Цель работы. Научиться определять рефрактометром содержание сухих растворимых веществ в сырье и готовых продуктах, концентрацию сахарного сиропа.

Задание. Определить содержание сухих веществ в свежих плодах или ягодах, плодово-ягодном пюре, в сиропе компота, в растворе сахара. При помощи переводных коэффициентов определить содержание в плодах и ягодах сухих веществ и Сахаров.

Выполнение задания. Рефрактометром определяют содержание сухих веществ в плодах и ягодах; концентрацию сахарного сиропа при варке варенья, джема и при приготовлении компотов; конец варки продуктов по концентрации сухих веществ; количество сухих веществ в готовом продукте.

Принцип определения сухих веществ основан на определении показания преломления света в зависимости от концентрации раствора. Шкала рефрактометра градуирована по сахарозе. Поэтому в сахарном сиропе рефрактометром определяют фактическую концентрацию сахара. Во всех остальных случаях определяют суммарную концентрацию всех веществ, которые находятся в растворе. Сравнительно точно можно определить содержание сахара в сиропе компотов и варенья, так как здесь содержится в основном сахар, примесь других растворимых веществ (кислоты, минеральные вещества) незначительная.

В отжатом соке плодов и ягод, кроме Сахаров, содержатся и другие растворимые вещества. Их количество зависит от особенностей химического состава сырья. Поэтому рефрактометром определяют концентрацию сухих растворимых веществ, а содержание Сахаров или общее количество сухих веществ (сухой остаток) примерно можно определить при помощи переводных коэффициентов. В сухой остаток входят и нерастворимые вещества, которые рефрактометр не учитывает.

Отечественная промышленность выпускает рефрактометры нескольких марок. В консервной промышленности широко распространен пищевой рефрактометр РПЛ-3. В настоящее время на предприятия поступают рефрактометры марки УРЛ (универсальный рефрактометр лабораторный). Принцип работы рефрактометров РПЛ-3 и УРЛ один.

Перед началом работы проверяют положение нуль-пункта прибора по дистиллированной воде при температуре 20°С. Открывают верхнюю камеру (рис. 54) и дистиллированной водой промывают поверхность верхней и нижней призм, а затем досуха протирают призмы чистой льняной салфеткой или полотенцем. Пипеткой или оплавленным концом стеклянной палочки наносят на плоскость измерительной призмы (нижняя камера) две-три капли дистиллированной воды и закрывают верхнюю камеру. В окно верхней камеры направляют луч света осветителя и рукоятку 13 с окуляром 11 опускают в нижнее положение до тех пор, пока в поле зрения не появится граница светотени, а перекрестие сетки 16 не совпадает с границей светотени. Если прибор отрегулирован правильно, то граница светотени и перекрестие должны совмещаться с нулевым делением шкалы сухих веществ, а показатель преломления равен 1,33299. При отклонении от этих значений границу светотени и перекрестие сетки совмещают с нулем при помощи регулировочного винта. Для этого открывают пробку 9 и ключом 20 вращают регулировочный винт вправо или влево до совмещения границы светотени и перекрестия сетки с нулевым делением шкалы сухих веществ. После регулировки призму вытирают насухо.

Рис. 54. Рефрактометр УРЛ: а - вид через окуляр; 1 - основание; 2 - корпус; 3 - шкала и винт компенсатора; 4 - осветитель; 5 - термометр; 6 - нижняя камера; 7 - верхняя камера; 8 - штуцер; 9 - пробка, закрывающая регулировочный винт; 10 - шкала показателя преломления и процента сухих веществ (по сахарозе); 11 - окуляр; 12 - рукоятка; 13 - механизм настройки; 14 - шкала показателя преломления: 15 - шкала процентов сухих веществ (по сахарозе); 16 - перекрестие сетки; 17 - граница светотени; 18 - выключатель электросети; 19 - электровилка: 20 - ключ для регулировочного винта установки нуль-пункта; 21 - резиновая пробка для окна призмы

Для определения содержания сухих растворимых веществ готовят пробу. Из экземпляров среднего образца вырезают дольки, которые дробят на измельчителях или растирают на терках, мелкие ягоды (200...300 г) дробят целыми. Полученную мезгу тщательно перемешивают, отделяют от нее 40...50 г мезги и через двойной или тройной слой сухой марли отжимают сок в стаканчик. Свежеотжатый сок перемешивают и стеклянной палочкой с оплавленным концом или пластмассовым шпателем наносят две-три капли на чистую и сухую призму нижней камеры рефрактометра, быстро и плавно закрывают верхнюю камеру и сразу проводят отсчет. Если верхнюю камеру закрыть резко, то капли сока разлетятся по сторонам. В некоторых случаях поле зрения бывает нечетким, виден спектр. Его удаляют вращением винта компенсатора.

Измерения для каждой пробы проводят три-четыре раза, каждый раз сок хорошо перемешивают. Из данных отсчетов выделяют среднее. Количество сухих растворимых веществе темноокрашенных растворах устанавливают в отраженном свете. Для этого открывают окно нижней камеры и направляют луч света осветителя. Окно верхней камеры закрывают. Прибор градуирован при 20°С, поэтому и содержание сухих растворимых веществ необходимо определять при этой температуре.

Для получения стабильной температуры на один штуцер верхней и нижней камер надевают резиновую трубку, к другим штуцерам при помощи резиновых трубок подсоединяют термостат.

Затем создают циркуляцию воды по трубкам в приборе и термостате, который нагревает или охлаждает воду до нужной температуры. Если работают без термостата, то по термометру 5 фиксируют температуру и определяют поправку (табл. 31).

Таблица 31. Температурные поправки для рефрактометра

Пример. Содержание сухих растворимых веществ в яблочном соке определяли при температуре 18°С. По шкале рефрактометра получили 12.2%. По данным таблицы, поправка составляет 0,1% - Следовательно, фактическое содержание сухих растворимых веществ будет 12,2-0,1=12,1%.

Для определения содержания общего количества сухих веществ и Сахаров в свежих плодах и ягодах показатель, полученный на рефрактометре, умножают на соответствующий коэффициент (табл. 32).

Таблица 32. Коэффициенты для перехода от показаний рефрактометра к оценке качества плодов и ягод съемной зрелости*

* (Данные получены для средней полосы, в других зонах страны они будут несколько иными.)

Пример. Рефрактометром определено содержание сухих растворимых веществ в соке малины 9,5%. Примерное содержание Сахаров будет 9,5·0,58=5,5%, а общее количество сухих веществ - 9,5·1,48=14,1%.

Учащиеся записывают свои результаты в тетрадях и на доске по видам анализируемых плодов, ягод и готовой продукции. Преподаватель обобщает результаты анализов.

Материалы и оборудование. Образцы плодов, ягод, готовой продукции; растворы сахара; рефрактометр; ножи, терки или лабораторные измельчители, химические стаканчики, чашки, стеклянные оплавленные палочки или пластмассовые шпатели; бумажные фильтровальные или марлевые салфетки, марля; дистиллированная вода.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип определения сухих веществ рефрактометром? 2. Как определяют сухие растворимые вещества рефрактометром? 3. Как при помощи коэффициентов и показании рефрактометра можно определит!, содержание сухих веществ и Сахаров?