Химия пищи

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

БИОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

ХИМИЯ ПИЩИ

Учебно-методическое пособие

Новосибирск 2011

Кафедра физиологии и биохимии 

Составители: к. м. н., проф. И.В. Тюньков

                                 ст. преп. О.С. Котлярова

Рецензент проф. каф. экологии Л.А. Литвина

Химия пищи: учебно-методическое пособие/ Ново
сиб. гос. аграр. ун-т; Биолого-технол. фак.; сост.: И.В. Тюньков, О.С. Котлярова. – Новосибирск; Изд-во НГАУ, 2011. – 
100 с.

Методическое пособие по проведению лаборатор
ных занятий по дисциплинам химия пищи и пищевая химия предназначено для студентов очной формы обучения 
по специальностям: 080401 – Товароведение и экспертиза 
товаров; 260301 – Технология мяса и мясных продуктов, 
260501 – Технология продуктов общественного питания.

Утверждены и рекомендованы к изданию учебно
методическим советом БТФ (протокол № 9 от 24 мая 2011 г.). 

Ответственный за выпуск: проф. Смирнов П.Н.

© Новосибирский государственный 
аграрный университет, 2011

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплины «Химия пищи» и «Пищевая химия» из
учаются после освоения студентом основных понятий 
фундаментальных естественнонаучных дисциплин: неорганической, аналитической, органической, биологической, 
физической и коллоидной химий, а также микробиологии.

Целевой установкой курса является формирование 

знаний о факторах, обеспечивающих качество готовой пищевой продукции с позиций химической логики. Знание 
таких факторов является необходимым условием для овладения навыками направленного регулирования процессов, 
обеспечивающих качественные характеристики пищевых 
систем.

Курс нацелен на формирование у студента ответствен
ности за производство качественных пищевых продуктов, 
от которых во многом зависит здоровье человека.

Требования к начальной подготовке

Приступая к изучению курса «Химия пищи» студент 

должен:

– иметь представление о промежуточных метаболи
тах в тканях организма и путях их образования;

– знать:
- типы химических связей и строение молекул;
- основные классы органических соединений;
- функциональные группы в органических соединениях;
- строение и классификацию биополимеров;
- основные свойства биополимеров;
- разницу между физико-химическими и биохимиче
скими процессами;

- классификацию ферментов;
– уметь:
- по названию фермента определять тип катализируе
мой им реакции и продукт реакции;

- по функциональным группам устанавливать класс 

органического соединения.

Предметные цели обучения

К концу изучения дисциплины студент должен 
– знать:
- химический состав сырья и продуктов;
- физико-химические превращения основных нутриен
тов в процессе получения готовых продуктов;

- роль пищевых добавок в производстве продуктов пи
тания;

- принципы рационального сочетания пищевых компо
нентов при создании новых форм пищевых продуктов;

- роль химических, физико-химических, коллоидных, 

биохимических, микробиологических и ферментных процессов в формировании качества продуктов питания.

– уметь применять:
- принцип физико-химической и биотехнологической 

модификации свойств сырья и пищевых систем;

- пищевые добавки, добавки к пище, комплексные 

функционально-технологические препараты;

- методы определения функционально-технологиче
ских свойств пищевых гидроколлоидов;

- методы стандартных испытаний по определению фи
зико-химических и структурно-механических показателей 
сырья материалов и готовых пищевых продуктов;

- навыки управления действующими технологически
ми процессами переработки сырья животного происхождения, обеспечивающими выработку продукции высокого 
качества.

Студенты обязаны приобрести знания по химиче
ской структуре и технологии переработки пищевых продуктов, а также изучить химические основы процессов технологии переработки.

В процессе усвоения дисциплины студент должен при
обрести минимум практических умений и навыков:

– соблюдать технику безопасности при работе в лабо
ратории;

– уметь оказывать первую помощь при несчастном 

случае;

– мыть посуду для анализов;
– рассчитать и приготовить реактивы для биологиче
ских исследований; 

– уметь пользоваться приборами для биохимических 

анализов;

– делать расчеты результатов анализов;
– владеть колометрическим, рефрактометрическим, 

рН-метрическим методами;

– анализировать аминокислотный состав исследуемо
го материала;

– уметь правильно интерпретировать результаты био
химических исследований;

– уметь дать квалифицированные рекомендации по хи
мическому составу пищевых продуктов.

