящее время разработано большое число фотометрических методов анализа, основанных на способности растворов поглощать электромагнитное излучение в видимой ультрафиолетовой (близкой и дальней) и инфракрасной областях спектра. Их используют для определения большинства химических элементов (железа, меди, кобальта, никеля, хрома) и многих органических соединений (Сахаров, белков, аминокислот и т. д.). Фотометрические методы применяют также для определения степени окисленности жиров, содержания пектиновых веществ, фенольных соединений, витаминов.

С помощью ИК-спектрометрии определяют содержание белка, жира и лактозы в молоке, пестицидов, витаминов, пищевых красителей, а также контролируют технологические процессы при переработке сырья. Этот метод позволяет получать достаточно полную информацию о строении и составе веществ.

Для исследования продуктов используют флуоресцентное излучение, при этом источником возбуждающего электромагнитного излучения служит УФ-излучение или видимый свет с длинами волн от 250 до 500 нм. Люминесценцию наиболее широко применяют для идентификации и количественного определения витаминов, белков, жиров, углеводов и других веществ.

Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯMP) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) основана на резонансном взаимодействии магнитных моментов ядер и электронов, находящихся в сильном постоянном магнитном поле с перпендикулярным полем радиочастотного или микроволнового диапазона. Главное применение метода ЯМР — это определение отдельных компонентов (влаги, жира) без их предварительного разделения, а также структурные исследования веществ. В последние годы появились методы импульсного ЯМР, что привело к значительному расширению возможности применения этого метода и повышению точности определения.

С помощью методов хроматографии изучают состав и качество молочных продуктов. Анализ основан на разделении смеси веществ сорбционными способами в динамических условиях. Это один из наиболее универсальных и эффективных методов разделения и анализа сложных органических и неорганических соединений.

Среди хроматографических методов широкое распространение получила газовая хроматография. С ее помощью можно разделить, идентифицировать и количественно определить большое число веществ: смеси углеводородов, летучие жирные кислоты, спирты, эфиры, альдегиды, кетоны, витамины, аминокислоты, углеводы и другие сложные соединения. Газовая хроматография позволяет идентифицировать ароматические компоненты пищевых продуктов. В последнее время получили распространение газохроматографические методы определения свободных жирных кислот, остаточных количеств пестицидов в молоке.

Ионообменную хроматографию используют как метод разделения и выделения веществ, предшествующий их количественному определению. Этот метод применяют для определения белков, аминокислот, хлорида натрия в молочных продуктах и т. д.

Наряду с рассмотренными применяют и такие методы, как масс- спектрометрию, электрофоретические и другие новейшие методы исследования.

Использование реологических методов исследования позволяет получать готовые продукты постоянного, заранее заданного качества; научно обосновать понятия существенных аспектов качества; совершенствовать технологические процессы; применять высокопроизводительное непрерывно действующее автоматически управляемое оборудование; «конструировать» те или иные виды пищевых продуктов ит. д.

Современные физические и физико-химические методы исследования способствуют повышению надежности технохимического контроля на предприятиях и улучшению качества готовых продуктов.

4.Методика опредения белков: формольное титрование. Источники излучения в атомно-абсорционном методе анализа (20 баллов)

В атомно-абсорбционной спектроскопии, так же как и в молекулярной, действует закон Бегера-Ламберта-Бера.

Атомно-абсорбционный метод анализа получил широкое распространение в практике вследствие своих достоинств, к числу которых относится высокая чувствительность. В настоящее время известны методы определения более восьмидесяти элементов, среди которых жизненно важные - Na, К, Mg, Ca, Сu, Zn, Р и микроэлементы - Cd, Hg, В, Pb, Sb, As, Mn и др. Количественные определения проводят методом калибровочного графика или методом добавок.

Для визуального наблюдения спектра используют спектроскопы.

Для атомизации вещества в атомно-абсорбционной спектрофотометрии используют пламя газовых сред различного типа и электротермические атомизаторы. Пламенная атомизация обеспечивает достаточно низкие пределы обнаружения элементов (10^-5-10-⁷ %) и хорошую воспроизводимость результатов анализа (1-2 %) при достаточно высокой скорости определений и небольшой трудоемкости. Кроме того, этот анализ может быть полностью автоматизирован, начиная от подачи проб и до обработки результатов измерений. При этом производительность составляет до нескольких сотен определений в час.

№ 19