vineri, 14 martie 2008

Analize de laborator pentru panificatie (6)

Determinarea substanţelor proteice (Metoda Kjeldahl)
Proteinele din făina de grâu sunt formate din substanţe proteice generatoare de gluten (gliadina şi gluteina) care provin numai din endosperm precum şi din proteine aglutenice (albumine, globuline) care provin din stratul aleuronic, spermodermă şi în proporţie mai mică din pericarp. Aceste părţi anatomice ale grâului, se divizează mai greu decât endospermul şi se separă sub formă de tărâţe. Odată cu creşterea extracţiei făinii apar şi cantităţi crescute de tărâţe în făină care duc la o micşorare a conţinutului de proteine glutenice precum şi o creştere a conţinutului de proteine aglutenice. [ Danciu, I., 1997]
Pentru obţinerea pâinii de calitate, conţinutul minim de proteine al făinii trebuie să fie de 10,5%, iar pentru a fi panificabilă, făina trebuie să aibă min. 7% proteine. Cantitatea de proteină totală se determină în mod obişnuit cu metoda clasică Kjeldahl.
Principiul metodei
Mineralizarea probei de analizat cu H2SO4 în prezenţa unui catalizator, urmată de alcalinizare, distilare şi titrare a NH3 eliberat.
Reacţii chimice care au loc sunt următoarele:
În prezenţa catalizatorilor (sulfat de cupru sau de mercur) are loc oxidarea proteinelor, accelerându-se punerea în libertate a oxigenului din H2SO4, conform reacţiilor:
CuSO4 = CuO + SO3
4CuO = 2Cu2O + O2
Cu2O + H2SO4 = 2CuO + SO2 + H2O
sau
Hg + H2SO4 - HgO + H2O
4HgO = 2Hg2O + O2
Amoniacul rezultat în urma mineralizării reacţionează cu acidul sulfuric în exces formând sulfat de amoniu.
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
Sulfatul de amoniu rezultat în mediu alcalin s scindează, cu eliberarea amoniacului conform reacţiei:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O
Amoniacul eliberat este distilat prin antrenare de vapori de apă şi captat într-un volum de acid sulfuric cunoscut şi de concentraţie cunoscută, se leagă sub formă de sulfat de amoniu. Excesul de acid sulfuric este tratat cu o soluţie de hidroxid de sodiu de aceeaşi normalitate.
Aparatură:
1. aparat de distilare format din: balon de distilare de 750-1000cm3, deflegmator, refrigerent, vas colector de 500 cm3;
2. biuretă de 50 cm3, cu valoarea diviziunii de 0,05 cm3;
3. balon Kjeldhal de 500 cm3;
Reactivi:
1. HCl 0,1n;
2. H2SO4 d = 1,83-1,84 şi 0,1n;
3. NaOH sluţie 30% şi 0,1 n;
4. CuSO4;
5. (NH4)2SO4 soluţie 1n;
6. K2SO4 sau Na2SO4 anhidru;
7. Roşu de metil soluţie alcoolică 0,2%;
8. Fenolftaleină soluţie 1% în alcool etilic 60% vol.
Mod de lucru: Mineralizarea
Într-o fiolă de cântărire, tarată, se cântăresc prin diferenţă, cu precizie de o,oo1 g circa 2 g probă de făină. Se trece făina în balonul Kjeldahl, se adaugă 1 g CuSO4, 8 g Na2SO4 anhidru sau 10 g K2SO4 anhidru, câteva bucăţele de parafină (ca antispumant), o bilă de sticlă cu  = 6-7 mm şi 25 cm3 H2SO4 d = 1,83-1,84.
H2SO4, măsurat cu un cilindru gradat sau o pipetă automată, se lasă să se prelingă pe gâtul balonului, pentru a-l curăţa de eventualele particule aderente din probă. Se amestecă totul prin agitare uşoară.
Se aşează în gâtul balonului o pâlnie mică de sticlă şi se încălzeşte moderat, pentru a evita formarea unei spume abundente. Din momentul încetării spumării, se intensifică încălzirea, astfel ca vaporii de H2SO4 să se condenseze spre mijlocul gâtului balonului.
După ce lichidul s-a limpezit şi nu se mai schimbă nuanţa, se continuă încălzirea timp de 40 minute.
Observaţie:
În timpul mineralizării balonului Kjeldahl se trece cantitativ prin spălări succesive, în balonul de distilare să fie de minim 400 cm3. În vasul colector se introduc dintr-o biuretă 30 cm3 de H2SO4 sau HCl 0,1 n măsuraţi exact, apoi 2-5 picături de roşu de metil. În balonul de distilare se adaugă circa 100 cm3 de NaOH 30%, cu precauţie prin pâlnia cu robinet, astfel ca lichidul să se prelingă pe pereţii balonului, până când conţinutul acestuia capătă reacţie alcalină. Se încălzeşte balonul şi se distilă până când volumul lichidului din vasul colector ajunge la circa 300 cm3.
În timpul distilării capătul tubului prelungitor al recipientului trebuie să fie sub nivelul lichidului din vasul colector. Se coboară apoi vasul colector, astfel ca vârful tubului prelungitor să fie deasupra nivelului lichidului, se spală pereţii vasului colector şi capătul tubului prelungitor cu apă şi se continuă distilarea încă circa 5 minute.
Se titrează excesul de acid din vasul colector cu soluţie de NaOH 0,1 n până la virarea culorii. Se efectuează în paralel 2 determinări din aceeaşi probă de analizat.