STANOVENIE POPOLA: METÓDY A PRÍKLADY - CHÉMIA

Stanovenie popola je technika alebo proces na odhad celkového množstva minerálnych látok obvykle prítomných vo vzorke potravy. Zodpovedá jednej zo základných analýz v štúdiách kvality a charakterizácii potravinárskeho priemyslu.

Popol sa považuje za neprchavé zvyšky, ktoré sa získavajú spaľovaním potravín. Pozostávajú v podstate z oxidov kovov a sú bohaté na ióny kovov, ktoré predstavujú minerálny obsah potravy. Množstvo popola ovplyvňuje jeho kvalitu v závislosti od produktu, čo je faktor, ktorý treba zohľadniť pri analýze kvality.

Popol predstavuje neprchavé anorganické zvyšky, ktoré zostanú po spálení materiálu alebo potraviny.

Stanovenie obsahu popola sa vykonáva vo vnútri mufle (vysokoteplotná pec) a vzorka sa umiestni do žiaruvzdorných nádob známych ako tégliky. Existuje veľa materiálov, z ktorých najčastejšie sa používa porcelán. Uvedený obsah je vyjadrený v percentách na suchej alebo mokrej báze; to znamená, berúc do úvahy vlhkosť potravín alebo nie.

Na druhej strane, niektoré analýzy podporujú to, že sa vzorka transformuje na popol mokrou metódou. Týmto spôsobom sa analyzuje „popolček“, ktorý v dôsledku vysokých teplôt mufle nakoniec uniká z téglika.

Metódy stanovenia popola

Stanovenie popola sa vykonáva pomocou troch metód: suchá, mokrá a plazma pri nízkych teplotách. Každá z nich má svoje výhody a nevýhody v porovnaní s ostatnými; suchá metóda je však zďaleka najznámejšia a najintuitívnejšia: vzorku spálite, kým sa nespáli.

sucho

Vzorka sa spracúva štandardnou metódou (vnútroštátnou alebo medzinárodnou). Váži sa do téglika, ktorý bol predtým zahrievaný a vážený spolu s vekom, až kým sa jeho hmotnosť nemení. Tým sa znižuje chyba váženia v dôsledku vlhkosti alebo zanedbateľných zvyškov.

Téglik so vzorkou vo vnútri sa potom vloží do banky a nechá sa 12-24 hodín zohriať na teplotu 500 až 600 ° C. Tu organická hmota vo vzorke reaguje s kyslíkom a stáva sa vodnou parou, oxidom uhličitým a oxidmi dusíka, ako aj inými plynnými zlúčeninami.

Po uplynutí stanoveného času sa téglik nechá vychladnúť a prenesie sa do exsikátora, aby sa zabránilo absorpcii vlhkosti z okolitého prostredia. Akonáhle je úplne ochladí, že sa zváži na váhe a rozdiel v hmotnosti medzi kelímkom a vzorky na konci sa rovná hmotnosti popola, M _popol .

Percento popola je teda:

% _popola = (M _popol / M _{suchá vzorka} ) 100 (sušina)

% _popola = ( _vzorka M _popol / M ) 100 (vlhký základ)

Toto percento v suchom stave znamená, že vzorka bola dehydratovaná ešte predtým, ako bola zvážená na spálenie.

Mufle. Werneuchen

vlhké

Problém so suchou metódou je v tom, že spotrebúva veľa elektriny, pretože mufla musí bežať celý deň. Vysoké teploty tiež vyparujú niektoré minerály, ktoré sa nenachádzajú v popole; ako sú prvky prvkov železo, selén, ortuť, olovo, nikel a meď.

Z tohto dôvodu, ak chcete analyzovať minerály vyššie uvedených kovov, použijete mokrú metódu stanovenia popola.

Tentokrát sa vzorka rozpustí v kyselinách alebo silných oxidačných činidlách a zahrieva sa, až kým sa nerozložia jej organické zložky.

Pritom organická hmota skončí prchavá, aj keď rúra pracuje pri teplotách nie vyšších ako 350 ° C. Minerály rozpustné vo vode zostávajú v roztoku na následnú spektroskopickú analýzu (absorpcia a atómová emisia) alebo na volumetrickú analýzu (titrácia zrážok alebo komplexácia EDTA).

Problémom tejto metódy je to, že hoci je oveľa rýchlejšia, je nebezpečnejšia z dôvodu manipulácie s korozívnymi látkami. Náročnejšie aj z hľadiska technickej odbornosti.

Plazma pri nízkych teplotách

V tretej najpoužívanejšej metóde. Vzorka sa umiestni do sklenenej komory, kde sa čiastočne dehydratuje vo vákuu. Potom sa vstrekne objem kyslíka, ktorý sa rozloží pôsobením elektromagnetického poľa, aby sa vytvorili radikály, ktoré prudko oxidujú vzorku, a súčasne sa dehydratuje pri teplote pod 150 ° C.

