Гидролиз крахмала

Химический метод определения крахмалистости (Ускоренный метод ВНИИПрБ)

При определении химическим методом крахмал подвергают гидролизу до глюкозы, определяют ее количество и пересчитывают на крахмал. Гидролиз крахмала проводят в две фазы. В первой фазе крахмал осахаривают солодовой вытяжкой до мальтозы и декстринов.

Во второй фазе гидролиз мальтозы и декстринов в глюкозу проводят под действием кислоты. Содержание глюкозы обычно определяют методом Бертрана.

Расщепление «крахмала амилолитическими ферментами солода может быть представлено следующей схемой:

После кипячения с кислотой декстрины и мальтоза разлагаются до

глюкозы:

Отсюда видно, что одной весовой части глюкозы соответствует

в.ч. крахмала. Поэтому коэффициент пересчета на крахмал равен 0,9.

Ход определения:

На аналитических весах взвешивают навеску 3,0000 г размолотого зерна (проход через сито 0,5 мм) и количественно переносятв мерную колбу вместимостью 200 см³. В колбу добавляют небольшое количество дистиллированной воды и тщательно размешивают в ней размолотое зерно до получения равномерной смеси без комков, доливают горячей водой примерно до половины колбы. Содержимое колбы тщательно перемешивают и погружают в кипящую воду на 15 минут для клейстеризации крахмала: в первые минуты нагревания содержимое колбы энергично перемешивают. Затем клейстеризованный раствор кипятят на электроплитке, газовой горелке в течение 15 минут периодически перемешивая, не допуская подгорания. Далее содержимое колбы охлаждают до 63°С, добавляют 0,3 г концентрированного солодового ферментного препарата в виде водной суспензии, вводят 10 см³ фосфатного буфера, РН 6,3-6,5 и осахаривают смесь при температуре 58 - 62 °С в течение 30 минут. Этой выдержки вполне достаточно, чтобы отделить все сбраживаемые углеводы от нерастворимых веществ зерна, что является основной задачей этого процесса. Добиваться превращения крахмала в продукты, не окрашиваемые йодом, не обязательно. Важно, чтобы под действием ферментов весь крахмал перешел в растворимые продукты (декстрины и другие). После выдержки колбу помещают в кипящую водяную баню, где нагревают в течение 10 минут, затем охлаждают до 20°С, для осветления добавляют 0,5 см³ раствора уксусной кислоты концентрацией 0,8% и доводят объем жидкости до метки. Содержимое колбы тщательно взбалтывают и фильтруют через сухой складчатый фильтр в сухую колбу. Первую порцию (20-25 см³) фильтрата отбрасывают. Фильтрат, содержащий мальтозу и декстрины, подвергают гидролизу разбавленной серной кислотой, причем эту операцию рекомендуют проводить тот час же, во избежание разложения глюкозы микроорганизмами.

Для гидролиза 20 см³ фильтрата отбирают в мерную колбу емкостью 100 см³, добавляют 10,0 см³ разбавленной серной кислоты (1 г серной кислоты плотностью 1,835 и 9 г воды) и 10 см³ дистиллированной воды. Содержимое колбы перемешивают и кипятят на электроплитке в течение 10 минут.

В процессе гидролиза все сложные сбраживаемые углеводы переходят в глюкозу. Кроме того, в растворе присутствует небольшое количество фруктозы; кроме сбраживаемых веществ имеются пентозы (ксилоза и арабиноза - продукты гидролиза пентозанов).

После гидролиза раствор охлаждают, доводят до метки и обирают 40 см³ раствора в колбу емкостью 50 см³, добавляют несколько капель метилоранжа и нейтрализуют до нейтральной или слабокислой реакции, постепенно и осторожно прибавляя раствор гидроксида натрия концентрацией 35%,

Нейтрализовать теплый раствор и допускать избыток щелочи нельзя, во избежание разложения глюкозы. После нейтрализации объем в мерной колбе доводят до метки дистиллированной водой и тщательно перемешивают содержимое. В полученном нейтрализованном растворе определяют содержимое глюкозы по методу Бертрана. Для этого в коническую колбу отмеряют пипеткой 20 см³ нейтрализованного раствора, добавляют по 20 см³ раствора Фелинга Iи Фелинга II и далее ведут определение по методике, одновременно определяют содержание углеводов в ферментном препарате. Содержание сахаров во взятой на анализ навеске зерна (3 г) рассчитывают по уравнению:

,

где в - количество сахаров (по глюкозе) - пробе, отобранной на реакцию с фелинговой жидкостью, мг;

V₁ - объем осахаренного раствора, см³;

V₂ - объем гидролизата, cm³;

V₃ - объем осахаренного раствора, взятого на гидролиз, см³;

V₄ - объем гидролизата, взятого на нейтрализацию, см³;

V₅ – объем нейтрализованного гидролизата, взятого на определение сахаров, см³;

1000 – перевод мг в г.

Учитывая, что при анализе все разбавления проводят до одного и того же объема можно упростить формулу С_сах.

V₁ = 200 см³; V₂ = 50 см³; V₃ = 20 см³; V₄ = 40 см³; V₅ = 20cm³.

С_сах= в·200·50·100/20·40·20·1000=0,0625·в

Тогда крахмалистость помола составит

С_кр.п.= [0,0625·в-(с+d)]·0,9·100/а,

где в - количество сахаров (по глюкозе), мг;

с - содержание пентоз во взятой на анализ навеске, г;

d - количество углеводов, введенных с солодовой вытяжкой, г;

а - навеска помола, взятая на анализ, г;

0,9 - коэффициент пересчета глюкозы в крахмал.

Пример. Влажность пшеницы - 15,8%,

влажность помола - 12,7%,

На титрование пошло 13,2 см³ марганцовокислого калия с поправочным коэффициентом 0,5. На саморедукцию реактивов идет 0,1 см³ марганцовокислого калия. Всего расход стандартного раствора перманганата калия равен (13,2-0,1)·0,5=6,55 см³. Учитывая, что 1 см³ раствора марганцовокислого калия соответствует 10 мг оксида меди, находим: 6,55·10=65,5 мг — содержание оксида меди в пробе. Этому количеству соответствует 33,46 мг глюкозы.

Содержание пентоз в пробе помола, отобранной на определение - 0,13 г и сахаров в ферментном препарате - 0,080 г.

Тогда:

С_з=90·0,0625·33,46-(0,13+0,08)·(100-15,8)/3·(100-12, 7)=54,4%.

Дата добавления: 2017-01-13