CC BY
69
БИОХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО
УДК 664.6
Разработка методики определения содержания тиамина
в хлебобулочных изделиях
Development of a technique of determination of content a thiamine in bakery products
Профессор И.А. Авилова (Юго-Западный государственный университет) кафедра товароведения, технологии и экспертизы товаров,тел. 8-920-700-02-00 E-mail: avilova-inga@mail.ru
Professor I.A. Avilova
(South-West State University) chair of commodity research, technology and expertise of goods, tel. 8-920-700-02-00 E-mail: avilova-inga@mail.ru
Реферат. Хлебопекарная отрасль как одна из ведущих отраслей пищевого производства связана с изучением n решением проблемы определения витаминов и их содержания в продуктах питания. По данным различных исследований важнейшей проблемой в области питания не только стран третьего мира, но и развитых стран является повсеместное распространение дефицита макро- и мик-ронутриентов. Многочисленные результаты аналитических лабораторий демонстрируют недостаточное потребление витаминов (группы В), а также ряда важных минеральных веществ у большинства населения Российской Федерации. В связи с этим основой современного производства продуктов питания на сегодняшний день является как разработка методов определения содержания витаминов, так и непосредственно сама витаминизация (обогащение витаминами) изделий в процессе производства. Разработанная методика «Определение содержания витамина Bi методом инверсионной вольт -амперометрпи» имеет ряд преимуществ и может быть использована как в научных лабораториях исследовательских институтов, так и в лабораториях хлебопекарного производства.
Summary. The baking industry as one of the leading industries of food productions connected with studying and the problem resolution of determination of vitamins and their contents in food. According to numerous data of various researches the major problem in the field of food not only Third World countries, but also developed countries is universal distribution of deficit macro - and micronutrients. Numerous results of analytical laboratories show insufficient consumption of vitamins (group B), and also a number of important mineral substances at the majority of the population of the Russian Federation. With respect thereto one modern production of food, today, directly vitaminization (enrichment by vitamins) products in a production process is as development of methods of determination of content of vitamins and, and. The developed technique «В 1 vitamin content determination by method of an inversion voltamperometriya» has a number of advantages and can be used both in scientific laboratories of research institutes, and in laboratories of baking production.
Ключевые слова: витамин, вольтамперометрия, инверсионная вольтамперометрия, продукты питания, концентрация витамина.
Keywords: vitamin Bi, voltammetry, inversion voltammetry, food, the concentration of vitamin.
Актуальность проблемы содержания витаминов в продуктах питания обусловлена тем, что по данным различных исследований важнейшей проблемой в области питания является повсеместное распространение дефицита макро- и микронутри-ентов. Результаты аналитических лабораторий говорят о недостаточном потреблении витаминов (группы В), а также ряда важных минеральных веществ у большинства населения Российской Федерации. В этой связи одной из главных задач современного производства продуктов питания является как разработка методов определения содержания витаминов, так и непосредственно сама витаминизация пищевых продуктов в процессе производства [1].
© Авилова И.А., 2017
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты ъ борового питания, № 2, 2017
Ассортимент хлебобулочных изделий весьма разнообразен. К ним относятся хлеб, булочные изделия, булочная мелочь, сдобные изделия, изделия пониженной влажности, диетические хлебобулочные изделия, которые и являются основным источником витамина Вт для организма человека.
Витамин В1 (тиамин) играет важную роль в жизни человека: входит в состав фермента пируватдекарбоксилазы, который расщепляет промежуточный продукт преобразования глюкозы в клетке - пировиноградную кислоту, принимает участие в процессе метаболизма жиров и углеводов, помогает поддерживать надлежащую работу сердечно-сосудистой, пищеварительной и нервной системы. Дефицит витамина В1 в организме человека способен привести к серьезным заболеваниям и поражениям нервной системы. Недостаток витамина может быть вызван следующими факторами - неполноценное питание и недостаточное поступление тиамина в организм, нарушение процессов пищеварения, употребление избыточного количества продуктов, содержащих антитиаминовые вещества - тиаминазы, разрушающие витамин В1, например, морепродукты.
