Определение содержания крахмала в растительной продукции поляриметрическим методом

Крахмал – основа энергетического баланса растений, он играет чрезвычайно важную роль в продовольственной безопасности, поскольку это:

• Основной источник калорий для большинства слоев населения
• Питательная составляющая кормов для домашних животных
• Сырье для производства спирта, биоэтанола, биопластиков, клеев, загустителей, стабилизаторов и многих других продуктов

Крахмал появляется на завершающем шаге фотосинтеза методом полимеризации глюкозы. С химической точки зрения крахмал – полисахарид, состоящий из амилозы и амилопектина, основой которых является глюкоза. Его содержание и качество непосредственно влияют на выход готовой продукции, поэтому сырье нужно тщательно исследовать. В Украине для производства крахмала и продуктов его глубокой переработки чаще всего используют кукурузу и картофель.

Разберемся в терминологии

• Нативный крахмал – природный полисахарид, получаемый при промышленной переработке крахмалосодержащего сырья без дальнейшей модификации. Это белый порошок без запаха и выраженного вкуса.
• Модифицированный крахмал – нативный крахмал, прошедший физическую, химическую, биохимическую или комбинированную обработку для улучшения его физико-химических свойств. Благодаря этому он имеет более широкий спектр применений в пищевой и легкой промышленности.

К основным видам модифицированного крахмала относятся: набухающий, окисленный, гидролизованный, поперечносвязанный, ацетилированный, оксилалкилированный, фосфатный, а также декстрины, сукцинаты и другие.

Методы определения содержания крахмала

Среди методов определения содержания крахмала в зерне, продуктах его переработки, кормах и пищевых продуктах используют:

• Биологический метод, или метод бродильной пробы
• Ферментативный метод
• Поляриметрический метод
• Метод титрования
• Экспресс-метод (инфракрасный анализ)

Поляриметрические методы

Среди разных методов определения содержания крахмала принципиальное место занимает поляриметрический метод. Особенность состоит в том, что он базируется на измерении угла вращения поляризованного света, проходящего через раствор крахмала. Метод простой, быстрый и широко используется в зерноперерабатывающей, кормовой и пищевой отраслях.

Чтобы результаты были достоверными и одинаковыми для всех лабораторий, применение поляриметрического метода закреплено в государственных и международных стандартах. Каждый из них определяет правила работы для конкретных продуктов или сырья:

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

В Украине действует стандарт ГСТУ 46.045-2003, регламентирующий методы определения условной крахмалистости зерна, где поляриметрический является официально утвержденным рабочим методом, но при наличии споров в оценке условной крахмалистости используют биологический метод как арбитражный и контрольный. Требуется внесение изменений или отмена.

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

Действующий в Украине нормативный документ, который распространяется на определение содержания крахмала в зерне и продуктах его переработки поляриметрическим методом. На сегодня имеет устаревшую редакцию и требует пересмотра или внесения изменений.

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

Устанавливает поляриметрический метод определения содержания крахмала в кормах, если они не содержат других оптически активных веществ, нерастворимых в этиловом спирте концентрацией 40 %. Не подходит для исследования картофеля, свеклы и других клубненосных растений, зернобобовых и т. п. Для этих случаев используют ферментативный метод по 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».

Новый для украинского нормативного регулирования международный стандарт, устанавливающий поляриметрический метод определения содержания крахмала в нативном крахмале. Он не применяется к модифицированному крахмалу.

5. Прочие нормативные документы, включающие поляриметрический метод определения крахмала: ДСТУ 4953:2008 «Фрукти, овочі та продукти їх перероблення. Метод визначання вмісту крохмалю», АOAC 945.37 “Starch in flour. Polarization method” («Крахмал в муке. Метод поляризации») и другие.

Кратко о поляриметрическом методе исследования на примере метода Эверса

Принцип состоит в том, что крахмал в образце подвергают гидролизу – расщепляют разбавленной соляной кислотой на более простые, растворимые соединения. Белковые вещества, которые могут мешать анализу, удаляют путем осаждения. Далее через очищенный раствор пропускают поляризованный свет, а поляриметр фиксирует угол его вращения. Этот угол прямо пропорционален содержимому крахмала: чем его больше, тем сильнее изменяется направление света.

Поляриметр Hanon – практическое решение для работы по стандартам

Все стандарты, описывающие поляриметрический метод, имеют одно общее требование – точность и воспроизводимость результатов. На практике этого можно достичь при помощи современного оборудования.

Поляриметр Hanon создан для таких задач. Его преимущества:

• Высокая точность измерения (± 0,01°) – позволяет уверенно выполнять требования стандартов, где даже небольшая погрешность может повлиять на результат
• Автоматическая калибровка – гарантирует стабильность показателей без постоянного вмешательства оператора
• Термостатированная измерительная камера – обеспечивает стабильные условия анализа, что является обязательным требованием нормативных документов
• Сенсорное управление – работа с прибором интуитивно понятна, что особенно удобно для ежедневных измерений
• Скорость работы – анализ занимает несколько минут, поэтому подходит и для рутинных лабораторных исследований, и для производственного контроля
• Надежность и долговечность – Hanon разработан для длительной работы в производственных условиях, где важна стабильность результатов

Таким образом, Hanon сочетает требования стандартов с практическими потребностями лабораторий: обеспечивает точность, экономит время и делает процесс контроля максимально простым. Это помогает предприятиям работать уверенно и отвечать международным нормам качества.

Евгений Иваницкий,

отраслевой эксперт группы «Агро»

Смотрите видео про работу с автоматическим поляриметром HANON: