Analiza żywności

Sprawozdanie

Pomiar gęstości i ocena sensoryczna soku pomarańczowego

1.Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest poznanie metod, które stosuje się do obliczania gęstości różnych roztworów. Student ma zbadać zawartość sacharozy w roztworze za pomocą areometru Bollinga i refraktometru, oznaczyć stężenia alkoholu etylowego a próbce za pomocą areometru Tralles, a także dokonać analizy sensorycznej soku.

2. Wstęp teoretyczny:

Gęstość (masa właściwa) – jest to stosunek masy pewnej ilości substancji do zajmowanej przez nią objętości.

W przypadku substancji jednorodnych porcja ta może być wybrana dowolnie; jeśli jej objętość wynosi V a masa m, to gęstość substancji wynosi:

i nie zależy od wyboru próbki.

Jednostką gęstości w układzie SI jest kilogram na metr sześcienny – kg/m³. Inne jednostki to m.in. kilogram na litr – kg/l, oraz gram na centymetr sześcienny – g/cm³ (w układzie CGS).

Gęstość większości substancji jest zależna od panujących warunków, w szczególności od temperatury i ciśnienia. W związku z tym, w tablicach opisujących właściwości materiałów podaje się ich gęstość zmierzoną w określonych warunkach; przeważnie są to warunki standardowe lub normalne. Znajomość gęstości pozwala na obliczenie masy określonej objętości substancji.

Gęstość bezwzględna - jest to stosunek masy jednorodnego ciała do objętości jaką zajmuje wyrażana w g/cm³ lub dowolnych innych jednostkach masy i objętości. Objętość ciał zależy od temperatury i ciśnienia, tak, więc gęstość również zależy od tych parametrów.

Wpływ ciśnienia na ciecze oraz ciała stałe jest na tyle niewielki, iż często jest to pomijalne z praktycznego punktu widzenia. Temperatura ma spory wpływ na gęstość cieczy i ciał stałych. Zmiana gęstości bezwzględnej ciał stałych i cieczy jest nazywana rozszerzalnością, a jej miarą jest współczynnik rozszerzalności oznaczany zwykle symbolem c_p.

Gęstość względna - stosunek mas dwóch substancji w mieszaninie.

Gęstość względna jest wielkością nieoznaczoną. Jest to stosunek gęstości bezwzględnej badanego ciała, do gęstości bezwzględnej innego ciała, uznanego, jako wzorzec. Dla cieczy i ciał stałych najczęściej wzorcem jest woda w temperaturze 20°C, i przeważnie w stosunku do niej przelicza się wielkość gęstości.

Gęstość względną (d_20/20) dla próbki w temperaturze t=20°C odniesiona do wody określa się, jako stosunek masy znanej objętości próbki w temperaturze 20°C do masy wody o tej samej objętości (bez przestwór powietrznych) również w temperaturze 20°C.

3. Ćwiczenie

A. Oznaczenie ilości sacharozy w próbce za pomocą areometru Ballinga

Obliczenie polega na pomiarze stężenia wodnego roztworu sacharozy areometrem Ballinga i przeliczenie na zawartość cukru w określonej objętości roztworu.

Aparat Ballinga wskazuje na zawartość sacharozy w 100g roztworu. Woda w temp 20⁰C wykazuje na areometrze 0⁰ Blg, roztwór zawierający n% cukru — n⁰Blg. Stosowany jest w przetwórstwie owocowo- warzywnym.

Przy temp. 24⁰ C, odczyt 10 ⁰ Blg, próbka nr 5

10 ⁰ Blg odpowiada 0,23 ⁰ Blg (z tab. 4.1 s. 50) całkowita poprawka

Temperatura wyższa od 20⁰C więc poprawkę dodajemy do wartości zmierzonej.

10⁰ Blg + 0,23⁰Blg =10,23 ⁰ Blg ,

a to odpowiada 10,23 g sacharozy w 100g roztworu.

Nasz roztwór 250 cm³, wiec:

x g sacharozy — 250 cm^{3 r-ru}

Aby obliczyć naważkę sacharozy należy odczytać z tab. 4.2 gęstość roztworu odpowiadającej 10,23 ⁰ Blg

10,2⁰ Blg — 1,03897 g/cm³

10,4⁰ Blg — 1,03980 g/cm³

0,2⁰ Blg — 8,3*10^-4 g/cm³

0,01⁰ Blg — 4,15*10^-5 g/cm³

1,03897 + 3 * 4,15*10^-5 =1,03909 g/cm³

Masa roztworu sacharozy

m_r-ru=V_r-ru*d_r-ru

m_r-ru= 250*1,03909=259,77 g r-ru sacharozy

Zawartość sacharozy w próbce:

10,23g sach. — 100 g r-ru sach.

x g sach. — 259,77 g r-ru sach.

x= (259,77*10,23)/100=26,57 g sach.

Błąd względny:

$$B = \frac{29 - 26,77}{29} = 7,69\%$$

B. Oznaczenie ilości sacharozy w produktach metodą refraktometryczną

Metoda polega za pomiarze współczynnika załamania światła badanego roztworu i bezpośrednim odczytaniu zawartości ekstraktu ze skali cukrowej refraktometru.

