Технические измерения и приборы

Количественное определение белка 
    Среди азотистых веществ, входящих в состав пищевых продуктов, растительного и животного происхождения главное место принадлежит белкам. В связи с этим содержание белков в пищевых продуктах часто определяют на основании найденного в продукте количества общего азота; при этом при пересчете азота на белок исследуемого продукта учитывают процентное содержание азота в белке данного продукта; так, например, если азот составляет 16% белка продукта, то, очевидно, для пересчета найденного количества азота на белок нужно весовое количество азота умножить на 6,25. Таким образом, для данного случая пересчетным коэффициентом является число 6,25. 
 
             
 
Этот способ расчета белка дает представление о содержании в продуктах  не чистого белка, а так называемого «сырого протеина», так как вместе с азотом белка по обычно применяемому методу Кьельдаля определения азота, а пищевых продуктах одновременно определяется азот и других соединений, могущих присутствовать в пищевых продуктах; сюда относятся альбумозы и пептоны, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, амиды, азотосодержащие экстрактивные вещества (креатин, мочевина, мочевая  
 
кислота), алкалоиды(кофеин, теин, теобромин), некоторые глюкозиды( соланин, вицин, синигрин), некоторые азотосодержащие неорганические соединения( аммонийные и азотнокислые соли, свободный аммиак) и др. В отдельных случаях содержание некоторых из перечисленных веществ может достигать заметных размеров: так, содержание в мясе азотосодержащих экстрактивных веществ доходит до 10%. 
 
             
 
            М е т о д   К ь е л ь д а л я состоит в том, что органические азотосодержащие вещества подвергаются разрушению с помощью крепкой серной кислоты с применением катализатора и при нагревании. При этом углерод и водород органических соединений полностью окисляются до СО2 и Н2О за счет кислорода, освобождающегося при восстановлении серной кислоты. Азот органических веществ отщепляется в виде аммиака, который с серной кислотой образует сульфат аммония. 
 
            При помощи крепкой щелочи разлагают затем сульфат аммония и освободившийся при этом аммиак отгоняют и улавливают в титрованный раствор серной кислоты, который берется с избытком. Обратным титрованием определяют этот избыток, а отсюда делают вывод о количестве кислоты, связавшейся с аммиаком и о количестве азота сожженного вещества.   
 
  
 
Д л я   о п р е д е л е н и я   к о л и ч е с т в а   б е л к а   в   о б р а з ц е   и с п о л ь з у е т с я   р я д   м е т о д и к : 
 
1.Биуретовый метод 
 
2.Микробиуретовый метод 
 
3.Метод Бредфорда 
 
4.Метод Лоури 
 
5.Спектрофотометрический метод          
 
Б и у р е т о в ы й   м е т о д.Основан на образовании биуретового комплекса (имеет фиолетовый цвет) пептидных связей белков с двухвалентными ионами меди. В методе используют т. н. биуретовый реактив, состоящий из KOH, CuSO4 и цитрата натрия (или тартрата натрия). В образовавшемся комплексе медь связана с 4 азотами координационными связями, а с 2 кислородами — электростатическими. Полноценный комплекс образуется лишь с пептидами, состоящими более чем из 4 остатков.  
 
Интенсивность окраски раствора прямо пропорциональна концентрации белка в сыворотке и определяется фотометрически. 
 
К достоинствам метода стоит отнести его низкую чувствительность к посторонним веществам, невысокую погрешность. 
 
М и к р о б и у р е т о в ы й   м е т о д   основан на образовании окрашенного в фиолетовый цвет комплекса, образующегося в результате взаимодействия пептидных связей с Cu2+ в щелочной среде. К 0,2 мл ПМ лимфоцитов, сыворотки или плазмы добавляли 3,5 мл раствора NаОН и 0,2 мл реактива Бенедикта. Выдерживали 15 мин при комнатной температуре и спектрофотометрировали на СФ — 46 при 330 нм. Построение калибровочного графика проводили по стандартному раствору белка. 
 
М е т о д    Б р э д ф о р д а один из наиболее популярных методов, используемый для определения концентрации белка в растворе. Метод определения концентрации белка по Брэдфорд успешно используется в случае измерения растворов с низкой концентрацией белка и растворов, содержащих компоненты, также обладающие значительным поглощением при 280 нм. Метод определения концентрации белка по Брэдфорд, так же, как и метод Лоури и BSA, требует построения стандартной калибровочной кривой перед измерением концентрации неизвестного белка. 
 
Универсальность метода и его гибкость позволяют создавать модификации процедуры измерений для различных целей и типов измерений. 
 
Метод Брэдфорд основан на сдвиге спектра поглощения кумасси (Coomassie Blue) в сторону значений 595 нм прямо пропорционально концентрации содержащегося в растворе белка. Кумасси образует комплекс с белком; этот комплекс измеряют при длине волны 595 нм. абсорбционная фотометрия комплекса кумасси / белок имеет очень высокую чувствительность и эффективна даже в случае следовых концентраций белков. 
 
М е т о д   Л о у р и. Метод количественного определения белка, основанный на измерении концентрации окрашенных продуктов, образующихся в результате сочетания двух химических реакций: биуретовой реакции на пептидную связь и взаимодействия реактива Фолина-Чокалтеу с ароматическими аминокислотами. 
 
С п е к т р о ф о т о м е т р и ч е с к и й   м е т о д.  Спектрофотометрия (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). 
 
Ускоренный метод определения белков в готовых блюдах и рационах 
 
            Для ускоренного определения белков в готовых блюдах и рационах В. А. Бабин и Н.Н. Мусерский разработали метод, представляющий модификацию метода, предложенного Джеремилло. 
 