Процесс производства муки из зерна пшеницы или ржи ведет к неизбежным потерям микронутриентов - витаминов, которые удаляются вместе с оболочкой зерна. Дальнейшее использование муки в процессе изготовления хлебобулочных, а также мучных кондитерских изделий сопровождается дальнейшим уменьшением количества этих важных биологических веществ, и наибольшие потери витамина составляют для тиамина (В1) - 58 %.
Эффективным методом повышения витаминной ценности изделий является внесение добавок витаминных препаратов непосредственно в муку или в тесто во время процесса замеса. На сегодняшний день внесение витаминов группы В является самым эффективным для обогащения изделий из муки, так как их концентрация почти не изменяется на стадиях выработки хлебобулочных изделий. Проявляется тенденция нового принципа витаминизации за счет усовершенствования рецептур, в которых просчитывается суточная потребность витаминов исходя из количества потребляемого хлеба.
Всемирной организацией здравоохранения были утверждены суточные нормы потребления витамина В1 для различных групп населения, при этом было установлено, что люди недополучают необходимое количество данного витамина (табл. 1).
Таблица 1
Нормы витамина В1 для различных групп населения
Группы населения Минимальная суточная потребность в витамине В1, мг
Дети до 7 лет 1,0
Дети от 7 до 14 лет 1,5
Молодежь старше 14 лет 2,0
Взрослые, выполняющие физическую работу:
- средней тяжести 2,0
- тяжелую 2,5
- очень тяжелую 3,0
Беременные женщины 2,5
Кормящие матери 3,0
В связи с этим были разработаны рекомендуемые нормы обогащения хлебобулочных изделий и муки в процессе производства (табл. 2).
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания, № 2, 2017
Таблица 2
Рекомендуемые нормы содержания витаминов для обогащения муки и хлебобулочных изделий
Наименование продукта Количество вносимых витаминов, мг/100 г продукта
В1 В-2
Мука пшеничная высшего и первого сортов 0,4-0,6 0,4-0,6
Хлебобулочные изделия из муки высшего и первого сортов 0,25-0,4 0,25-0,4
Профилактические хлебобулочные изделия 0,5-0,8 0,4-0,8
Для определения содержания тиамина используют следующие методы: газо-хроматографический, хроматографический, флюорометрический, спектрометрический, фотоэлектроколориметрический и другие. В лаборатории кафедры при определении содержания тиамина использовали метод инверсионной вольтамперомет-рии. Метод инверсионной вольтамперометрии - метод электрохимического анализа, в котором для снижения нижней границы определяемых концентраций используется предварительное концентрирование анализируемого компонента на рабочем электроде с помощью различных электрохимических или химических реакций с последующей регистрацией вольтамперограмм [2].
Применительно к хлебобулочным изделиям сущность методики заключалась в переводе витамина из пробы хлебобулочных изделий в раствор путем экстрагирования навески соответствующей пробы, последующем фильтровании при помощи бумажного фильтра с дальнейшим вольтамперометрическим определением массовой концентрации витамина в фильтрате.
Проведение количественного вольтамперометрического анализа включает следующие этапы:
- подготовку оборудования (вольтамперометрический комплекс СТА-1);
- подготовку проб: измельчение, экстрагирование, кислотный гидролиз, фильтрация;
- подготовку электродов: подготовка рабочего электрода (ртутно-пленочного) и электрода сравнения (хлорсеребряного);
- приготовление фонового раствора (0,1 н. раствор лимонной кислоты);
- подбор параметров определения.
Также для определения концентрации содержания витамина В1 в экстрагированных пробах хлебобулочных изделий использовали УФ-спектрометр ЯРЕСОГЮ 200 и метод адсорбционной спектроскопии. УФ-спектр поглощения витамина В1 в зависимости от среды раствора: в нейтральной среде имеет два максимальных значения спектра поглощения Х\ = 235 и А2 =267 нм, а в кислой - один: Л = 245 - 247 нм. Для проведения определения была выбрана кислая среда раствора с высотой максимального значения 245 - 247 нм. Для этого подготовленный раствор витамина В1 подкисляли 0,01 н соляной кислотой. Измерение УФ-спектра проводили в кварцевой кювете с толщиной стенки Ь = 10 мм. График УФ-спектра поглощения витамина В1 представлен на рис. 1.