Przy temp. 25⁰ C, odczyt 9%[m/m] , próbka nr 5

Obliczenie procentowej zawartości sacharozy w temp. Normalnej(tab.5.2 str. 63)

5% — 0,30 %

10% — 0,32%

5% — 0,02 %

1% — 0,004 %

9%=10%-1%=0,32-0,004%= 0,316% poprawka całkowita

9%+0,0316%≈9,32%

Odczyt gęstości roztworu (tab. 4.2 str.51)

9,4% — 1,03567 g/cm³

9,2% — 1,03485 g/cm³

0,2% — 8,3*10^-4 g/cm³

0,32% — x g/cm³

x= (0,32*8,3*10^-4)/0,2=1,312*10^-3 g/cm³

gęstość =1,03403+1,312*10^-3 = 1,03534 g/cm³

Masa roztworu sacharozy

m_r-ru=V_r-ru*d_r-ru

m_r-ru= 250*1,03534=258,84 g r-ru sacharozy

Zawartość sacharozy w próbce:

9,32g sach. — 100 g r-ru sach.

x g sach. — 258,84 g r-ru sach.

x= (258,84*9,32)/100=24,12 g sach.

Błąd względny:

$$B = \frac{29 - 24,12}{29} = 16,8\%$$

C. Oznaczenie stężenia alkoholu etylowego w próbie za pomocą areometru Tallesa

Oznaczenie polega na pomiarze gęstości rozcieńczonego roztworu alkoholu areometrem Tallesa i przeliczeniu na stężenie w procentach objętościowych oraz masowych.

Przy temp. 22⁰ C, odczyt 3,9⁰ Tr , próbka nr 4

3 ⁰ Tr — 2,73 ⁰ Tr [%obj]

4 ⁰ Tr — 3,72 ⁰ Tr

1 ⁰ Tr — 0,99 ⁰ Tr

0,9 ⁰ Tr — x

x= (0,9*0,99)/1=0,891 ⁰ Tr

3⁰ Tr+0,9⁰ Tr= 2,73+0,89=3,69 ⁰ Tr (w temp. 20⁰C)

3,69 %obj/100 cm³ alkoholu

Moc alkoholu nie rozcieńczonego

100 cm³ alkoholu

10 cm³ 200 cm³ r-ru R=10*2=20

100 cm³ r-ru

Czyli:

3,69 ⁰ Tr *20 = 73,8 %obj. (moc alkoholu wyjściowego)

$$B = \frac{69 - 73,8}{69} = 6,95\%$$

D. Porównanie wskaźników

Badana substancja	⁰ Tr	⁰ Blg	⁰GL	⁰Laktodensymetr
Sok	Wypływa	11,5	1,05	43
Woda	Wypływa	Tonie	Tonie	Tonie
Alkohol	Poza skalą	Tonie	Tonie	Tonie
Mleko	Wypływa	8,5	1,04	31

I. Areometr Trallesa jest również zwany alkoholomierzem, dlatego wskazuje tylko wartość dla alkoholu. Biorąc pod uwagę to, że pokazuje wynik poza skalą można przypuszczać, że stężenie danego alkoholu jest bardzo wysokie. Z innymi substancjami areometr ten daje wynik ujemny i nie wskazuje żadnych wartości.

II. Areometr Ballinga wskazuje wartości tylko przy soku i mleku. Dzieję się tak, ponieważ w głównej mierze służy on w przetwórstwie owocowo-warzywnym do pomiaru ilości sacharozy w danym produkcie, dlatego można dokonać odczytu dla soku. W mleku pokazuje przybliżoną zawartość białka. Areometr ten powinien pokazywać również pozorną zawartość alkoholu etylowego.

III. Areometr Gay-Lussaca służy do pomiaru bezpośredniego gęstości bezwzględnej cieczy. Powszechnie jest stosowany, jako wodomierz. Powinien wskazywać gęstość wody.

IV. Laktodensymetr służy do pomiaru gęstości mleka, wskazuje czy dany roztwór jest rozcieńczony czy nie. Odczyt z laktodensymetru powinien być tylko dla mleka.

E. Ocena sensoryczna soku pomarańczowego metodą skalowania.

	Słodki	Kwaśny	Pomarańczowy
Próbka I	3	5	5
Próbka II	2	3	6
Próbka III	1	5	4

Według oceny osób, które próbowały próbki z sokiem pomarańczowym najlepszy jest sok nr I. Był on najbardziej słodki i miał smak pomarańczowy. Najgorzej wypadł w badaniu sok nr. III, który był mało słodki i nie miał smaku pomarańczy. Wszystkie soki były kwaśne, z czego skok nr. I był najkwaśniejszy. Biorąc pod uwagę dane można stwierdzić ze sok nr. I nie był rozcieńczony albo stopień rozcieńczenia był niewielki, sok nr. II jest średniej jakości. Po jego produkcji użyty był rozcieńczony sok Pomarańczowy sok pomarańczowy z dodatkiem cukru. Sok nr. III jest najgorszej jakości. Prawdopodobnie był to sok produkowany na bazie sztucznych barwników i aromatów.

4. Wnioski

Podczas oznaczania zawartości sacharozy w roztworze a także alkoholu etylowego błędy pomiaru mogły wynikać z:

1. Nie dokładnego odmierzenia,

2. Złego odczytu z areometrów,

3. Mało dokładnego odczytu temperatury, która mogła się zmieniać podczas przebiegu ćwiczeń.