Таблица 2.4

Экспериментальные данные определения содержания бетанина в корнеплодах свеклы

Лабораторнаяработа№ 3

Определение массовой доли кофеина фотометрическим методом

В состав сырого кофе входят алкалоиды, белки, фенольные соединения, моно- и дисахариды, липиды, органические кислоты, аминокислоты, мине-ральные элементы и ряд других веществ, содержащихся в небольшом коли-честве.

В зернах кофе алкалоиды представлены метилированными производными пурина: кофеином, теобромином и теофиллином, а также тригонеллином.

Кофеин (C₈H₁₀N₄O₂) – важнейший алкалоид кофейных зерен, известный под названием 2,6-диокси-1,3,7-триметилпурин:

Это вещество без цвета и запаха, в водном растворе дает горький при-вкус. Кофеин кристаллизуется из водных растворов в виде кристаллогидрата, имеющего форму длинных хрупких шелковистых игл. Безводный кофеин плавится при 236,5 ° С, при осторожном нагревании может возгоняться. Он легко растворяется в хлороформе, метиленхлориде. Водные растворы ко-феина имеют нейтральную реакцию, с кислотами он образует соли. Кофеин

сыром кофе находится в свободном и связанном с хлоргеновокислым калием состояниях.

Различные виды кофе характеризуются следующим содержанием кофеи-на (% в пересчете на сухое вещество):

- аравийский0,6−1,2 %;

- робуста1,8–3 %;

- либерийский1,2–1,5 %;

Количество кофеина в зернах в значительной степени изменяется в за-висимости от copтa кофе. Содержание кофеина в зернах играет очень важ-ную роль при оценке качества сырья и установлении технических требова-ний на него. Помимо кофе кофеин содержится в таких растениях, как чай, мате, гуа-рана, кола и некоторых других. Он синтезируется растениями для защиты от насекомых, поедающих листья, стебли и зерна, а также для поощрения опы-лителей. У животных и человека кофеин стимулирует центральную нервную си-стему, усиливает сердечную деятельность, ускоряет пульс, вызывает расширение кровеносных сосудов, усиливает мочеотделение.

Принцип метода. Метод основан на гидролитическом окислении кофе-ина в тетраметилпурпуровую кислоту (ТМПК) и последующем фотометри-ческом измерении интенсивности окраски ее раствора.

Метод применим при содержании кофеина в растворе от 10 до 30 мкг/мл. Цель: овладеть методиками определения влажности кофе и содержания

в нем кофеина.

Задачи :

- определить влажность кофе(массовую долю воды);

- определить массовую долю кофеина в предложенных образцах кофе

и сравнить полученные результаты с требованиями действующего ГОСТа.

Реактивы и растворы :

1) соляная кислота, х. ч., 3 М раствор;

2) калия гидроксид, х. ч., 3 M (15 %);

3) перекись водорода, х. ч., свежеприготовленный 15 % раствор;

4) хлороформ, х. ч.

Порядок работы

Определение влажности кофе. Навеску молотого кофе массой 2–3 г, взвешенную с точностью 0,01 г, переносят в предварительно высушенный до постоянной массы бюкс и помещают в сушильный шкаф. Образец высуши-вают до постоянной массы при температуре 105 ^оС. Сравнивают массу об-разца кофе после высушивания и массу, полученную при предварительном взвешивании. Массовую долю влаги в кофе (W, %) рассчитывают по формуле

_{W =} ^{m1 -m2} _{⋅ 100}

      _m1

где m₁ – масса кофе до высушивания, г; m₂ – масса кофе после высушивания, г. 2. Подготовка к проведению анализа. Навеску массой 2,00 г помещают в стакан, заливают 100 мл кипящей дистиллированной воды и кипятят 5 мин. Полученную суспензию охлаждают до 18–20 ^оС, количественно переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл и доливают дистиллированной водой до метки. Содержимое колбы взбалтывают и отстаивают 2–3 мин, затем филь-

труют. Полученный фильтрат используют для анализа.

