Научная статья на тему 'Простое качественное определение фосфатазы в молоке как проба на его пастеризованность'

Простое качественное определение фосфатазы в молоке как проба на его пастеризованность Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
893
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Простое качественное определение фосфатазы в молоке как проба на его пастеризованность»

Помещение Площадь помещения в мг при числе мест в детском саду

25 50 | 100 | 125

Кухня и моечная-заготовочная Кладовая продуктовая .... 12 3 15 3 21 5 25 8

Таким образом, здесь «расшифровано» назначение кухни. Она, как. видно из таблицы, должна служить и моечной, и заготовочной, причем для всех этих работ предусмотрена кухня площадью от 12 до 25 <м2. В перечне оборудования кухни .площадью в 12 м2 значатся: плита,. 2 стола, шкаф для посуды, мойка на 2 отделения. Совершенно ясно,, насколько нетерпимы условия работы в такой «кухне», где нет места даже для размещения оборудования.

Таким образом, принятые принципы проектирования пищевых блоков предприятий общественного питания не соответствуют требованиям, преследующим цель создать благоприятные гигиенические условия пр» обработке сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

В детских учреждениях недооценивается необходимость устройства благоустроенных пищевых блоков.

На основании всего изложенного мы вносим на обсуждение следующие предложения.

1. Пересмотреть нормы проектирования производственных помещений предприятий общественного питания, положив в основу их разделение помещений по стадиям технологической обработки продуктов,

2. При проектировании производственных помещений предприятий, общественного питания как минимум требовать устройства цеха предварительной обработки сырья, цеха последующей обработки, или полу-фабрикатного цеха, и варочного цеха.

3. Пересмотреть нормы проектирования кухонь детских учреждений, предусмотрев в них заготовочные для обработки сырья и полуфабрикатов.

•¿г -йг -й-

С. Я. Михлин и Г. К. Шлыгин

Простое качественное определение фосфатазы в молоке как проба на его пастеризованность

Из Института питания Академии медицинских наук СССР

Разрушение ферментов в молоке используется, как известно, в качестве признака его предварительного нагревания. Для этой цели могут служить показателями только те ферменты, которые принадлежат самому молоку, а не являются продуктами жизнедеятельности развивающихся в нем микроорганизмов и, кроме тсго, лишь те, которые присутствуют в нем постоянно и в значительных количествах. Этим условиям не отвечает, например, амилаза молока.

Из ферментов, отвечающих указанным условиям, наиболее известна пероксидаза, на действии которой основаны пробы Шторха, Руа и Келлера и др. Однако пероксидаза по сравнению с некоторыми другими ферментами менее чувствительна к нагреванию: она полностью разру-шаетея при кратковременном нагревании до 80° и выше, а при температуре 69° в течение одного часа разрушается только половина имеющегося ее количества. Таким образом, определение пероксидазы

не может служить показателем предварительной обработки молока по общепринятому способу низкой пастеризации при 63° в течение 30 минут.

Недавно было предложено использовать в качестве показателя па-стеризованности молока содержащуюся в нем фосфатазу (щелочную фосфомоноэкстеразу). Последняя полностью инактивируется при пастеризации молока, и в то же время условия пастеризации (низкой) довольно близки к тому минимуму термического воздействия, который достаточен лишь для разрушения этого фермента. Так, нагревание молока при 59,5° в течение 30 минут не обусловливает полного разрушения фосфатазы; более того, некоторое количество фермента остается даже в том случае, если молоко нагревается хотя и при 63°, но в течение 20 минут вместо 30.

Таким образом, присутствие в молоке фосфатазы указывает на то, что оно либо совсем не было пастеризовано, либо было пастеризовано неудовлетворительно; наоборот, отсутствие фосфатазы является признаком хорошей пастеризации молока.

Широкому применению этой пробы мешает сложность и относительно большая трудоемкость существующих методов определения указанного фермента. Это относится прежде всего к определениям, основанным на количественном установлении прироста содержания неорганического фосфата. Существенное упрощение представляло собой применение для данной цели метода с использованием в качестве субстрата фенилфос-фата. Фенол, отщепляемый от этого вещества фосфатазой, может быть «пределен лишь качественно. Однако и в данном случае технические процедуры остаются еще не настолько простыми, как это желательно (двукратное фильтрование, нагревание на водяной бане и пр.). 'Когда же дело идет о малых количествах фосфатазы в молоке (что имеет большое значение в оценке качества пастеризации), то по указанному методу требуется прибегать к колориметрическому определению прироста содержания фенола.

•Мы разработали значительно более простую методику определения фосфатазы в молоке, взяв в основу расщепление этим ферментом фе-нолфталеинфосфата.

Принцип и техника определения

Принцип. Фенолфталеиифосфат в щелочной среде бесцветен. •Фосфатаза, отщепляя от него фосфат, освобождает фенолфталеин, который дает в щелочной среде красное окрашивание. Процесс этот протекает следующим образом:

/Ч-—С--/ \-ОРО,Ка2 / / ОН

4

ОН \

ч _

. С—(ЖаХ/ \_0Р03№2 \/ Ц N-/

О

\

/—ч=о

-* ,-С-ОКа +2№2НР04

фосфатаза II

О

фенолфталеиифосфат фенолфталеин + свободный фосфат

Оптимальная для действия фосфатазы среда с рН между 9 и 10 является в то же время вполне подходящей для получения интенсивного -окрашивания фенолфталеина. Таким образом, раствор, содержащий фосфатазу и фенолфталеиифосфат, при надлежащих рН и температуре по истечении некоторого времени самостоятельно окрашивается в красный цвет.

Изыскание подходящих условий. Для создания указанной выше степени щелочности оказалось удобным воспользоваться аммиачной буферной смесью. Последнюю необходимо было взять а концентрации, способной сдвинуть рН молока, которое само обладает буферным действием. Этому удовлетворяла 1 н. концентрация буфера.

В указанном буфере растворяли фенолфталеинфосфат для получения забуференного раствора субстрата. Испытав ряд различных количеств, данного вещества (от 0,05 до 2,0%), мы остановились на концентрации его в буфере, равной 0,1%, не видя необходимости в более высоких концентрациях.

Соотношение между объемами забуференного раствора субстрата и исследуемого молока в значительной степени сказывалось на чувствительности пробы. Вполне удовлетворительные результаты получались при соотношении забуференного раствора субстрата к молоку, как 1:1, однако при соотношении 1 : 2 проба оказалась более чувствительной, а именно она была отчетливо положительной при меньших количествах фосфатазы или наступала через меньший промежуток времени при равных количествах фосфатазы в молоке.

После ряда предварительных изысканий мы остановились на приводимых ниже условиях определения.

Производство определения. Приготовляется смесь: 2 мл исследуемого молока, 1 мл забуференного субстрата (0,1 % раствор фенолфталеинфосфата натрия в 1 «. аммиачной буферной смеси с рН = 9,8), 3 капли хлороформа (в качестве антисептика).

Смесь в пробирке, закупоренной пробкой, помещается в термостат при 37—38° и через различные промежутки времени, например, через 30 минут, 1 час, 3 часа и т. д. до 24 часов, — регистрируется ее цвет, пока не наступит отчетливое красное окрашивание, свидетельствующее о присутствии фосфатазы. Если в течение 24 часов окрашивание не наступает, то проба считается отрицательной, что говорит о разрушении фосфатазы в результате предварительного нагревания молока, в частности, его пастеризации.

Богатые фосфатазой образцы сырого коровьего молока дают при таком определении резко положительный результат менее чем в 30 минут. В этом случае можно производить короткую пробу: достаточно-прилить к 2 мл молока 1 мл забуференного субстрата и поместить эту смесь на водяную баню при 45—47° на 10 минут.

Технические подробности

Синтез фенолфталеинфосфата натрия. Подготовляются обезвоженные и подвергнутые дополнительной очистке хлороформ, пиридин и хлорокись фосфора. Хлороформ промывают 2—3 раза водой, затем высушивают добавлением прокаленного СаСЬ и перегоняют при 62°; пиридин высушивают добавлением измельченного КОН и перегоняют при 116°; хлорокмсь фосфора употребляется овежепере-гнаиной при 105°.

Основная процедура синтеза сводится к следующему (Хутинс и Тал а лай). К навеске фенолфталеина, равной 32 г, быстро добавляют при помешивании 50 г (30 мл) хлорокиои фосфора, смешанной с 50 мл хлороформа. Смесь помещают на лед, и к ней медленно при энергичном помешивании прибавляют пиридин в количестве 23 мл (не допускать нагревания). Затем в течение нескольких часов смесь время от времени перемешивают и оставляют на ночь. Для испытания на степень полноты реакции несколько капель указанной смеси смешивают с щелочью, причем интенсивность получаемого красного окрашивания дает представление о количестве непро-■реа1ировавшего фенолфталеина.

Далее реакционную смесь упаривают в вакууме при комнатной температуре или при слабом нагревании для удаления большей части хлороформа. Затем медленно-прибавляют 100 мл воды при помешивании и охлаждении, причем образуется белый осадок. Прибавляется 40°/о раствор едкого натра в количестве, достаточном для растворения осадка и приобретения раствором щелочной реакции на фенолфталеин (малые количества свободного .фенолфталеина имеются в растворе). Затем смесь экстрагируют 2—3 раза эфиром для удаления пиридина. Если раствор оказывается слишком вязким, то может быть прибавлено немного воды, хотя желательно иметь минимальный объем.

В дальнейшем смесь подкисляют крепкой соляной кислотой до синего цвета на конгарот, причем осаждается фенолфталеиндифосфорная кислота, которая представляет блестящую вязкую массу. По окончании осаждения верхний слой сливают* н полученное вещество 'высушивают в саку ум-эксикаторе над СаСЬ.

Сухую фенолфталеиндифосфорную кислоту измельчают в ступке до порошкообразного состояния; затем ее растворяют в метаноле, к которому добавляется некоторое количество пиридина для увеличения растворимости. Отдельно приготовляют рас твор этилата натрия путем растворения металлического натрия в абсолютном этиловом спирте. Приготовленный раствор этилата натрия прибавляют к смеси до прекращения образования белого осадка.

Выпавший осадок — фенолфталеинфосфат натрия—отфильтровывают и промывают сначала 60% спиртом и после того многократно абсолютным спиртом и эфиром ДО' поллого высушивания. Вещество это не должно давать окрашивания в щелочной, ореде.

Для дальнейшей очистки полученное вещество растворяют в смеси метанола (80 частей по объему) и фор.мамида (20 частей) с последующим осаждением абсолютным спиртом и промыванием осадка спиртом и эфиром.

При анализе наиболее чистых препаратов было найдено: Ка — 11,68°/о, общего Р— 9,46°/»; согласно формуле СгоНиОиРгКаз, содержание № составляет 19%, а Р — 10,24»/о. Таким образом, в препарате содержится некоторое количество свободного неорганического фосфата, который, однако, не препятствует ферментативному гидролизу.

Приготовленное вышеуказанным образом вещество является вполне стойким при. хранении в сухом, темном и охлажденном месте.

Приготовление .раствора забуференного субстрата. Приготовляется 1 н. раствор аммиака (проверяемый титрометрически) и 1 н. МН4С1. Для получения смеси с рН = 9,8 эти растворы берутся в соотношении: две объемных части КН3 и одна часть ЫН4С1. (После смешения с молоком рН равен приблизительно 9,6.)

Указанная смесь приготовляется в сравнительно небольшом количестве, соответствующем, например, 1—2-недельной потребности. К этой смеси добавляют навеску фснолфталеинфосфата натрия в количестве, отвечающем получению 0,1°/» раствора. Полученный раствор забуференного субстрата хранится в хорошо закупоренном шэоб-кой сосуде в холодильнике (яри 1—4°).

Исследование с помощью описанной методики сырого и пастеризованного молока

Описанной выше методикой на фосфатазу был исследован 81 образец сырого рыночного молока. Во всех случаях результат исследования был положительный, свидетельствующий о присутствии в молоке фос-фатазы.

Однако положительный результат выявлялся во время инкубации реакционной смеси в термостате через различные промежутки времени. Одни образцы молока давали положительную пробу уже через 10 минут, тогда как другие — лишь через 24 часа. Приводимые нами цифры показывают, с какой частотой положительный ответ пробы имел место» в тот или иной отрезок времени от начала инкубации при 37°: 10 минут—42% 30 минут —76%, 1 час —90%, 3 часа —95% и 24 часа— 100%.

Уже через 30 минут инкубации 76% исследованных образцов молока показывали положительный результат пробы, а через час — 90%.. Отрезок времени от начала инкубации до появления окрашивания дает возможность ориентировочно судить о количестве фоефатазы в исследуемом молоке.

Некоторое представление о том, как менялась интенсивность красного окрашивания проб, если они, независимо от его появления, выдерживались в термостате в течение 24 часов, может дать табл. 1, где приведены 10 выбранных из нашего материала примеров.

Из табл. 1 следует, что окраска, появившись, затем в большинстве случаев нарастала довольно быстро и далее хорошо удерживалась в течение всех 24 часов инкубации. Таким образом, если окраска не обнаружена через 24 часа, то это значит, что ее не было и в отдельные моменты на протяжении всего периода инкубации.

1 При промежутке времени в 10 минут инкубация проводилась на водяной бане при 47и.