Сущность метода сводится к тому, что вещество, содержащее белки, минерализуется в металлической гильзе (медь, нержавеющая сталь, никель), которая герметически закрывается ввинчивающейся металлической пробкой с газоотводной трубкой, через которую газообразный аммиак и другие газы, образующиеся при минерализации, поступают в приемную колбу с серной кислотой. 
 
Минерализация белков производится едким натром, растворенным в расплавленном уксусном натре при нагревании гильзы. Процесс минерализации белка происходит быстро ( в течении 2-3 минут) при температуре нагрева не выше 325ºС, что является преимуществом данного метода перед другими методами количественного определения белка.

Витамины

Современные методы определения витаминов в биологических объектах делят на физико-химические и биологические.

При взаимодействии витаминов с рядом химических соединений наблюдаются характерные цветные реакции, интенсивность окраски которых пропорциональна концентрации витаминов в исследуемом растворе. Поэтому витамины можно определить фотоколориметрически, например витамин В₁ – при помощи диазореак-тива и т.д. Эти методы позволяют судить как о наличиивитаминов, так и о количественном содержании их в исследуемом пищевом продукте или органах и тканях животных и человека. Для выяснения обеспеченности организма человека каким-либо витамином часто определяют соответствующий витамин или продукт его обмена в сыворотке крови, моче или биопсийном материале. Однако эти методы могут быть применены не во всех случаях. Встречаются трудности при подборе специфического реактива для взаимодействия с определенным витамином. Некоторые витамины обладают способностью поглощать оптическое излучение только определенной части спектра. В частности, витамин А имеет специфичную полосу поглощения при 328-330 нм. Измеряя коэффициент поглощения спектро-фотометрически, можно достаточно точно определить количественное содержание витаминов в исследуемом объекте. Для определения витаминов В₁, В₂ и других применяют флюорометрические методы. Используют и титриметрические методы:

например, при определении витамина С применяют титрование раствором 2,6-дихлорфенолиндофенола.

Биологические методы основаны на определении  того минимального количества витамина, которое при добавлении к искусственной диете, лишенной только данного изучаемого витамина, предохраняет животное от развития авитаминоза или излечивает его от уже развившейся болезни. Это количество витамина условно принимают за единицу (в литературе известны «голубиные», «крысиные» единицы). Большое место в количественном определении ряда витаминов: фолиевой, пара-аминобензойной кислот и др. – в биологических жидкостях, в частности в крови, занимают микробиологические методы, основанные на измерении скорости роста бактерий; последняя пропорциональна концентрации витамина в исследуемом объекте. Количество витаминов принято выражать, кроме того, в миллиграммах, микрограммах, международных единицах (ME, или IU).

Определение качества рыбы наиболее целесообразно проводить по совокупности результатов, полученных несколькими  методами исследования, а также на основе органолептических данных.

Большие трудности представляет определение  качества исходного сырья в кулинарно обработанной рыбе, так как органолептические свойства продукта при этом изменяются (исчезает дряблость мышц и ослизлость, ослабляется гнилостный запах). Что касается химического анализа, то не всегда он показателен после термической обработки рыбы.

Для определения качества рыбы можно  применять люминесцентные методы.

Принцип метода основан на определении  цвета люминесценции, которая при  различных состояниях продукта претерпевает изменения.

Методика исследования. 

Рыбу помещают в осветительную  камеру, наблюдая цвет и интенсивность  люминесценции.

Эксресс-методы определения качества продуктов.

В зависимости от сложности и  достоверности проведения анализа  качества меда методы оценки подразделяются на несколько видов.

Экспрессные ускоренные методы, дающие полуколичественные или приблизительные данные по тем или иным показателям основанные в основном на пределе чувствительности химической реакции. Эти методы не могут использоваться при разногласиях между поставщиком и покупателем, а также при оценке качества меда официальными органами.

Стандартные методы оценки качества, прошедшие проверку достоверности получаемых данных не менее чем в восьми лабораториях и вошедшие в те или иные стандарты.

Арбитражные методы оценки качества, прошедшие проверку достоверности получаемых данных в различных лабораториях и используемые при разногласиях между поставщиками и покупателями.

Экспертные методы оценки качества, применяемые экспертами высшей квалификации (кандидатами и докторами наук, профессорами), владеющими оригинальными методиками.

В зависимости от уровня квалификации исследователя и чистоты проведения анализа качества меда методы оценки подразделяются на следующие виды.

Однотипные методы оценки качества, проводимые в пищевых, экспертных лабораториях при массовом производстве.

Индивидуальные методы оценки качества, применяемые с определенной целью при проведении экспертиз.

В зависимости от способа проведения анализа качества меда методы оценки подразделяются на: 
органолептические (сенсорные) методы оценки качества с помощью органов чувств человека; 
инструментальные (физико-химические) методы оценки качества с помощью приборов или химического анализа.

Заключение.

       В системах  автоматического управления технологическими  процессами современных производств используются разнообразные приборы для получения информации о значениях управляемых технологических параметрах, а также для ее преобразования. Поэтому для специалистов в области автоматизации технологических процессов важно научиться ориентироваться в многообразии существующих измерительных и преобразовательных технических средств, чтобы осуществить при необходимости их правильный выбор и использование.

     Также важно  определять и контролировать  качество выпускаемой продукции с помощью различных методов. На производстве определять совокупность задач, решаемых с помощью метрологии. Осуществлять поверку средств измерений.