חומר יבש הוא שיטת קביעה

2024 מְחַבֵּר: Isabella Gilson | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 03:26

מים הם אחת התרכובות הכימיות הנפוצות ביותר על פני כדור הארץ. הוא ממלא תפקיד יוצא דופן בחיי העולם הביולוגי, בדיוק כפי שהחמצן, בהיותו תנאי הכרחי לחיים, הוא חלק מכל היצורים החיים ומשתתף במערכות המטבוליות שלהם. קביעת תכולת המים (אחוז הלחות) בסביבת האדם, מזון, חומרים תעשייתיים, חומרים גזים, מוצקים ונוזליים היא אחת המשימות הרבות שנפתרו במעבדות ברחבי העולם.

הגדרת המושג

ההגדרה הכללית ביותר למוצקים (שאריות יבשות בכימיה) היא שמדובר בחומרים שהוסרה מהם לחות. אבל את הלחות הכלולה בחומר או בחומר ניתן לחלק לשני מרכיבים:

• אחד הכלול במולקולות של חומר, או קשור;
• זה שנמצא בין המולקולות של חומר, או חופשי.

ניתן להסיר מים בחינם על ידי פיזישיטות: אידוי, ייבוש, זיקוק וכו'. במקרה זה, מבנה החומר יכול להשתנות, אך ההרכב הכימי לא. ניתן להסיר לחות קשורה רק בתנאים קשים יותר או אפילו עם כימיקלים בלבד.

יבש - אלו חומרים ששני סוגי המים נעדרים בהם. יש לזכור שהאוויר שמסביב מכיל כל הזמן כמות מסוימת של אדי מים.

לכן יש לאחסן חומרים חמים מיובשים במיכלים מיוחדים כדי שאדי מים לא ייכנסו אליהם.

מים באוכל

מזון מכיל כמויות גדולות של מים. מ-70-95% בפירות וירקות שונים ועד 4% באבקת חלב. אבל תכולת הלחות של המוצר אינה מעידה על אחוז המים החופשיים והקשורים בו, ולכך יש תפקיד מוביל באחסון. ואכן, בהתאם ללחות משתנים המראה, הטעם ובהתאם גם זמן ושיטת האחסון ללא הופעת סימני קלקול. לכן, יצרנים מציינים בדרך כלל לא רק את התקופה, אלא גם את הלחות והטמפרטורה של אחסון המוצר.

במזון, מים יכולים להיקשר על ידי חלבונים ומספר רב של תרכובות אורגניות אחרות למערכות קולואידיות יציבות שמהן קשה להסיר.

מים במזון לבעלי חיים

חומר יבש עשוי להתייחס לחלק היבש של מזון לבעלי חיים. ניתן לסווג חומר תזונתי או רעלן במזון ככזה כדי לציין את רמתו במזון מן החי. התחשבות ברמות תזונתיות שונותהזנה על בסיס חומר יבש (ולא על בסיס ראיות) מאפשרת השוואה. אחרי הכל, בכל מזון יש אחוזי מים שונים. זה גם מאפשר השוואה בין הרמה היבשה של חומר תזונתי נתון לרמה הנדרשת בתזונה של בעל החיים.

אחוז המים נקבע לרוב על ידי חימום המזון על צלחת נייר במיקרוגל או שימוש ב-Koster Tester לייבוש המזון. קביעת מוצקים יכולה להיות שימושית עבור הזנות באנרגיה נמוכה עם אחוז גבוה של מים כדי להבטיח צריכת אנרגיה נאותה. הוכח שבעלי חיים הצורכים סוגי מזון אלה מקבלים פחות אנרגיית מזון. בעיה הנקראת אובדן חומר יבש יכולה לנבוע משחרור חום הנגרם על ידי נשימה מיקרוביאלית. זה מפחית את התוכן של פחמימות לא מבניות, חלבונים ואנרגיה כוללת של מזון.

איך לחשב את כמות הלחות

תכולת החומר המוצק נקבעת על פי ההפרש בין משקל המוצר כולו לתכולת הלחות שלו (תכולת הלחות). לשם כך, בדרך כלל משתמשים בשיטות ישירות ועקיפות.

שיטות ישירות עוזרות לחלץ את המים הכלולים במוצר, ולאחר מכן לקבוע את כמותם.

שיטות עקיפות כגון ייבוש, רפרקטומטריה, צפיפות או מוליכות של תמיסה קובעות את תכולת המוצקים. שיטות עקיפות יכולות לכלול גם את שיטת החשיפה לחומר הנבדק עם ריאגנטים כימיים.

קשיים בקביעת תכולת הלחות של חומר

קביעת כמותמים בדגימה מסובכים לפעמים בשל העובדה שהייבוש שלהם מוביל גם לשינוי בהרכב הכימי שלהם: חומרים נדיפים כמו פחמן דו חמצני, כמה חומצות אורגניות, תרכובות אמוניה, כמו גם רוב האלכוהול והאתרים פשוט מתאדים במהלך התהליך, והחמצון של מספר חומרים אורגניים מוביל לעלייה במשקל היבש. זה יכול לגדול גם בגלל המים הכלולים בקולואידים ההידרופיליים היציבים.

