Sprawozdanie nr 4 ćw 11

Oznaczanie zawartości laktozy w mleku metodą Bertranda

Laktoza to cukier mlekowy \, jest ona dwucukrem zbudowanym z D-galaktozy i D-glukozy, występuje w mleku ssaków. Zawartość laktozy: w mleku krowim 4,5%, w mleku ludzkim 5,5-7,5%. Laktoza jest chemicznie bezbarwna substancja stałą , w temperaturze topnienia 225ºC, rozpuszczalna w wodzie, słabo rozpuszczalna w alkoholu i nierozpuszczalna w eterze . Enzymem trawiennym laktozy jest laktoza, rozkłada ona laktozę na cukry proste, które ulegają wchłanianiu. Niedobór tego enzymu prowadzi do schorzenia - nietolerancji laktozy. Laktoza pod wpływem bakterii ulega fermentacji z wytworzeniem kwasu mlekowego. Otrzymuje się ją z serwatki podczas produkcji sera. Stosowana w przemyśle farmaceutycznym jako wypełniacz, w lecznictwie, przemyśle spożywczym i pirotechnice.

W celu określenia zawartości sacharydów dostępnych dla organizmu, obecnych w produktach żywnościowych stosuje się wiele metod oznaczania densymetryczne, refraktometryczne, polarymetryczne, enzymatyczne, adsorpcyjne, chemiczne i inne.

Metody chemiczne szczególnie oparte na reakcji soli miedzi (II) w środowisku alkalicznym przez sacharydy redukujące, mają największe znaczenie w ilościowym oznaczaniu sacharydów w produktach spożywczych. Używane są między innymi metody Bertranda, Luffa-Schoorla. W metodzie Bertranda stosuje się trzy, płyny Bertranda I-siarczan miedzi (II), II-winian potasu i sodu oraz wodorotlenek sodu; III-siarczan (VI) żelaza (III) w stężonym kwasie siarkowym (VI). Oznaczanie to polega na ilościowej redukcji jonu Cu (II) do Cu (I) przez sacharydy zawierające w cząsteczce wodne grupy redukujące, co zachodzi w środowisku zasadowym pH ok. 12 w temperaturze wrzenia. Wytworzone (w reakcji I i II r-ru Bertranda z r-ru cukru), jony miedzi (I) (Cu⁺) w postaci Cu₂O - ulegają utlenieniu w reakcji z roztworem III Bertranda, jony Fe(III) ulegają natomiast redukcji do jonów Fe (II). Ilość jonów Fe (II) oznacza się przez miareczkowanie mianowanym roztworem manganianu (VII) potasu. Do utleniania 1 gramoatomu miedzi w Cu₂O zużywa się 1/5 gramocząsteczki manganianu (VII) potasu. Ilość badanego sacharydu odczytuje się z tablic jako równoważną ilość zredukowanej miedzi. Podczas oznaczania zachodzą następujące reakcje:

• CuSO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

• Cu(OH)₂ + HO-CH-COONa O-CH-COONa

HO-ĆH-COOK → Cu < O-ĆH-COOK + 2H₂O

O-CH-COONa HO-CH-COONa

• R-CHO + 2 Cu< O-ĆH-COOK + 2H₂O → R-COOH + Cu₂O + HO-ĆH-COOK

• Cu₂O +Fe(SO₄)₃ + H₂SO₄ → 2CuSO₄ + 2FeSO₄ +H₂O

• 2KMnO₄ + 10 FeSO_4­ +8H₂SO₄ → K₂SO₄ + 5Fe₂(SO₄)₃ + 8H₂O + 2MnSO₄

Wykonanie ćwiczenia:

Do zlewki o pojemności 50 cm³ odważyć 25,00g mleka, następnie przenieść je ilościowo do kolby miarowej o pojemności 500 cm³, dodać wody destylowanej do objętości ok. 400 cm³, po czym dodać 5 cm³ r-ru Carreza I, dokładnie wymieszać i dodać jeszcze 5 cm³ r-ru Carreza II. Tak przygotowaną próbę dopełnić wodą destylowana do objętości 500 cm³, wymieszać i pozostawić na 30 minut. Po tym czasie zawartość kolby przesączyć przez karbowany sączek do kolby stożkowej. Pobrać pipetą 20,0 cm³ przesączu i przenieść do kolumny stożkowej, dodać do tego 20 cm³ r-ru Bertranda I i Bertranda II też 20 cm³. całość wymieszać i ogrzać do wrzenia + 3 minuty od rozpoczęcia wrzenia. Następnie dodać 30 cm³ wody destylowanie i schłodzić. Powstały osad tlenku miedzi (I) odsączyć na lejku Scotta pod próżnią pompki wodnej. Osad przemyć trzykrotnie porcjami po 50 cm³ gorącej H₂O destylowanej. Po zakończeniu lejek zamocować na czystej kolbie stożkowej. Osad tlenku miedzi (I)rozpuścić kilkoma porcjami (łącznie ok. 25 cm³) r-ru Bertranda III. Powstaje w tej reakcji sól żelaza (II), którą należy miareczkować 0,02 molowym roztworem nadmanganianu potasu do słabo różowego zabarwienia.

Obliczenia: próba nr 11

Masa naważki mleka - 25,00g

Ilość zuzytego do miareczkowania KMnO₄ - 9,5 cm³

Na podstawie średniej objętości KMnO₄ obliczam ilość zredukowanej miedzi, ze wzoru:

M_Cu = 6,354 * a M_Cu - ilość zredukowanej miedzi w mg

a - objętość KMnO₄ (0,02M) zużyta do miareczkowania

6,354 - ilość mg Cu odpowiadająca 1 cm³ 0,02M r-ru KMnO₄

M_Cu = 6,354 * 9,5 = 60,363mg

Z tablic odczytałem, że ilość zredukowanej miedzi wynosząca 60,363mg odpowiada 43,49mg bezwodnej laktozy (zawartość w 25g mleka)

Obliczam procentową zawartość laktozy w mleku:

0,04349g laktozy - 20 cm³

xg laktozy - 500 cm³

x = 1,08725g laktozy

1,08725g laktozy - 25g mleka

Yg laktozy - 100g mleka

Y = 4,349 ≈ 4,35g laktozy

Procentowa zawartość laktozy w badanym przeze mnie mleku wynosi 4,35%

Wnioski:

Metoda ta polega na oznaczeniu miedzi zredukowanej przez laktozę w czasie gotowania odbiałczanego roztworu mleka z alkalicznym roztworem soli miedzi (II). Wytrącony osad Cu_2­O w reakcji z Fe₂(SO₄)₃ daje FeSO₄, który oznacza się manganometrycznie .

Korzystając z tej metody można ilościowo oznaczyc zawartość laktozy w mleku. Ja uzyskałem wynik 4,35%; normy podają, że zawartość laktozy w mleku krowim zawiera się w przedziale 4,5 - 5,3%. Zatem mój wynik jest zbliżony do dolnej granicy.

Literatura:

• „Analiza żywności” - skrypt SGGW

• „Analiza żywności” - zbiór ćwiczeń SGGW

---