Таблица 1

Образец молока Время инкубации при 37°

10 минут 30 минут 1 час 3 часа 24 часа

1 +++4- ++-И-

2 +++ ++++

3 ++ +++

4 + +++

5 + Следы 4- Следы

6 0 + Следы

7 0 + Следы

8 0 0

9 0 0

10 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 +++ 1 1 1 1

III! 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 I

1 1 1 1 1 1 1 1 ММ ++++ мм 1 1 1 1

1 1 1 1 мм

++++ +++ +++

+ +++ ++++

++ +++ +++

+ Следы ++ +++

-)- Следы ++ +++

0 + +++

0 .0 ++

В проведенном исследовании нашел отражение известный факт, что различные образцы молока неодинаково богаты фосфатазой. Особенно бедно фосфатазой молоко вскоре после отела коровы. Наши исследования были проведены ранней весной (в марте), когда подобные случаи могли быть достаточно часты. Несколько образцов молока было получено от недавно отелившихся коров (в одном случае через 9 дней после отела). Все такие образцы молока давали положительную пробу на фосфатазу только после инкубации в течение 1—3 часов и более, но за 24 часа и они всегда показывали отчетливый положительный результат.

В противоположность сырому молоку, молоко надежно пастеризованное во всех соответствующих случаях исследования давало отрицательную пробу (с 24-часовой инкубацией). Пастеризация для этой цели проводилась в лаборатории. Небольшие порции различных образцов молока мы доводили в пробирках на водяной бане до 63° и после этого выдерживали при той же температуре в течение 30 минут. Отрицательные результаты пробы лишний раз подтверждали, что указанные условия достаточны для полной инактивации фосфатазы молока.

Отрицательную пробу давало и молоко, подвергавшееся «высокой» короткой пастеризации на молочном заводе, как это было отмечено при исследовании ряда образцов такого молока.

Хранение в холодильнике при 2—4° в течение 7 дней как сырого, так и пастеризованного молока не приводило к изменению характерных для того и другого результатов проб: сырое молоко на протяжении всего периода хранения продолжало давать положительную пробу (в тот же приблизительно отрезок времени по мере инкубации), а пастеризованное молоко давало отрицательную пробу.

Для определения чувствительности применяемой нами методики было проведено исследование искусственно составленных смесей из пастеризованного или кипяченого молока, к которому добавлялось различное количество сырого молока, достаточно богатого фосфатазой.

Было установлено, что проба (с 24-часовой инкубацией) позволяет определять примесь сырого молока к подвергшемуся тепловой обработке молоку уже в количестве 0,5—1%, что показывают данные табл. 2.

Таблица 2. Чувствительность фосфатазной пробы при исследовании смеси сырого и кипяченого молока

Содержание в смеси сырого молока в % Время инкубации при 37°

30 минут 1 час 3 часа 21 часа

20 0 + Следы ++ ++++

10 0 0 + 1111

5 0 0 + Следы ++-)-

2,5 0 0 0 ++

1 0 0 0 +

0,5 0 0 0 4- Следы

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0,25 0 0 0 0

Описанная методика может служить^и для определения присутствия' фосфатазы в женском молоке. Однако при исследовании различных образцов женского молока (от 22 доноров) в сыром виде положительные результаты отмечались через более продолжительные сроки, чем; при исследовании коровьего молока, а в двух случаях пробы и после 24-часовой инкубации дали отрицательный результат. В пастеризованном молоке фосфатаза не была обнаружена. Значение пробы в применении в женскому молоку в настоящее время остается еще не настолько выясненным, как в отношении коровьего молока.

Таким образом, нами описана очень простая методика качественного определения фосфатазы в молоке, легко применимая для производства пробы на пастеризованность молока.

При исследовании по этой методике 81 образца сырого рыночного молока во всех было установлено присутствие фосфатазы, не исключая и образцов сравнительно бедного фосфатазой молока, полученного от недавно отелившихся коров. В молоке, пастеризованном в лаборатории при 63° в течение 30 минут, фосфатаза была полностью инактивиро-вана.

Методика является достаточно чувствительной: она позволяет определять примесь к пастеризованному или кипяченому молоку сырого,, достаточно богатого фосфатазой молока в количестве 0,5—1%.

Предлагаемая методика определения фосфатазы всюду доступна и может найти широкое применение в практике здравоохранения при проведении контроля за качеством пастеризации молока.

-й- -й- -й-

' К. М. Тикоикая

О применении кинетического метода определения аскорбиновой кислоты к анализам различных объектов

Из Государственной контрольной витаминной станции Министерства здравоохранения СССР

Мы поставили себе задачу провести параллельные определения содержания аскорбиновой кислоты по стандартному методу и по предложенному Ф. С. Околовым 1 кинетическому методу с целью выяснить

1 Ф. С. Околов, Кинетический принцип в применении к определению аскорбиновой кислоты в ее растворах, Гигиена и санитария, № 3, 1949 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.