איך לקבוע את השאריות היבשות

קביעת מוצקים מתבצעת בשיטות שונות. שקול את העיקרי והנפוץ ביותר:

1. שיטת בוררות. תכולת המים נקבעת על ידי ייבוש למשקל יבש קבוע כאשר משתחררת לחות היגרוסקופית. הטמפרטורה נשמרת בהגדרה קפדנית. הדגימה מיובשת למשקל קבוע. קיימת גם שיטה מואצת, המתבצעת בטמפרטורה גבוהה. במקרה זה, זמן ייבוש מסוים נקבע, והתהליך מתבצע על ידי סינטרה למסה הומוגנית עם חול מסויד מראש. כמות החול המיושמת צריכה להיות פי שניים עד ארבעה מזו של הדגימה. חול נחוץ לייבוש אחיד, מגביר את הנקבוביות ומקל על הסרת הלחות. התהליך מתבצע בכוסות חרסינה למשך 30 דקות, הטמפרטורה נקבעת לפי סוג המוצר. ניתן להשתמש בכוסות אלומיניום או זכוכית במקום כוסות חרסינה.
2. ייבוש בתדירות גבוהה. מכשיר כזה מייצר קרינת אינפרא אדום ובדרך כלל מורכב משני לוחות, אשרמחוברים זה לזה. השיטה מאפשרת פעמים רבות להאיץ את תהליך הייבוש, ומכאן את כל המחקר.
3. שיטת רפרקטומטריה. השימוש בשיטה זו רלוונטי לרוב לחומרים המכילים הרבה סוכרוז: ממתקים, סירופים או מיצים. במקרה זה, מדדי השבירה של דגימת החומר והסוכרוז מושווים. מכיוון שמקדם השבירה תלוי בטמפרטורה, שתי התמיסות מונחות בתרמוסטט לפני הבדיקה. שיטה זו קובעת במדויק את כמות המוצקים.

שיטות בשימוש נדיר

1. השיטה של קולורימטריית סריקה דיפרנציאלית היא לקרר את הדגימה מתחת לנקודת הקיפאון של המים, בעוד מים חופשיים יהפכו למצב מוצק, וכאשר הדגימה מחוממת, ניתן למצוא את החום שהושקע כדי להמיס מים אלה. ומים קשורים יוגדרו כהפרש בין סך המים למים קפואים.
2. שיטת המדידות הדיאלקטריות מבוססת על העובדה שבנוכחות מים קשורים חלקית, תכונותיו כדיאלקטרי שונות מאוד מהמדגם שבו אין מים כאלה. לאחר קביעת התכונות הדיאלקטריות של מדגם של חומר, תכולת המים החופשיים והקשורים נמצאה באמצעות טבלאות מיוחדות.
3. השיטה למדידת קיבולת החום היא למדוד את המדד של מים קפואים כשהם מופשרים, כאשר קשרי מימן נשברים. בלחות גבוהה של הדגימה, ערך קיבולת החום ייקבע על ידי מים חופשיים, שכושר החום שלהם גדול פי 2 מזו של קרח.
4. שיטה של תהודה מגנטית גרעינית קובעת את ניידות המים פנימהמטריצה קבועה. בנוכחות מים חופשיים וקשורים, המכשיר קובע את נוכחותם בספקטרום בשני קווים בבת אחת. סוג אחד של מים נותן רק קו ספקטרלי אחד. השיטה יקרה, אך מדויקת מאוד, משמשת למחקרים מעמיקים של מבנה חומרים אורגניים.
5. השיטה הדנסימטרית מתחילה בקביעת המשקל הסגולי של המדגם. זוהי הדרך הרגילה לחשב מים במיצים, סירופים, פירות מעובדים או פירות יער עם סוכר. המשקל הסגולי נקבע בעזרת הידרומטר. כשאנחנו יודעים זאת, אנו משתמשים בנתונים המופיעים ב-GOST עבור החומר הנבדק ומגדירים את תכולת המים בדגימה.

יצוין כי השיטות לקביעת מוצקים אינן מוגבלות לאלו המפורטות במאמר זה.

המלצות לבחירת שיטת מחקר

לכל דגימה ספציפית של חומר, מוצר או חומר, נעשה שימוש בשיטה משלו לקביעת חומרים יבשים. להבהרת השיטה, יש צורך להתייחס לתקנים ולתקנות המדינה שפותחו עבור כל מוצרי המזון ותעשיותיהם.

תקנים ממלכתיים

מבחר גדול של שיטות לקביעת השאריות היבשות אין פירושו בחירה עצמאית בשיטה הרצויה. לביצוע נכון של המחקר, יש צורך להכיר את הסטנדרטים והתקנות של המדינה לביצוע ניתוחים אלה בהתאם ל-GOST.

לפיכך, GOST 26808-2017 "שימורים של דגים ופירות ים. שיטות לקביעת חומר יבש" ו-GOST 32640-2012, לגבי שיטות לחישוב תכולת חומר בהזנה. הם מתארים את התהליכים בפירוט רב, מציינים את תכונות היישום שלהם, הציוד והחומרים למחקר.

תקנים ותקנות אחרים

בנוסף לתקנים הממלכתיים, ישנם מספר רב של תקנים שונים הקובעים את נכונות בדיקות המעבדה עבור כל סוג של חומר בדיקה לתכולת החומר היבש. אלה הם OSTs שונים, TU, PCT, MVI ונורמות ותקנים אחרים. כך, למשל, יש RD 118.02.8-88 "מתודולוגיה למדידת תכולת שאריות יבשות (חומרים מומסים) בשפכים."