Способ определения растворимого кальция в цельном молоке

Способ определения растворимого кальция в цельном молоке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к методам технохимического контроля молока. Цель изобретения состоит в расширении технологических возможностей путем унификации анализа сырого и термически обработанного молока, повышении точности и сокращении времени определения. В градуированную пробирку вместимостью 20 - 25 см<SP POS="POST">3</SP> вносят 15 см<SP POS="POST">3</SP> подогретого до 20 - 25°С сырого или термически обработанного молока, добавляют 4,9 - 5,1 г хлорида натрия и содержимое периодически с интервалом 10 - 15 мин перемешивают до прекращения выпадения на дно пробирки осадка соли. Отмечают общий объем смеси и оставляют ее при 20 - 25°С до начала процесса отделения сыворотки. Содержимое пробирки фильтруют через бумажный фильтр и в пробе прозрачного фильтрата определяют растворимый кальций с трилоном Б (комплексонометрический способ). 6 табл.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТЙЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51) G 01 N 33!04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ASTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗСБРЕТЕННЯМ И ОЧНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4278267/30-j 3 (22) 06.07.87 (46) 15,04.90. Бюп. 11- 14 (71) Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (72) А.П.Королев и Р.И,Скворцов (53) 637.127(088.8) (56) Гальцева В.П. Определение различных форм кальция в молоке. — Доклады Московской сельскохозяйственной академии им.К.А.Тимирязева (ТСХА), 1964, 104, с,129-134. (543 СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРИМОГО КАЛЬЦИЯ В ЦЕЛЬНОМ МОЛОКЕ (57) Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к методам технохимического контроля молока, Цель изобретения состоит в расширении технологических возможностей пуИзобретение относится к модочной промышпеннос.ти, а именно к методам технологического контроля молока, и может найти применение на молочных фермах, в научно-исследовательских лабораториях и ветеринарии при определении растворимого кальция.

Целью изобретения является расширение технологических воэможностей путем унификации анализа сырого и термически обработанного| молока, повышение точности и сокращение времени.

Способ определения растворимого кальция в молоке осуществляется следующим образом.

В градуированную пробирку вмести" мостью 20-25 смз вносят 15 см подо2 тем унификации анализа сырого и термически обработанного молока, повышении точности и сокращении времени определения. В градуированную пробирку вместимостью 20-25 см вносят

15 см подогретого до 20-25 С сырого ипи термически обработанного молока, добавляют 4,9-5,1 г хлорида натрия и содержимое периодически с интервалом

i0-15 мин перемешивают до прекращения выпадения на дно пробирки осадка сопи.

Отмечают общий объем смеси и оставляют ее при 20-. 25 С до начала процесса о отделения сыворотки. Содержимое пробирки фильтруют через бумажный фильтр и в пробе прозрачного Фильтрата определяют растворимый кальций с трипоном Б (комппексонометрический способ) ° 6 табл. гретого до 20-25 С сырого или термио чески обработанного молока, добавляют

4,9-5,1 r кристаллического хлорида натрия и содержимое периодически с интервалом 10-15 мин перемешивают до полного растворения осадитепя, т.е. до прекращения выпадения на дно пробирки осадка соли, отмечают общий объем смеси и оставляют ее при 20о

25 С до появления на наружной поверхности столбика смеси углублений и неровностей, что является признаком процесса отделения прозрачной сыворотки.

После этого содержимое пробирки фильтруют через бумажный фильтр, про.зрачный фильтрат используют для определения растворимого кальция комплек1557520 сонометрическим методом, Расчет массовой концентрации растворимого кальция производят nо формуле

А V 2 100

C 5

l где С вЂ” массовая концентрация растворимого кальция в молоке, мг/100 см

A — объем 0>1 н.раствора трилона Б связанного с кальци3 ем, см

V — объем молока после растворе9 ния в нем хлорида натрия,см;

2 " мааса кальция (мг), соответ- !5 ствуюшая l cM 0,1 н.раствоЭ ра трилона Б;

V — объем молока, взятый для

3. осаждения казеина, см

Ч вЂ” объем фильтрата, взятый для определения растворимого кальция, см

Пример 1, В градуированную пробирку вместимостью 20-25 см вно3 сят 15 см сырого подогретого до з

25 С молока, добавляют 4,9 г хлорида натрия, содержимое периодически с интервалами 10 мин перемешивают до прекращения образования осадка соли, отмечают общий объем смеси и оставляо,. ют ее при 25 С до появления признаков отделения сыворотки, фильтруют и в пробе фильтрата определяют содержимое растворимого кальция с TpHJIo» ном Б, Расчет массовой концентрации растворимого кальция производят по приведенной выше формуле.

