Визначення вмісту крохмалю в рослинній продукції поляриметричним методом

Крохмаль – основа енергетичного балансу рослин, він відіграє надзвичайно важливу роль у продовольчій безпеці, оскільки це:

• Основне джерело калорій для більшості верств населення
• Живильна складова кормів для свійських тварин
• Сировина для виробництва спирту, біоетанолу, біопластиків, клеїв, загущувачів, стабілізаторів та багатьох інших продуктів

Крохмаль утворюється на завершальному етапі фотосинтезу шляхом полімеризації глюкози. З хімічного погляду крохмаль – полісахарид, що складається з амілози й амілопектину, основою яких є глюкоза. Його вміст і якість безпосередньо впливають на вихід готової продукції, тому сировина потребує ретельного дослідження. В Україні для виробництва крохмалю та продуктів його глибокого перероблення найчастіше використовують кукурудзу й картоплю.

Розберімося в термінології

• Нативний крохмаль – природний полісахарид, який отримують під час промислового перероблення крохмалевмісної сировини без подальшої модифікації. Це білий порошок, без запаху та вираженого смаку.
• Модифікований крохмаль – нативний крохмаль, який пройшов фізичне, хімічне, біохімічне або комбіноване оброблення для покращення його фізико-хімічних властивостей. Завдяки цьому він має значно ширший спектр застосувань у харчовій і легкій промисловості.

До основних видів модифікованого крохмалю належать: набухаючий, окислений, гідролізований, поперечнозв’язаний, ацетильований, оксилалкильований, фосфатний, а також декстрини, сукцинати й інші.

Методи визначення вмісту крохмалю

Серед методів визначення вмісту крохмалю в зерні, продуктах його перероблення, кормах та харчових продуктах використовують:

• Біологічний метод, або метод бродильної проби
• Ферментативний метод
• Поляриметричний метод
• Метод титрування
• Експрес-метод (інфрачервоний аналіз)

Поляриметричні методи

Серед різних способів визначення вмісту крохмалю важливе місце займає поляриметричний метод. Особливість полягає в тому, що він базується на вимірюванні кута обертання поляризованого світла, яке проходить через розчин крохмалю. Метод простий, швидкий і широко використовується в зернопереробній, кормовій та харчовій галузях.

Щоб результати були достовірними й однаковими для всіх лабораторій, застосування поляриметричного методу закріплено в державних та міжнародних стандартах. Кожен із них визначає правила роботи для конкретних продуктів або сировини:

1. ГСТУ 46.045-2003 «Зерно. Методи визначення умовної крохмалистості».

В Україні діє стандарт ГСТУ 46.045-2003, що регламентує методи визначення умовної крохмалистості зерна, де поляриметричний є офіційно затвердженим робочим методом, але за наявності суперечок в оцінюванні умовної крохмалистості використовують біологічний метод як арбітражний і контрольний. Потребує внесення змін або скасування.

2. ГОСТ 10845-98 «Зерно и продукты его переработки. Метод определения крахмала».

Чинний в Україні нормативний документ, що поширюється на визначення вмісту крохмалю в зерні й продуктах його перероблення поляриметричним методом. На сьогодні має застарілу редакцію та потребує перегляду або внесення змін.

3. ДСТУ ISO 6493:2008 «Корми для тварин. Визначення вмісту крохмалю поляриметричним методом».

Встановлює поляриметричний метод визначення вмісту крохмалю в кормах, якщо вони не містять інших оптично активних речовин, нерозчинних в етиловому спирті концентрацією 40 %. Не підходить для дослідження картоплі, буряку й інших бульбоносних рослин, зернобобових тощо. Для цих випадків використовують ферментативний метод за ДСТУ EN ISO 15914:2022 (EN ISO 15914:2005, IDT; ISO 15914:2004, IDT) «Корми для тварин. Ферментативне визначення загального вмісту крохмалю».

4. ДСТУ EN ISO 10520:2022 «Нативний крохмаль. Визначення вмісту крохмалю. Поляриметричний метод Еверса».

Новий для українського нормативного регулювання міжнародний стандарт, який встановлює поляриметричний метод визначення вмісту крохмалю в нативному крохмалі. Він не застосовується до модифікованого крохмалю.

5. Інші нормативні документи, що включають поляриметричний метод визначення крохмалю: ДСТУ 4953:2008 «Фрукти, овочі та продукти їх перероблення. Метод визначання вмісту крохмалю», АOAC 945.37 “Starch in flour. Polarization method” («Крохмаль у борошні. Метод поляризації») та інші.

Коротко про поляриметричний метод дослідження на прикладі методу Еверса

Принцип полягає в тому, що крохмаль у зразку піддають гідролізу – розщеплюють розбавленою соляною кислотою на простіші, розчинні сполуки. Білкові речовини, які можуть заважати аналізу, видаляють шляхом осадження. Далі через очищений розчин пропускають поляризоване світло, а поляриметр фіксує кут його обертання. Цей кут прямо пропорційний вмісту крохмалю: чим його більше, тим сильніше змінюється напрямок світла.

Поляриметр Hanon – практичне рішення для роботи за стандартами

Усі стандарти, що описують поляриметричний метод, мають одну спільну вимогу – точність і відтворюваність результатів. На практиці цього можна досягти за допомогою сучасного обладнання.

Поляриметр Hanon створено саме для таких завдань. Його переваги:

• Висока точність вимірювання (± 0,01°) – дає змогу впевнено виконувати вимоги стандартів, де навіть невелика похибка може вплинути на результат
• Автоматичне калібрування – гарантує стабільність показників без постійного втручання оператора • Термостатована вимірювальна камера – забезпечує сталі умови аналізу, що є обов’язковою вимогою нормативних документів
• Сенсорне керування – робота з приладом є інтуїтивно зрозумілою, що особливо зручно для щоденних вимірювань
• Швидкість роботи – аналіз займає лічені хвилини, тому підходить і для рутинних лабораторних досліджень, і для виробничого контролю.
• Надійність і довговічність – Hanon розроблено для тривалої роботи у виробничих умовах, де важлива стабільність результатів

Отже, Hanon поєднує вимоги стандартів із практичними потребами лабораторій: забезпечує точність, економить час і робить процес контролю максимально простим. Це допомагає підприємствам працювати впевнено й відповідати міжнародним нормам якості.

Євген Іваницький,

керівник відділу галузевих експертів

Дивіться відео про роботу з автоматичним поляриметром HANON: