Экспертиза рыб и рыбных продуктов. Химический анализ

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГОУ ВПО «Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия»

Кафедра физиологии сельскохозяйственных животных и зоологии

Гусаров Г.Н., Корягина В.Н.

Определение химического состава и экспертиза рыб и рыбных продуктов

Методическое пособие для студентов специальностей

310800 – «Ветеринария» и 110501 – «Ветеринарно-санитарная экспертиза»

Ульяновск – 2006

УДК

Гусаров Г.Н., Корягина В.Н. Методическое пособие «Определение химического состава и экспертиза рыб и рыбных продуктов» для студентов специальностей 310800 – «Ветеринария» и 110501 – «Ветеринарно – санитарная экспертиза» - Ульяновск, ГСХА, 2006. с.66.

Методическое пособие предназначено для студентов факультета ветеринарной медицины при изучении курса ветеринарно-санитарной экспертизы; будет полезно для работников ветеринарных лабораторий, лабораторий ветеринарно-санитарной экспертизы.

Печатается по решению методического Совета факультета ветеринарной медицины от 14 апреля 2005 года, протокол № 7.

Рецензент: Васильев Д.А., заведующий кафедрой микробиологии, эпизоотологии и ВСЭ Ульяновской ГСХА, доктор биологических наук, профессор.

© Гусаров Г.Н., Корягина В.Н., 2006

© Ульяновская ГСХА, 2006

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Определение общего содержания минеральных веществ (золы)

Определение протеина

Определение жира

Определение жира в сухой пробе

Определение жира в сырой пробе

Приготовление реактивов

Приготовление 0,01-нормального раствора серной кислоты

Приготовление 0,01-нормального раствора едкого натра

Приготовление 33%-го раствора едкого натра

Приготовление двухцветного индикатора

Сушка серного эфира

Экспертиза рыбы и рыбных продуктов

Органолептические методы оценки качества

Подготовка к анализу средней пробы

Цвет продукта, его внешний вид

Определение консистентности

Определение запаха

Определение вкуса

Лабораторные методы анализа

Отбор проб для лабораторных исследований

Определение хлористого натрия (поваренной соли)

Определение кислотности

Определение аммиака (качественная реакция)

Определение сероводорода (качественная реакции)

Определение массовой доли белковых веществ (сырого протеина)

Микробиологический анализ

Приложения

Рисунки

Литература

Введение

При изучении химического состава тела рыбы необходимо правильно составить среднюю пробу. Дело в том, что при выращивании рыб одного и того же возраста их линейный и весовой рост, как правило, не однороден. Поэтому при составлении средней пробы следует отлавливать рыб, близких по своим размерам и массе к основной массе выращиваемых рыб.

Количество рыб, входящих в пробу, зависит от их массы. Так, при массе рыб до 1 г рекомендуется отбирать 50 … 100, при массе от 1 до 5 г – 10 … 50, при массе 5 г и свыше – 5 … 10 рыб.

Отобрав среднюю пробу, ее кладут на фильтровальную бумагу и удаляют с каждой рыбы лишнюю влагу. Затем рыб помещают в сухой широкий бюкс, вес, которого устанавливают заранее, закрывают крышкой и взвешивают.

После того, как средние пробы составлены, помещены в бюксы и взвешены, их необходимо тут же зафиксировать, чтобы предохранить материал от порчи и подготовить его к химическому анализу. Пробы фиксируют путем высушивания. Такой метод фиксации прост, удобен и дает возможность провести определение по содержанию воды и сухого вещества в исследуемом материале.

Бюксы, заполненные отобранными пробами, следует быстро поставить в термостат, температура в котором перед этим должна быть доведена до 60 … 70°С. Крышки с бюксов необходимо снять и положить так, чтобы в дальнейшем их не спутать. Обычно крышки кладут ребром поверх бюксов.

Сушка проб в термостате длится 4 … 10 часов. По истечении этого срока бюксы закрывают и переносят на 20 … 30 мин в заполненный хлористым кальцием эксикатор для охлаждения. Когда бюксы остынут, их в закрытом виде следует взвесить на тех же весах и опять поставить открытыми в термостат. Через 2…4 часа их вновь закрывают, помещают в эксикатор, охлаждают и взвешивают. Эту операцию повторяют до тех пор, пока разница во взвешивании (предыдущее и последующее взвешивание) составит не более 0,0002 г.

Высушив материал до постоянной массы, приступают к вычислению процентного содержания абсолютно сухого вещества по отношению к взятой навеске сырой пробы, используя при этом следующую формулу:

Р₁ 100

 А=¾¾ ¾ , где

Р

А – процент абсолютно сухого вещества в сырой пробе;

Р – масса пробы до высушивания;

Р₁ – масса пробы после высушивания.

Имея данные по содержанию абсолютно сухого вещества в испытуемом материале, легко установить и наличие в нем воды:

(Р – Р₁) 100

 В=----------------, или В= 100 – А,

Р

где В – процент воды в сырой пробе.

Дальнейшая подготовка проб к химическому анализу заключается в том, чтобы превратить их в однородный порошок. Для этого необходимо высушенный материал в каждой пробе измельчить на лабораторной мельнице или растереть его пестиком в фарфоровой ступке. Затем материал просеивают через сито (газ) с отверстиями 0,3 мм. Остаток на сите вновь растирают и вновь просеивают. Эту операцию проделывают до тех пор, пока весь материал не пройдет через сито. Полученный таким путем порошок еще раз тщательно перемешивают. После этого пробы вновь высушивают в термостате до постоянной их массы.

 Приведенная в воздушно-сухое состояние проба всегда содержит в себе так называемую гигроскопическую влагу. Поэтому одновременно с определением содержания отдельных химических компонентов, входящих в анализируемый воздушно-сухой материал, требуется выяснить также и количество гигроскопической влаги с тем, чтобы путем соответствующего пересчета получить данные по содержанию этих компонентов в абсолютно сухом и сыром материале.

 Это обстоятельство и заставляет пересыпать растертые в ступке и пропущенные через сито пробы в заранее просушенные и взвешенные бюксы, а затем поставить их в термостат на высушивание. После того как вся гигроскопическая влага, содержащаяся в размельченных пробах, испарится и порошок достигнет постоянной массы, в каждом бюксе устанавливают навеску абсолютно сухого материала. Затем бюксы с содержимым ставят в эксикатор, где они хранятся вплоть до химического анализа.

 За день до проведения анализа бюксы вынимают из эксикатора, снимают с них крышки и закрывают марлей, чтобы в содержимое не попал сор и насекомые. В таком виде пробы выдерживают на рабочем столе 2…3 часа. По истечении указанного времени пробы вновь переходят из абсолютно сухого в воздушно-сухое состояние. После этого с бюксов снимают марлю, закрывают их крышками и взвешивают на аналитических весах.

 Определив в каждой пробе навеску воздушно-сухого вещества, устанавливают в нем процент гигроскопической влаги, а также определяют процентное содержание самого воздушно-сухого вещества в сырой пробе по формулам:

(Р₂ – Р₁) 100

В₁ = -----------------

Р₂

Р₂ х А

А₁ =---------- , где

Р ₁

В₁ – процентное содержание гигроскопической влаги в воздушно-сухом веществе;

Р₁ – масса размельченной пробы в абсолютно сухом состоянии;

Р ₂– масса размельченной пробы в воздушно-сухом состоянии;

А₁ – процент воздушно-сухого вещества в сырой пробе;

А – процент абсолютно сухого вещества в сырой пробе (данная величина была установлена до измельчения материала).

Однако не всегда удается фиксировать материал методом высушивания. Так, при сборе на химический анализ более крупных рыб (100 г и выше) их трудно высушивать. Как правило, при сушке таких проб в термостате при температуре 60…70°С в них происходят изменения химического состава под действием ферментов и микроорганизмов.

По той же причине сушка в термостате при температуре 100…105°С, при которой обычно прекращаются все жизненные процессы в материале, дает неудовлетворительные результаты. Заметные изменения в материале происходят прежде, чем температура в массе материала достигнет пределов инактивации ферментов и гибели микроорганизмов, так как при таком способе сушки материал сохнет неравномерно, и в то время, когда с поверхности он уже высох, внутренние его слои могут быть еще сырыми.