После растворения хлорида натрия

9 общий объем смеси составил 16,8 см для анализа было взято 5 см фильтра3 та, в результате титрования с кальци40 ем связалось 1,04 см раствора 1рилона Б. Массовая концентрация растворимого кальция в молоке, рассчитанная по приведенной выше формуле, составила 46,6 мг/100 см

Пример 2. В градуированную пробирку вместимостью 20-?5 см вно3 о, сят 15 см сырого подогретого до 20 С молока из той же пробы, что и в примере 1, добавляют 5,1 г хлорида натрия, содержимое периодически с интервалами 15 мин перемешивают до пре,кращения,образования осадка соли, отмечают общий объем смеси и ocTBBJIHNT о «55 ее при 20 С до появления признаков от.деления сыворотки и в дальнейшем по" ступают по примеру 1. После растворе. ния хлорида натрия общий объем смеси составил 16,8 см, для анализа было взято 5 см фильтрата, B результате титрования с кальцием связалось

1,06 см раствора трилона Б, После

3 расчета по примеру 1 массовая концентрация растворимог о кальция составила

47,5 мг/100 см

Пример 3. В градуированную пробирку вместимостью 20-25 см вно3 сят 15 см молока из той же пробы, 9 что и в примере 1, но прокипяченного о и охлажденного до 25 С. В дальнейшем поступают по примеру 1. После растворения хлорида натрия общий объем смеси составил 16,8 см, для анализа .

Э было взято 5 см фильтрата, в результате титрования с кальцием связалось

0,88 см раствора трилона Б. После расчета по примеру массовая концентрация растворимого кальция составила

39,4 мг/100 см

Пример 4. В градуированную пробирку вместимостью 20-25 см вно3 сят 15 см молока из той же пробы, 3 что и в примере 1, но прокипяченного

O и охлажденного до 20 С, В дальнейшем поступают по примеру 2, После растворения хлорида натрия общий объем смеси составил 16,8 см, для анали- за было взято 5 см фильтрата, в ре3 зультате титрования с кальцием связалось 0,9 см раствора трилона Б, Э

После расчета по примеру 1 массовая концентрация растворимого кальция состав ила 40, 3 мг / 00 см з

Как видно из примеров 1-4, хлорид натрия способен осаждать казеиновый комплекс не только из сырого, но и .из кипяченого молока, При этом характерная для процесса нагревания молока закономерность, заключающаяся в уменьшении растворимого кальция в термически обработанном молоке, сохраняется, Способы определения растворимого кальция в молоке основаны на разде.лении истинно растворимой и коллоид,ной форм кальция путем осаждения последней, Коллоидный кальций в молоке присутствует в виде казеинаткальцийфосфатного комплекса (около 40K) и в виде коллоидного фосфата кальция. (около ЗОБ от всего кальция молока) .

На долю истинного раствора приходится 29-ЗЗХ всего кальция. В каэеинаткальцийфосфатном комплексе одна часть кальция связана с органической (фракциями казеина), другая с неорганической частью. комплекса, т,е, 5

15575 входит в состав фасфата кальция (в виде Са - Р0 1 . Коллаидно-растворимый фосфат кальция н молоке находится в виде (CaHP()+).. . аким образам зна л В

