Определение консервантов
Определение общей сернистой кислоты (арбитражный метод)
Метод основан на выделении сернистой кислоты из продукта соляной кислотой при нагревании и одновременном пропускании газообразной углекислоты с последующим окислением сернистой кислоты перекисью водорода в серную кислоту. Количество сернистой кислоты можно определять объемным или весовым методом.
Прибор для определения сернистой кислоты состоит из перегонной круглодонной колбы емкостью 500 мл, соединенной с обратным шариковым холодильником. Колба через стеклянную трубку, доходящую почти до дна, соединена с источником газообразной углекислоты - баллоном с углекислотой или аппаратом Киппа, заряженным углекислым кальцием (мрамором) и 10%-ной соляной кислотой. Холодильник через насадку Кьельдаля и изогнутую пипетку Мора емкостью 50 мл соединяют с двумя последовательно расположенными колбочками-приемниками. В первую колбочку наливают 15 мл, а во вторую - 10 мл 3%-ной перекиси водорода, не содержащей серную кислоту.
В каждую колбочку прибавляют по три капли 0,1%-ного раствора бромфенолового синего. Между источником углекислоты и перегонной колбой устанавливают две промывные склянки, в одной находится 5%-ный раствор сернокислой меди, во второй - 5%-ный раствор углекислого натрия. Между промывными склянками и перегонной колбой установлен стеклянный тройник. Один отросток тройника соединяют с капельной воронкой с краном, второй - с изогнутой под прямым углом стеклянной трубкой, проходящей через пробку в перегонную колбу. С третьей стороны тройник соединяют через резиновую и стеклянные трубки с промывной склянкой. Капельная воронка должна находиться ниже газопроводящей трубки таким образом, чтобы жидкость из воронки попадала в перегонную колбу, а не в промывную склянку.
Методика определения. В перегонную колбу наливают 250 мл дистиллированной воды, закрывают колбу пробкой и, соединив все части прибора (рис. 23), вытесняют из него воздух пропусканием тока промытого углекислого газа в течение 5 мин. После этого, не прекращая пропускания углекислого газа, открывают пробку и быстро количественно вносят в колбу 25 г хорошо растертой и перемешанной средней пробы исследуемого продукта. Навеску пюреобразных продуктов можно брать в патрон из парафинированной бумаги или по разности, взвешивая навеску с тарой до и после перенесения ее в колбу. Жидкий продукт вносят в колбу через капельную воронку, промывая ее затем дистиллированной водой. Колбу закрывают пробкой и нагревают. Затем в колбу через капельную воронку наливают 20 Мл 10%-ного раствора соляной кислоты, промывают воронку 10-20 мл дистиллированной воды и закрывают кран воронки. Ток углекислого газа, пропускаемого через прибор, регулируют таким образом, чтобы в приемнике можно было бы сосчитать пузырьки.
Окрашивание растворов перекиси водорода в желтый цвет указывает на наличие сернистой кислоты в исследуемом продукте. Раствор кипятят в течение 1 ч, после чего приемные колбочки отъединяют от прибора на стыке пипетки Мора с насадкой Кьельдаля, прекращают нагревание и пропускание углекислого газа. Содержимое приемных колбочек сливают в химический стакан емкостью 100-150 мл. Колбочки и пипетку Мора споласкивают дистиллированной водой (по 5 мл на каждую) и сливают в тот же стакан.
Для проведения весового определения к содержимому стакана прибавляют 1 мл химически чистой соляной кислоты (относительной плотностью 1,19) и 5 мл 10%-ного раствора хлористого бария. Жидкость в стакане нагревают до кипения и кипятят в течение 10 мин. Затем стакан закрывают часовым стеклом и оставляют стоять 3-4 ч на теплой песчаной бане или в термостате. Когда раствор над выпавшим осадком сернокислого бария станет совершенно прозрачным, его фильтруют через плотный беззольный бариевый фильтр (фильтр с синей полосой).
Осадок из стакана количественно переносят на фильтр, промывают несколько раз дистиллированной водой, сушат и озоляют во взвешенном тигле. Прокаленный остаток в тигле взвешивают с точностью до 0,0001 г.
Содержание общей сернистой кислоты в пересчете на SO2 в процентах (х) вычисляют по формуле
где G1 - масса (вес) тигля с прокаленным остатком серно-кислого бария, г; G2 - масса (вес) пустого прокаленного тигля, г; g - навеска продукта, г или мл; 0,274 - коэффициент пересчета сернокислого бария на SO2.