Для того, чтобы не допустить этого, следует определять химический состав испытуемого материала в сырой пробе. Отобранную пробу пропускают через мясорубку с диаметром решетки 2…3 мм, тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Затем из разных мест берут небольшое количество фарша для навесок, в которых предполагается проанализировать наличие того или иного химического компонента. Все взятые навески должны быть проанализированы в течение этого же дня, иначе материал начнет портиться. Одну из взятых навесок помещают в термостат для определения содержания воды в сыром материале.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ (ЗОЛЫ)

Общее содержание минеральных веществ в исследуемом материале устанавливают путем его озоления, то есть органические вещества сжигают при свободном доступе воздуха. При сжигании углерод, водород и частично кислород улетучиваются в виде углекислоты и паров воды, а в образовавшейся так называемой сырой золе остаются минеральные элементы, находящиеся в форме окисных соединений.

Ход определения

1.  Взять два чистых фарфоровых тигля и поместить их в муфельную печь.

2.  Включить муфельную печь и прокалить в течение получаса находящиеся в ней тигли.

3.  По истечении указанного времени выключить муфельную печь и, не дожидаясь, когда она остынет, вынуть из нее железными щипцами тигли, которые тут же следует поставить в эксикатор для охлаждения.

4.  Взвесить охлажденные тигли на аналитических весах.

5.  В тигли насыпать примерно по 1…5 г воздушно-сухого вещества анализируемой пробы, а затем взвесить их по отдельности на аналитических весах.

При проведении количественного определения общего содержания минеральных веществ непосредственно в сырых пробах ход определения остается тот же, что и при анализе воздушно-сухого вещества. Исключение составляет лишь навеска, которая берется для озоления сырого материала, она должна быть около 3…15 г.

6.  Определить в каждом тигле величину взятой на анализ навески исследуемого материала, что легко можно установить по разности между массой тигля с содержимым и массой пустого тигля.

7.  Поставить тигли с содержимым в муфельную печь. Нагрев печи в первые 20…40 мин сжигания не должен быть сильным; затем ее постепенно доводят до темно-красного каления.

8.  Спустя 10…15 мин после того, как прекратится выделение дыма и материал обуглится, вынуть тигли из муфельной печи и охладить их на воздухе.

9.  Для ускорения сжигания органических веществ надо в каждый тигель прибавить 4…6 капель концентрированной азотной кислоты, а затем их вновь поставить в муфельную печь, температура в которой первоначально должна быть около 80…100°С.

10.  Закончив выпаривание окислителя, которое продолжается в течение 10…15 мин, усилить нагрев муфельной печи до темно-красного каления. При таком нагреве муфеля органические вещества, как правило, полностью сгорают в течение 30…40 мин.

11.  Вынуть тигли с полученной золой из муфельной печи и поставить их для охлаждения в эксикатор.

12.  Взвесить на аналитических весах охлажденные тигли.

13.  По разности между массой тигля с оставшимися в нем минеральными веществами и массой пустого тигля определить массу золы.

14.  Определить процент золы в воздушно-сухом веществе анализируемой пробы по формуле:

а х 100

 Х_{о‗ = ---------------- , где}

Р₂

Х_{о –} процент золы в воздушно-сухом веществе;

а – масса золы в сожженной навеске воздушно-сухого вещества;

Р_{2 -} навеска воздушно-сухого вещества, взятая на озоление.

15.  Сравнить полученную величину процента золы в воздушно-сухом веществе анализируемой пробы с величиной процента параллельного определения. Их разница не должна превышать 0,15%.

16.  Принять среднеарифметическую величину двух параллельных определений за окончательный процент золы в воздушно-сухом веществе анализируемой пробы.

17.  Установить путем пересчета процент золы в абсолютно сухом веществе анализируемой пробы по формуле:

Х_{о х 100}

Х = ¾¾¾ , где

100- В₁

Х _- процент золы в абсолютно сухом веществе;

Х_{о – процент} золы в воздушно-сухом веществе;

В_{1 – процент гигроскопической влаги в воздушно-сухом веществе.}

18.  Установить путем пересчета процент золы в сыром материале анализируемой пробы по формуле:

Х_{о х А} Х  х А

Х_{1═ ¾¾¾¾} или Х_{1 ═ ¾¾¾¾¾ , где}

100  100

Х_{1 –} процент золы в сыром материале;

Х_{о –} процент золы в воздушно-сухом веществе;

А_{1 –} процент воздушно-сухого вещества в сырой пробе;

Х - процент золы в абсолютно сухом веществе;