5 чительная часть кальция н молоке находится в виде малсрастворимога электролита ° Понятие осаждения иэ молока коллоидного кальция не является идентичным понятно осаждение из молока каэеина ° Казеин, как типичный белок молока, н своем составе не содержит. кальция, Хлорид натрия используется не для осаждения казенка как белка, а для удаления из молока коллаидного кальция, Выбор осадителя обусловлен тем, что он не разрушает казеинкальцийфосфатный комплекс и не нарушает соотношения между истинно растворимой — 20 хСаНРО4- и коллоидно-растворимой— (СаНРО ) - формами кальция, Следова.тельно, из имеющегася количества солей выбирают только те, которые не нарушают первоначальных свойств белков, а также исключают те соли, которые способствуют осаждению (например, сульфаты) или увеличению (например, соли кальция) растворимого кальция в молоке. Самой доступной и дешевой солью является хлорид натрия, Одним из показателей качества молока является кислотность, с увеличением которой происходит переход коллоидного кальция н растворимый, I(nэтому при определении растворимого кальция в молоке необходимо исключать приемы, способствующие повышению кисЮ лотиости исследуемой пробы, Результаты определения растворимо40

ro кальция в молоке с различной исходной кислотностью, полученные при осаждении казеиноного комплекса сичужным ферментом (известный способ) и хлоридом натрия (предлагаемый способ) представлены н табл.1.

Из табл,1 видно, чта с увеличением кислотности молока происходит и увеличение растворимого кальция в нем, причем это увеличение более ярко вира- 5р жено при осаждении казеинового комплекса сычужным ферментом чем хлори-! дом натрия, Отмеченное различие связано с приемами выполнения используемых способов °

Согласно известному способу осаждение казеинового комплекса производят при 35-36 С, выделение из сгустка сыворотки — при 37-38 С. В общей сложО

20 6 ности на эти операции (в зависимости от исходной кислотнасти молока) уходит 60-100 мин, Выдерживание молока при 35-38 С в течение укаэанного врег мени приводит к повышению кислотности, т,е, процесс определения создает условия дл» перехода коллоидного кальция н растворимый.

Ъ

Осаждение казеиноного комплекса хларидом натрия осуществляют при о

20-25 С, процесс осаждения не сопровождается увеличением исходной кислотнасти молока,, Таким образом, предлагаемый способ позволяет лань|сить точность определения, так как при его выполнении не создаются условия для повышения кислотнасти молока и перехода коллоиднаго кальция в растворимый, Молоко, как правило, хранят при низких температурах, Поэтому при подготовке исследуемой пробы к анализу охлажденное молока подогревают, а кио пяченсе охлаждают до 20-25 C. Кроме того температура в химлабораториях .о, обычно колеблется н пределах 20-25 С, Поэтому подогрев осуществляют до температуры воздуха н лаборатории, Мерная посуда калибрована при 2ООС, Изменение объема молока при повышении гемпературы ат 20 до 25 С колеблется н пределах 1 см на 1 л, что ,3 на 15 см составляет О, 015 см Э, Это

3 изменение асьема н лабсраторних пробирках, обычно градуирсванних с точностью О,! -О, 2 см, не улавливается

3 (находится в пределах ошибки измерения), В молоке содержится 87-88Х воды, из них 2-3,5Е находится н связанном ниде, Растворимость хлорида натрия в ваде составляет. при О С 35,7;

40 С 36,4...,, 100 С 39,4 г/100 г, Это означает, что н (5 см нади с учегсм ее удельнсгс сбъе»а может о, растворить ся, например, при 0 С

5,354, при 20 С 5„375 и при 40 С

5,418 г хлорида натрия (растноримость хлорида натрия в молоке на 5-7Х ни-. же, чем и воде) . Если принять но внимание, что при определении растворимого кальция доза хларида натрия на 15 с» молока составляет 5 г (точ9 ность «+ О,1 r) то изменением расто, воримости хлорида натрия при ?0-25 С можно пренебреч, Выдержка как сырого, так и кипяченого молока с хлоридом натрия при

1557520 температурах от ?О до 25 (: не сопровождается увеличением содержания растворимого кальция, т,е, в интервалах этих температур не происходит переход коллоидного кальция в растворимый, 5

Примеры ) и 3 являются подтверждением этого для сырого молока, примеры

2 и 4 — для кипяченого, Массовая концентрация растворимого 10 кальция при термической обработке молока уменьшается, поэтому в примерах 1 и 3 приведена концентрация растворимого кальция в сыром молоке, а в примерах 2 и 4 - в молоке после кипяче,Ф

f5 ния, Таким образом, доведение температуо ры исследуемой пробы до 20-25 С не требует затрат на ее поддержание, не вызывает повышения кислотности пробы молока в период исследования, т,е, не создает условий для перехода коллоидного кальция в растворимый, При подтверждении возможности использования хлорида натрия в качест- 25 ве осадителя казеинового комплекса для определения растворимого кальция в молоке, исходя из растворимости этой соли в воде, били использованы дозы хлорида от 4 до 6 г с шагом 0,5 r на

15 см молока, Результаты показали, что хлорип натрия в дозе 4 г во всех случаях не дает осаждающего эффекта, в дозе 4,5 г не всегда позволяет получить прозрачный фильтрат, что указывает на неполное осаждение казеино35 вого комплекса, постоянный осаждающий эффект проявляется при дозе 5 r

Хлорид натрия в дозах 5,5 и б r на 15 см молока также дает постояно

40 ный осаждающий эффект, но эти дозы превьппают его растворимость в данном

4 объеме молока, Наличие осадка хлорида натрия затрудняет определение доли фильтрата от фактического объема жид45 кой части, а расчет массовой концентрации растворимого кальция в молоке осуществляется с учетом общего объема смеси и взятого для анализа фильтрата, 1 5Î

Подобранная для осаждения казеинового комплекса доза хлорида натрия

5 г на 15 см молока оказалась в до,вольно широком интервале (+0,4 r), что требовало ее уточнения, Поиск верхней границы осуществляли с учетом осаждающего эффекта и растворимости хлорида натрия в молоке. Этим требованиям удовлетворяет доза 5,1 г хлорида натрия на 15 см молока, нижней границей оказалась доза 4,9 г, При использовании хлорида натрия в дозе

4 8 r на 15 см9 молока в двух случаях из десяти не удалось получить прозрачного фильтрата, Хлорид натрия в дозах 4,9-5,1 r на

15 см з молока позволяет получить прозрачные фильтраты как из сырого, так и кипяченого молока, Следовательно, как соотношение пробы молока и хлорида натрия, достаточ.ное для разделения истинно раствори " мой и коллоидной форм кальция, так и температура, применяемая при разделении, не зависит от конкретных условий и в каждом конкретном случае не устанавливаются опытным путем, условия осаждения остаются стабильными из опыта в опыт, Данные, указывающие на возможность воспроизводимости способа при различной концентрации хлористого натрия, представлены в табл,2, Как видно из табл.2, хороший осаждающий эффект достигается при растворении в 15 см молока 5,0 г хлорида натрия. Дальнейшее увеличение дозы не нарушает осаждающего эффекта, но сопровождается некоторым увеличением содержания кальция в фильтрате, Полученный сгусток при осаждении отделяют фильтрованием, так как при центрифугировании на лабораторных ., центрифугах смесь разделяется на три, легко смешивающихся между собой компонента, что создает трудности в отборе нужного объема прозрачного центрифугата для определения в нем растворимого кальция, Результаты определения растворимого кальция, полученные при осаждении казеина и коллоидного кальция хлоридом натрия, сычужным ферментом при концентрации era в рабочем растворе

0,8 мг/см и этанолом представлены в табл,3, Массовая концентрация растворимого кальция (Mr/)00 cM ) в сыром и термически обработанном молоке при использовании различных осадителей казеина и коллоидного кальция, Как видно из табл ° 3, результаты определения растворимого кальция в сыром молоке, полученные по предлагае" мому и известному способам, практически одинаковы, Полученное при определении предлагаемым способом некото1557520

10 рое увеличение в содержании раствори. мого кальция статистически недостоверно (надежность 70% вместо 95% принятых в подобных исследованиях). Кроме

5 того, в процессе сычужного свертывания молока происходит связывание как собственных, так и вносимых в молоко ионов кальция. Кипяченое молоко не свертывалось сычужным ферментом в течение 3-4 ч (время наблюдения).