3. Проведение анализа. Анализ проводят, внося в делительную воронку вместимостью 25 мл последовательно 10–15 мл хлороформа, 2 мл фильтра-та и 0,5 мл 15 % раствора гидроксида калия. Воронку закрывают притертой пробкой и проводят экстракцию, осторожно многократно переворачивая со-держимое воронки в течение 1 мин. После расслаивания системы нижний хлороформный слой осторожно переносят в выпарительную чашку. Хлоро-форм отгоняют на водяной бане досуха.

К сухому остатку, содержащему кофеин, прибавляют последовательно 1,0 мл 3 М раствора соляной кислоты, смывая остаток на дно чашки, и 0,2 мл раствора перекиси водорода. Содержимое чашки перемешивают вращатель-ным движением, выдерживают 20 мин при комнатной температуре, затем на-гревают на кипящей водяной бане до получения сухого окрашенного остат-ка ТМПК.

Для приготовления водного раствора ТМПК к сухому остатку, охлажден-ному до комнатной температуры, в чашку приливают 5–10 мл дистиллиро-ванной воды и оставляют до его полного растворения. Полученный раствор пурпурного цвета количественно переносят в мерную колбу вместимостью 25 мл и доводят объем раствора до метки. Оптическую плотность получен-ного раствора определяют на колориметре, используя кюветы толщиной по-глощающего свет слоя 3 см при длине волны 540 нм.

4. Обработка результатов. Массовую долю кофеина (X₄, % в пересчете на сухое вещество)

X 4=1,03*C*Vф*V*100 *100%

10⁶* V э* m * (100- W )

где 1,03 – коэффициент, учитывающий полноту извлечения кофеина хлоро-формом на первом этапе экстракции; с = 60D – концентрация кофеина в фо тометрируемом растворе, мкг/мл; 60 – коэффициент пропорциональной за-висимости оптической плотности раствора от его концентрации в растворе; D – оптическая плотность анализируемого раствора ТМПК; V_ф = 25 – объем фотометрируемого раствора ТМПК, получаемый в результате гидролитиче-ского окисления кофеина, мл; V = 100 – объем раствора кофе для анализа, мл; 10⁶ – коэффициент перевода 1 мкг в 1 г; V_э – объем раствора кофе, использу-емый для экстракции, мл; m – масса навески кофе, г; W – массовая доля вла-ги анализируемой навески кофе, %.

Сравнить полученные результаты с требованиями, предъявляемыми

к кофе согласно ГОСТ 6805-2004 «Кофе натуральный жареный. Общие тех-нические условия», и сделать вывод о качестве анализируемых образцов кофе

(табл. 10, 11).

ГОСТ 6805-2004. «Кофе натуральный жареный. Общие технические условия». Настоящий стандарт распространяется на натуральный жареный кофе в зернах и молотый без добавления или с добавлением обжаренного размолотого цикория, предназначенный для приготовления горячего напит-ка кофе, а также для реализации в торговой сети, системе общественного пи-тания, промышленной переработки и других целей.

В зависимости от ботанических видов, торговых наименований, натураль-ный жареный кофе вырабатывают:

- в зернах высшего и первого сортов;

молотый высшего,первого и второго сортов; молотый кофе«по-турецки»высшего сорта;

молотый кофе с цикорием высшего, первого и второго сортов.

Натуральный жареный кофе в зернах высшего и первого сортов вырабатывают из натуральных кофейных зерен высшего сорта ботанического вида Арабика (Coffea Arabica Linney) или Робуста (Coffea Canepora Pierre).

Натуральный жареный молотый кофе с цикорием высшего сорта выраба-тывают из натурального жареного кофе молотого высшего сорта – не менее 60 %, натурального жареного молотого кофе первого сорта – не более 20 % и цикория – не более 20 %. Первого сорта: не более 80 % натурального жаре-ного молотого кофе первого сорта и не более 20 % цикория.

Таблица 10