А – процент абсолютно сухого вещества в сырой пробе.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОТЕИНА

 

Наличие протеина в том или ином исследуемом материале устанавливают на основе количественного определения общего азота. Содержание же последнего можно установить методом Къельдаля. Этот метод заключается в том, что органические вещества при нагревании с концентрированной серной (Н_2SО4) кислотой разрушаются, а весь аммиак улавливается кислотой, образуя с ней сернокислый аммоний. Из полученной соли аммиак вытесняется крепкой щелочью и поступает под действием водяного пара в титрованный раствор серной кислоты, где он вновь образует сернокислый аммоний. Затем оставшуюся в этом растворе свободную серную кислоту нейтрализуют титрованным раствором NaOH или КаОН, что дает возможность узнать, сколько азота заключено в аммиаке, прореагировавшем с кислотой. Установив количество азота в навеске исследуемого материала, вычисляют количество протеина, принимая при этом среднее содержание в нем азота 16%.

Ход определения

1.  Насыпать в пробирку около 200…300 мг исследуемого материала, находящегося в воздушно-сухом состоянии, и взвесить ее на аналитических весах.

Если определение протеина проводится непосредственно в сырой пробе, то берут на анализ 1…1,5 г исследуемого материала.

2.  Перенести содержимое пробирки на дно колбы Къельдаля, предназначенной для сжигания органических веществ.

3.  Взвесить пустую пробирку, а затем по разности между массой пробирки с содержимым и массой опорожненной пробирки установить величину навески, помещенной в колбу.

4.  Отмерить в цилиндре 5…10 см3 концентрированной серной кислоты и облить ею помещенную в колбу навеску.

5.  На кончике шпателя добавить в колбу в качестве катализатора около 100 мг медного купороса, а затем прикрыть ее стеклянной пробкой (втулкой).

6.  Колбу вместе с содержимым поставить на нагревательный прибор (электроплитку или газовую горелку) в вытяжной шкаф и приступить к сжиганию органических веществ сначала на слабом огне, а затем, усилив огонь, довести содержимое колбы до полного осветления. Обычно сжигание продолжается несколько часов.

7.  Выключить нагревательный прибор и дать колбе остыть.

8.  Очень осторожно маленькими порциями прилить в колбу по ее стенкам небольшое количество дистиллированной воды и вновь перемешать.

9.  Перелить содержимое колбы Къельдаля в мерную колбу емкостью 100…250 мл.

10.  Колбу Къельдаля несколько раз промыть дистиллированной водой, которую слить в ту же мерную колбу.

11.  В мерную колбу долить до метки дистиллированной воды.

12.  Закрыть мерную колбу пробкой и сделать несколько вертикальных перемешиваний ее содержимого.

13.  Налить из микробюретки в сто- , двухсотмиллиметровую коническую узкогорлую приемную колбу 5…15 мл 0,01 – нормального раствора серной кислоты, добавить две капли двухцветного индикатора и поставить колбу под холодильник аппарата Къельдаля. Проследить за тем, чтобы конец трубки холодильника был погружен в отмеренное количество 0,01-нормального раствора серной кислоты.

14.  Взять пипеткой из мерной колбы 10…25 мл анализируемой жидкой пробы и перелить ее в отгонную колбу, вмонтированную в аппарат Къельдаля при помощи шлифа, соединяющего ее с насадкой.

15.  Налить через воронку 6 (см. рис.1) в парообразователь аппарата Къельдаля дистиллированной воды не больше 2/3 объема колбы и включить нагревательный прибор.

16.  После того как вода в парообразователе закипит, открыть кран воронки 15 и влить через нее в отгонную колбу 5…10 мл 33-процентного раствора едкого натра.

17.  Не дожидаясь того момента, когда вся щелочь пройдет по трубке в отгонную колбу, промыть дистиллированной водой воронку и закрыть ее кран.

18.  Отгонку аммиака продолжать 10…20 мин. За это время аммиак, как правило, переходит из отгонной колбы в приемную. Для того, чтобы убедиться, что весь аммиак перешел в приемную колбу, обычно пользуются лакмусовой бумажкой, которая от капли отгона не должна менять свой цвет.

19.  Промыть конец трубки холодильника дистиллированной водой, сливая воду в приемную колбу.

20.  Отнять приемную колбу от холодильника, а затем включить нагревательный прибор.