Этанол способствует вкгпочению в белковый сгусток основнок массы растворимо го кальция как сырого„ так и термически обработанного молока и, следовательно, не может быть использован для определения растворимого кальция, Полученное при определении предлагаемым способом существенное уменьшение растворимого кальция в термически обработанном молоке (надежность 99%) следует рассматривать как закономерное явление, обусловленное процессом нагревания, Этим объясняют плохое сычужное свертывание тер- 25 мически обработанного молока, Переход растворимого кальция в нерастворимый, происходящий при термической обработке молока, был установлен на основании химического анализа "молоч- З0 ного камня", образующегося на поверхности теплообмеиных аппаратов, Предлагаемый способ позволяет следить эа этим процессом нри анализе сырого итермически обработанного молока. Этим— способом можно также исследовать процесс перехода кальция каэеинаткальцийфосфатного комплекса (коллоидная форма кальция1 в растворимый кальций при снижении рН молока в процессе сквашивания или подкисления кислотами, Сокращение времени определения достигается за счет уменьшения продолжительности осаждения казеинового ком-. плекса (см,табл,4).

Как видно из табл,4, продолжительность осаждения казеинового комплекса из молока сычужным ферменгом составляет 60-100 мин хлоридом натрия

45-бО мин, Осаждение казеинового комплекса сычужным ферментом вызывает повышение кислотности молока, осаждение хлоридом натрия не вызывает повышения кис55 лотности молока, Изменение кислотности молока в зависимости от условий осаждения казеинового комплекса приведено в табл,5 °

Как видно иэ табл.5, интенсивность повышения кислотности молока зависит как от его исходной кислотности, так и от условий осаждения каэеинового комплекса, С повышением кислотности молока происходит переход коллоидного кальция в растворимый, Сравнительные данные по определению растворимоrо кальция при использовании различных осадителей казеинового комплекса приведены в табл,6 °

При анализе экспериментальных данных было установлено, что при выполнении известного способа могут создаваться условия для перехода коллоидного кальция в растворимый, при выполнении данного способа такие условия не создаются, так как осаждение каэеина и коллоидного кальция происходит при более низкой температуре, Кроме того, замена дефицитного и дорогого сычужнсго фермента хлоридом натрия делает способ определения растворимого кальция в молоке доступным для всех лабораторий, занимающихся анализом молока, !

Унификация анализа обусловлена воэможностью определения растворимого кальция как в сыром, так и кипяченом

Молок е бе э и зм енен ия до з ы хло рида натрия и условий осаждения, Формула изобретения

Способ определения растворимого кальция в цельном молоке, предусматривающий отбор заданного объема исследуемой пробы, доведение ее до температуры, необходимой для подготОвки исследуемой пробы к анализу, введение осадителя коллоидного кальция, перемешивание, выдержку до появления признаков отделения сыворотки, филь",— рацию с последующим анализом полученногофильтрата, о т лич а ющи йс я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей путем унификации анализа сырого и термически обработанного молока, повышения точности и сокращения времени, в качестве осадителя коллоидного кальция используют хлорид натрия в количестве 4,9-5,1 г на заданный объем исследуемой пробы, при этом температуру последней доводят до 20-25 С, а перемешивание ведут до полного растворения оеадителя.

1557520

Т а б л и и а

Массовая концентрация растворимого кальция (мг/100 см ) в молоке различной кислотносФ ти при использовании сычужного фермента и. хлорида натрия в качестве осадителей каэеинового комплекса

Массовая концентрация растэ воримого кальция,мг/100 см определенная по способу

Примеры Кислотность молока, ОТ предлагаемому известному

Таблица 2

Цвет филь трата

Определено

Хлорид натрия, добавляемый к 15 см

Пример молока, r

121,6

Белый мо0 лочный

2

78,8

39,9

4,5

5,0

Б ес цв е тный, прозрачный

40,8

41,3

5,5

6,0

Таблица 3

Массовая концентрация растворимого кальция, мг/100 см, при использовании

Молоко хлорида сычужного натрия фермента этанола

Сырое 51,5+1,90 48,7+0,97 1,2,8+0,63

Кипяче44,6+1 20 Гелеобраэо- .12,5+0,65 ванне не наное ступает

2

16,/

18,5, 20ь8

25,0

43,0

43,0

46,6

53,8 кальция в фильтрате мг /100 см

9 молока

42,?