Рис. 1. Спектры поглощения витамина В1 для определения его концентрации в пробе хлебобулочных изделий
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания, N2 2, 2017
Использование метода вольтамперометрического анализа благодаря низкому пределу обнаружения веществ, селективности и точности является актуальным при исследовании содержания витаминов в продуктах питания - позволяет успешно решать проблемы контроля качества потребительских товаров при определении биологической ценности произведенных продуктов питания [3].
По результатам количественного анализа с использованием метода добавок был построен калибровочный график, по которому были определены концентрации витамина В1 (рис. 2). Измерения оптической плотности проводили при длине волны /1=235 нм.
А
оэыо
080С9 ОЛЮ 08КЭ 150» 0.4000 03000
ояюо
й 00 750 1000 1250 1500 1750
мйг/мл
Рис. 2. Калибровочный график концентрации витамина £>/ Л=245 нм
Результаты количественного определения витамина В1 в исследуемых хлебобулочных изделиях, полученные при использовании разработанной методики с помощью вольтамперометрического анализа, и результаты количественного определения витамина В1, полученные при помощи прибора БРЕССЖО 200, а также данные предоставленные производителем на упаковке, различаются незначительно (табл. 3).
Таблица 3
Содержание витамина В1 в хлебобулочных изделиях
Наименование изделий Содержание тиамина хлорида мг/100 г
Заявленная концентрация Результаты, полученные при помощи комплекса СТА-1 Результаты, полученные при помощи прибора SPECORD 200
Хлеб ржаной из обойной муки 0,18 0,191 0,186
Хлеб пшеничный из муки первого сорта 0,16 0,149 0,158
Хлеб пшеничный из муки второго сорта 0,23 0,216 0,234
Батоны из муки пшеничной высшего сорта 0,10 0,115 0,104
Булки городские из муки высшего сорта 0,12 0,129 0,117
Использование вольтамперометрического комплекса «СТА-1» для определения витамина В1 позволяет упростить процесс проведения анализа, увеличить точность и надежность измерений. Разработанная методика имеет ряд преимуществ: низкий придел обнаружения, селективность, точность, определение компонента одновременно в 3 параллелях, одновременное определение сразу нескольких веществ, а также может быть использована, как в научных лабораториях исследовательских институтов, так и в лабораториях хлебопекарного производства [4].
Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания, № 2, 2017
ЛИТЕРАТУРА
1. Березов, Т.Т. Биологическая химия [Текст]: учебник / Т.Т. Березов, Б.Ф. Ко-ровкин. - М.: Медицина, 2000. - 704 с.
2. Лебухов, В.И. Физико-химические методы исследования [Текст]: учебник / под ред. А.И. Оскара. - СПб.: Издательство «Лань», 2012. - 480 с.
3. Авилова, И.А. Современные тенденции и инновации при производстве пищевых продуктов [Текст] / И.А. Авилова / / Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Физика и химия,- 2013.- № 2.- С. 072-076.
4. Авилова, И.А. Современные физико-химические методы анализа сырья и пищевых продуктов [Текст]: монография / И.А. Авилова, А.Г. Беляев, О.А. Бывалец [и др.].-М.: Издательство «Перо», 2014,- 166 с.
REFERENCES
1. Berezov Т.Т. Biologicheskaja himija [Biological chemistry], Moscow, 2000, 704 pp. (Russian).
2. Lebuhov V.I. Fiziko-himicheskie metody issledovanija [Physical and chemical methods of a research], St.Peterburg, 2012, 480 pp. (Russian).
3. Avilova I.A Sovremennye tendencii i innovacii pri proizvodstve pishhevykh produktov [Current trends and innovations by production of foodstuff] Izvestiya Yuog-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Fizika i khimiya, 2013, No 2, pp. 72-76 (Russian).
4. Avilova I.A Sovremennye fiziko khimicheskie metody analiza syrya i pishhevykh produktov [Modern physical and chemical methods of the analysis of raw materials and foodstuff], Moscow, 2014,166 pp. (Russian).