21.  Оттитровать содержимое приемной колбы 0,01- нормальным раствором едкого натра.

22.  Из числа миллилитров 0,01-нормального раствора серной кислоты, первоначально взятого в приемную колбу, вычесть число миллилитров 0,01-нормального раствора едкого натра, пошедшего при титровании на нейтрализацию свободной кислоты, в результате чего будет получено число миллилитров 0,01-нормального раствора серной кислоты, пошедшее на связывание аммиака.

23.  Умножить 0,14 на число миллилитров 0,01-нормального раствора серной кислоты, нейтрализованное аммиаком. Произведение покажет количество миллиграммов азота, которое содержалось в аммиаке, отогнанном из 10…25 мл анализируемой жидкой пробы.

24.  Установив массу азота в отогнанном аммиаке, определить путем арифметического пересчета общее количество азота во всем объеме исследуемой жидкой пробы, находящейся в мерной колбе. В результате будет получено количество азота, которое содержалось в сожженной навеске анализируемого материала.

25.  Определить процент азота в воздушно-сухом веществе анализируемой пробы по формуле:

а х 100

 Х_о =---------- _, где

Р₂

 

Х_{о -} процент азота в воздушно-сухом веществе;

а - масса азота во взятой на анализ навеске воздушно-сухого вещества;

Р₂ - навеска воздушно-сухого вещества, взятая на анализ.

26.  Сравнить полученную величину процента азота в воздушно-сухом веществе анализируемой пробы с величиной процента параллельного определения. Допустимое расхождение в данных величинах не должно превышать 0,15%.

27.  Принять среднеарифметическую величину двух параллельных определений за процент азота в воздушно-сухом веществе анализируемой пробы.

28.  Умножить процент азота, установленный для воздушно-сухого вещества анализируемой пробы, на коэффициент 6,25. В результате будет получен процент протеина в воздушно-сухом веществе данной пробы.

29.  Установить при помощи пересчета процент протеина в абсолютно сухом веществе анализируемой пробы по формуле:

Х_{о х} 100

 Х =------------ _, где

100 - В ₁

 

Х – процент протеина в абсолютно сухом веществе;

Х_о – процент протеина в воздушно-сухом веществе;

В₁ – процент гигроскопической влаги в воздушно-сухом веществе.

30.  Установить при помощи пересчета процент протеина в сыром материале анализируемой пробы по формуле:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРА

 

Жиры представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта, глицерина и высших жирных кислот. Они легко растворяются в эфире, что позволяет широко использовать последний при определении жиров, содержащихся в различных пищевых и кормовых продуктах растительного и животного происхождения, в том числе и в теле рыб.

В качестве растворителя жира применяют безводный серный эфир, точка кипения которого равна 35°С.

Для этой же цели часто используют и петролейный эфир, у которого точка кипения значительно выше (50°С) по сравнению с серным эфиром. Положительной стороной петролейного эфира является то, что он совершенно не поглощает воду.

При работе с эфиром всегда следует помнить, что он легко воспламеняется. Кроме того, необходимо иметь в виду и то, что эфир, помимо жира, извлекает из исследуемого материала жироподобные вещества - липоиды (фосфатиды, стерины, стериды, цереброзиды, воска), частично красящие вещества, органические кислоты и др. Поэтому жиры, экстрагируемые из исследуемого материала эфиром, называются сырыми.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРА В СУХОЙ ПРОБЕ

Для количественного определения жира в сухой пробе можно пользоваться несколькими методами. Однако наиболее распространенным, сравнительно точным, простым и пригодным для массовых анализов является метод определения жира по массе обезжиренного сухого остатка анализируемого материала ( по способу Рушковского).

Ход определения

1.  Для каждой исследуемой на жир пробы материала заготовить по два чистых бюкса и по два пакетика, сделанных по форме аптекарских, но только из плотной обезжиренной фильтровальной бумаги. Пакетики пронумеровать простым карандашом соответственно номерам бюксов.

2.  Разложить пакетики по бюксам, соблюдая нумерацию, а затем бюксы в открытом виде поставить в термостат на высушивание. Крышки должны быть положены ребром поверх бюксов. Сушка длится около часа при температуре 100…105^о С. За это время, как правило, бюксы с пакетиками доходят до постоянной массы.