Для определения сернистой кислоты объемным методом после окончания отгона к соединенным растворам из приемных колбочек прибавляют три капли 0,1%-ного раствора бромфенолового синего и титруют образовавшуюся серную кислоту 0,01 н. раствором едкого натра до перехода окраски раствора в желтый цвет.
Содержание сернистой кислоты в пересчете на SO2 (х) в процентах вычисляют по формуле
где V - количество 0,01 н. раствора едкого натра, пошедшего на титрование серной кислоты, мл; К - поправочный коэффициент для 0,01 н. раствора едкого натра; g - навеска исследуемого продукта, г или мл; 0,32-количество миллиграммов SO2, соответствующее 1 мл 0,01 н. раствора едкого натра.
Определение общей сернистой кислоты в сульфитированных плодовоовощных продуктах
Навеску 25 г средней пробы продукта, взятую с точностью до 0,01 г, переносят без потерь при помощи 90-100 мл 20%-ного раствора хлористого натрия в фарфоровую ступку и туда же тотчас добавляют 5 мл буферного раствора с pH 4,2-4,6. Смесь в ступке тщательно растирают и количественно через воронку переносят при помощи 20%-ного раствора хлористого натрия в мерную колбу емкостью 250 мл. Этим же раствором объем жидкости в колбе доводят до метки. Содержимое колбы тщательно перемешивают и фильтруют через марлю или ватный тампон. В две конические колбы емкостью 250 мл с пробками (лучше стеклянными притертыми) переносят пипеткой 50 мл фильтрата и по 2 мл 1 н. раствора едкого натра. Колбы закрывают пробками и оставляют стоять 1-2 мин. Затем в каждую колбу добавляют по 2 мл 6 н. раствора соляной кислоты. Содержимое одной колбы немедленно титруют 0,02 н. раствором йода в присутствии в качестве индикатора 1 мл 1%-ного раствора крахмала.
К содержимому другой колбы прибавляют для связывания сернистой кислоты 1 мл 40%-ного раствора формальдегида. Колбу закрывают пробкой, ставят в темное место и через 10 мин титруют 0,02 н. раствором йода в присутствии 1 мл 1%-ного раствора крахмала.
Содержание общей сернистой кислоты в процентах (х) вычисляют по формуле
где V - количество 0,02 н. раствора йода, пошедшего на первое титрование, мл; V1 - количество 0,02 н. раствора йода, пошедшего на второе титрование; 0,00064 - коэффициент пересчета 0,02 н. йода на сернистый ангидрид; g - навеска (или объем) испытуемого продукта, г или мл; К - поправочный коэффициент для 0,02 н. раствора йода.
Определение проводят в двух повторностях.
Буферный раствор с pH 4,2-4,6 приготовляют следующим образом: растворяют отдельно 11,87 г Na2HPO4-2H2O в 1 л дистиллированной воды и 9,078 г КН2РО4 в 1 л дистиллированной воды и смешивают 0,1 части первого раствора с 9,9 частями второго. Можно также пользоваться фосфатно-лимоннокислым буферным раствором с pH 4,2-4,6, который приготовляют смешиванием 9,35 частей раствора Na2HPO4 (71,642 г в 1 л воды) с 10,65 частями раствора лимонной кислоты (21,008 г в 1 л воды).
Определение свободной сернистой кислоты
50 г хорошо растертой средней пробы продукта количественно при помощи 150 мл дистиллированной воды переносят в коническую колбу емкостью 300-400 мл. Колбу закрывают пробкой с двумя стеклянными трубками. Одна из трубок доходит до дна, другая - короткая соединена с двумя последовательно расположенными колбочками - приемниками. В первую колбочку наливают 15 мл, а во вторую - 10 мл 3%-ного раствора перекиси водорода, свободной от серной кислоты. К растворам прибавляют по три капли 0,1 %-ного раствора бромфенолового синего. Вторую колбочку присоединяют к водоструйному насосу. Длинная трубка соединена с двумя промывными склянками, в которые наливают по 25-30 мл 5%-ного раствора пирогаллола в 25%-ном водном растворе едкого натра.
Колбу с продуктом взбалтывают, ставят на водяную баню и при температуре 40-50° С через всю систему (рис. 24) просасывают воздух с такой скоростью, чтобы можно было сосчитать пузырьки газа. Через 2 ч приемники отсоединяют от колбы и прекращают просасывание воздуха. Содержимое приемников сливают в химический стакан емкостью 100 мл, ополаскивают колбочки дистиллированной водой по 5 мл каждую, сливая ее в тот же стакан. Далее весовое определение SO2 проводят так, как описано для арбитражного метода.