44,2

49,9

59, 5.

14

1557520

Таблица 4

Кислотродолжительность осаждеия казеинового комплекса, мин

Пример ность молока, T хлоридом натрия

ычужным ерментом

101

75 (г7

1 16,7

2 18,5

3 20,8

4 25,0

Таблица 5

Исходная кислот

Сычужный фермент

Пример

Хлорид натрия

Эьдержка1 Полученна мин кислот о ность, Т

Бьдержка, Полученная ность. кислотнос ть, I молока, Т мин

17,0

19,0

22,2

27,6

16,7

18,6

20,9

25,2

16,7

18,5

20,8

25,0

101

67

Таблица 6

llI11I Поставщики молока п/и (совхозы) Дата ана- Кислот лиза ность

Растворимый кальций (мг/100 мл молока) после осаждения казеиновогo комлекса молока, о, хло ридом с ыч ужи ым атрия ферментом

1 а

2.

3, 4.

5.

6.

7.

8.

9.

10, 11

12, 13, 14, .15 °

16.

17, 18, 19.

20.

Береговой

Ягуновский

Горняк

Береговой

Горняк

Ягуновский

Забойщик

Звездный

Горняк

Андреевский

Мазуровский

Горняк

Мазуровский

Звездный

Новостройка

Береговой

Мазуровский

Барачатский

Ягуновский

Барачатский

19,03,86

I1

11

26.03,86 и

11

23,04.86

ll

20.03.87

II

II

03.04,87

11

И

06.05,87

«11

16.06.87

11

1!

18.06.87

16,5

16,0

16,8

17,2

16,4

16,0

16,5

17,0

21,0

16,0

17,0

16,8

17,5

16,0

17,0

17,2

18,0

18,5

17,6

22,5

58,2

61,5

60,0

61,5

56,4

60,0

53,7

55,5

49,3

47, 5.

43,0 46, 6

41,8

44,8

41,2

43,0

41,8

41,8

43,6

46,6

56,3

59,3

57,6

59,3

52,4

57,3

49,1

51,3

51,1

44,4

40,3

43,2

39,0

40,3

38,4

39,7

40,3

40,3

44,8

53,8!

1557520

Продолжение табл.б

Растворимый кальций (мг/100 мл молока) после осаждения казеинового комлекса

Кислотность

Дата анализа

Поставщики молока (сов хо зы) НФ и/и молока, От хло ридом сычужным натрия ферментом

1I

It

03.07.87

rt

Il

06,08 ° 87

07 ° 08.87

II

09.09.87

09,09,87

t1

11,11,87

tI

tt

14.01,88

11

Составитель И,Арцыбашева

Т ехред Л. Сердюкова Корректор Т,Палий

Редактор Г,Веселовская

Заказ 71 6 Тираж 506 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

21, Городской

22, Прогресс

23, Новостройка

24, Барачатский .25, Ягуновский

26, Береговой

27, Барачатский

28. Скарюпинский

29, Барачатский

30. Скарюпинский

31, Береговой

32. Скарюпинский

33. Береговой

34. Новостройка

35. Новостройка

36, Кемеровский

37. Звездный

38, Горняк

39. Андреевский

40, Хмелевский

19,9

18,0

17,0

2п,8

18,4

17 8

18,0

18,0

19,3

25,0

17,0

18,7

18,7

16,7

18,-5

22,0

17,7

18,5

16,7

50,2

43,0

43,0

41,2

48,6

46,6

44,2

46,6

43,6

48,4

53,8

43,0

43,6

46,6

43,0

44,0

50,2

47,2

48,4

44,2

53,8 . 43,2

44,2

39,0

49,9

46,1

42,2

46,1

42,2

49,9

60,1

40,9

44,8

47,4

40,9

42,2

53,8

46,1

47,4

42,2