Príklady

múčky

Obsah popola v múke je osobitne zaujímavý, pretože sa predpokladá, že ovplyvňuje kvalitu vášho pečeného tovaru. Pšeničná múka s veľkým množstvom popola ukazuje, že bola rozomletá na príliš veľa otrúb bohatých na minerály, a preto je potrebné vylepšiť jej čistotu a zlepšiť jej mletie.

Toto percento popola by malo byť medzi 1,5 a 2%. Každá múka bude mať svoj vlastný popol v závislosti od pôdy, na ktorej sa zberá, od klímy, hnojív a ďalších faktorov.

sušienky

Obsah popola v sušienkach je predmetom múky, ktorou sú vyrobené. Napríklad tie, ktoré sú vyrobené z banánovej múky, budú mať najvyššie množstvo popola alebo minerálov. Preto možno očakávať, že ovocné sušienky budú bohatšie na minerály ako čokoládové sušienky; alebo aspoň na začiatku.

Krokety pre psov a mačky

Psy a mačky musia mať obsah popola v ich granuloch najmenej 2%; inak budú mať veľmi nízky obsah minerálov. V prípade krmiva pre psov by toto percento nemalo prekročiť 6,5%; zatiaľ čo v prípade mačiek by obsah popola v ich granuloch nemal byť vyšší ako 7,5%.

Keď majú granule veľmi vysoké percento popola, u psov a mačiek hrozí, že sa vyvinú obličkové kamene, rovnako ako nadmerné minerály zhoršujú asimiláciu iných nevyhnutných pre ich fyziologické funkcie.

pochutiny

Na stanovenie popola v mäse sa najskôr odtuční, pretože tuk počas spaľovania interferuje. Za týmto účelom sa macerujú v nepolárnych a prchavých rozpúšťadlách, takže sa úplne odparia, keď sa vzorka vloží do banky.

Z rovnakého dôvodu mäso s väčším obsahom popola znamená, že jeho obsah minerálov je vyšší. Všeobecne platí, že mäso je bohaté na bielkoviny, ale chudobné na minerály, aspoň v porovnaní s inými výrobkami v potravinovom koši. Z mäsa je najviac popola kuracie mäso a párky.

ovocie

Nektarinky sú ovocie bohaté na popol alebo minerály. Zdroj: Pixabay.com

Ovocie s relatívne vysokým obsahom popola sa uvádza, že je bohaté na minerály. To však neznamená, že nemajú nedostatok iných minerálov, pretože každý kov sa analyzuje oddelene od ich popola. Týmto spôsobom sa zostaví nutričný stôl, ktorý zdôrazňuje, ktoré minerály tvoria ovocie vo väčšom alebo menšom množstve.

Napríklad nektárinky obsahujú veľa popola (približne 0,54%), zatiaľ čo hrušky majú nízky obsah popola (0,34%). Hrušky majú tiež nízky obsah vápnika, ale bohaté na draslík. Preto samotné percento popola nie je dobrým ukazovateľom na určenie výživnosti ovocia.

Niekto, kto má nedostatok draslíka, by radšej jedol hrušky alebo banány, zatiaľ čo ak by ich telo vyžadovalo vápnik, pre nich by boli broskyne lepšie.

Referencie

Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). chémia (8. vydanie). CENGAGE Learning.
D. Julian McClements. (2003). Analýza popola a minerálov. Získané z: people.umass.edu
Ismail BP (2017) Stanovenie obsahu popola. In: Laboratórna príručka pre analýzu potravín. Textová séria potravinárskych vied. Springer, Cham
Courtney Simons. (29. októbra 2017). Stanovenie obsahu popola. Súbor nástrojov Food Science. Obnovené z: cwsimons.com
Wikipedia. (2020). Popol (analytická chémia). Obnovené z: en.wikipedia.org
Hosťovský príspevok. (8. augusta 2017). Odhad obsahu popola v potravinách. Obnovené z: Discoverfoodtech.com
Kvalita pšenice a výskum uhľohydrátov. (27. marca 2018). Analýza múky. Získané z: ndsu.edu
Loza, Angélica, Quispe, Merly, Villanueva, Juan a P. Peláez, Pedro. (2017). Vývoj funkčných sušienok s pšeničnou múkou, banánovou múkou (Musa paradisiaca), sezamovými semenami (Sesamum indicum) a stabilitou pri skladovaní. Scientia Agropecuaria, 8 (4), 315-325. dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2017.04.03
Pet Central. (16. júna 2017). Význam úrovne popola v krmive pre domáce zvieratá. Získané z: petcentral.chewy.com
Farid a Neda. (2014). Vyhodnotenie a stanovenie obsahu minerálov v ovocí. Medzinárodný vestník o rastlinách, živočíšnych a environmentálnych vedách.

STANOVENIE POPOLA: METÓDY A PRÍKLADY - CHÉMIA - 2026