Определение сернистой кислоты капельным методом
Метод основан на реакции между сернистой кислотой и азотнокислой закисью ртути
Сернистая кислота восстанавливает азотнокислую закись ртути, которая выпадает в виде черного осадка. Определение проводят в виде капельной реакции на бумаге, применяя способ предельного разбавления.
Методика определения. 1 г тонко измельченных сушеных фруктов или овощей растирают в ступке с небольшим количеством песка и 5 мл воды. Растертую массу вместе с песком количественно переносят в колбочку с пробкой или в бюксу при помощи 20 мл дистиллированной воды, добавляют 5 мл 4%-ного раствора едкого натра. Колбу или бюксу закрывают и через 5 мин добавляют водный раствор серной кислоты (1:6). Количество добавляемой серной кислоты заранее определяют путем титрования 5 мл 4%-ного раствора едкого натра раствором серной кислоты (1:6) в присутствии метилоранжа до бледно-розового цвета. Затем в колбу или бюксу с навеской добавляют дистиллированную воду в таком количестве, чтобы общий объем составил 30 мл. После тщательного перемешивания смесь фильтруют через марлю и одну каплю фильтрата наносят на ртутную бумагу. При наличии в продукте сернистой кислоты в количестве, превышающем норму, т.е. более 0,01%, на ртутной бумаге появляется темное пятно. При стандартном содержании сернистой кислоты в продукте, т.е. при содержании не выше 0,01%, темное пятно на бумаге не появляется.
Ртутную бумагу приготовляют следующим образом: фильтровальную бумагу погружают на 1 ч в 3%-ный раствор азотно-кислой закиси ртути, приготовленный на 0,1 н. растворе азотной кислоты. Пропитанную бумагу высушивают на стекле и хранят в закрытой стеклянной банке в темноте. Ртутная бумага реагирует на сернистую кислоту в течение одного месяца.
Определение сорбиновой кислоты
5 г жидкого или хорошо растертого в ступке (гомогенизированного) продукта помещают в перегонную колбу и туда же вносят 10 г сернокислого магния и 10 мл 1 н. раствора серной кислоты. Перегонную колбу, соединенную с парообразователем и холодильником, помещают в баню с водой или с 2%-ным раствором хлористого кальция и пропускают пар. Перегонку ведут при температуре 100-105° С таким образом, чтобы объем испытуемого раствора в перегонной колбе не изменялся. Приемником для отгоняемой жидкости служит мерная колба емкостью 250 мл. Отгонку прекращают, когда объем дистиллята в мерной колбе составит примерно 200 мл. Затем объем дистиллята в мерной колбе доводят дистиллированной водой до метки. Полученный раствор используют для проведения цветной реакции на сорбиновую кислоту.
В пробирку (300 X 15 мм) вносят 2 мл дистиллята, 1 мл 0,3 н. раствора серной кислоты, 1 мл 0,01 н. раствора хромовокислого калия и помещают ее на 5 мин в кипящую водяную баню. Затем в пробирку прибавляют 2 мл 0,5%-ного водного раствора 2-тиобарбитуровой кислоты и нагревают в водяной бане еще 10 мин. После нагревания пробирку с содержимым охлаждают в проточной холодной воде.
Одновременно проводят контрольное определение, в котором исследуемый продукт заменяют 5 мл дистиллированной воды. Интенсивность полученной окраски рабочего и контрольного образца измеряют на фотоэлектроколориметре ФЭК-М с зеленым светофильтром. По оптической плотности находят по калибровочному графику количество сорбиновой кислоты в миллиграммах на 100 г продукта.
Для построения калибровочного графика готовят стандартные растворы дважды перекристаллизованной сорбиновой кислоты в дистиллированной воде, содержащие 10; 25; 50; 60; 80 и 100 мг сорбиновой кислоты в 100 мл раствора. Из каждого раствора отбирают пипеткой по 5 мл и доводят в мерной колбе дистиллированной водой до объема 250 мл. Цветную реакцию и измерение оптической плотности проводят так же, как и для испытуемого дистиллята, после отгонки с водяным паром. Калибровочный график строят по средним данным трех серий стандартных растворов.
Сорбиновую кислоту перекристаллизовывают следующим образом: к 10 г сорбиновой кислоты прибавляют 400 мл дистиллированной воды и 0,8 г активированного угля марки Б. Стакан с содержимым нагревают до 95° С, выдерживают при этой температуре 10-15 мин, после чего быстро фильтруют под разрежением на воронке для горячего фильтрования. Перекристаллизованную сорбиновую кислоту, выпавшую из фильтрата в осадок, отфильтровывают под разрежением и сушат до постоянной массы (веса) на воздухе или в эксикаторе над хлористым кальцием.