Освоение курса невозможно без самостоятельной ра
боты студентов.

Цель данного учебно-методического пособия – озна
комить студентов с методами оценки качества продуктов на 
базе экспериментальных исследований.

Лабораторный практикум позволит сформировать у 

студента понимание логической завершенности теоретического и практического циклов по модулям в отдельности и в 
целом по всему курсу «Химия пищи».

Лабораторные работы:
1. Определение пищевых волокон.
2. Белки. Химические свойства белков.
3. Углеводы.

4. Липиды.
5. Анализ воды.
6. Определение нитратов.
7. Анализ колера.
8. Определение кислотности пищевых продуктов.
9. Анализ поваренной соли.
10. Определение массовой доли поваренной соли в 

хлебобулочных изделиях.

Правила оформления лабораторной работы:
1. Название работы.
2. Цель лабораторной работы.
3. Принцип определения исследуемого показателя.
4. Название этапов работы
5. Полученные результаты.
6. Вывод.

РАЗДЕЛ 1. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Лабораторная работа № 1. Определение пищевых 

волокон

Цель: ознакомиться с методами определения суммы 

пищевых волокон.

Под термином «пищевые волокна» понимают хими
ческие соединения, входящие в состав пищевых продуктов 
растительного происхождения, которые не способны расщепляться в пищеварительном тракте человека под действием 
его тканевых ферментов. По химической природе пищевые 
волокна представляют собой сложные углеводы: целлюлозу (клетчатка), гемицеллюлозу, пектиновые вещества. К 
пищевым волокнам относится также лигнин, который хотя 
и не является углеводом, но всегда сопутствует клетчатке в 
довольно заметных количествах, химически связан с ней и 
практически не отделим. В кислотных и других средах не 
гидролизуется. Лигнин не является индивидуальным химическим соединением. Лигнином называют группу опорных 
веществ фенольной природы, состоящих из полимеризатов 
дегидрированных спиртов.

Суммарное количество пищевых волокон можно опре
делить по количеству входящих в пробу отдельных компонентов – клетчатки, гемицеллюлозы, лигнина, пектиновых 
веществ.

1.1. Определение сырой клетчатки

Для определения суммарных компонентов (клетчатка, 

гемицеллюлоза, лигнин) наиболее пригоден метод «сырой» 
клетчатки по Геннесбергу и Штоману. В состав «сырой» 
клетчатки входят инкрустирующие вещества (лигнин, кутин, суберин), частично гемицеллюлоза, пентозаны, гексозаны и другие вещества. «Сырую» клетчатку получают в 

результате последовательной обработки навески кислотой 
и щелочью в точно определенных условиях, в некоторой 
степени имитирующих действие среды пищеварительного 
тракта организма. Под действием кислоты из пробы удаляются простые и сложные сахар, некоторые азотистые соединения. Щелочь омыляет жиры, растворяет белки и часть 
инкрустирующих веществ.

Техника выполнения. Берут навеску 3 г на аналити
ческих весах и помещают в химический стакан емкостью 
300 мл, добавляют 200 мл 1,25%-го раствора серной кислоты и кипятят на сетке в течение 30 минут (время фиксируется с момента закипания). Для поддержания данной концентрации кислоты в стакан регулярно доливают горячую 
дистиллированную воду до метки 200 мл. Воду подливают 
сильной струей из промывалки, так чтобы она смывала частицы, приставшие к стенкам стакана. По истечении времени стакан снимают с нагревательного прибора, дают осесть 
осадку, охлаждают при комнатной температуре. Затем жидкость отсасывают на воронке Бюхнера, после этого осадок 
несколько раз промывают горячей дистиллированной водой 
до нейтральной реакции (проба на универсальную или синюю лакмусовую бумагу).

После промывания осадок вновь переносят с фильтра 

в тот же химический стакан и добавляют 200 мл 1,25%-го 
раствора едкого натрия и кипятят 30 минут, регулярно добавляя воду по аналогии с серной кислотой. Затем жидкость отсасывают на воронке Бюхнера, осадок промывают 
горячей дистиллированной водой до нейтральной реакции 
(проба на универсальную или красную лакмусовую бумагу). Только после этого осадок переносят на высушенный и 
заранее взвешенный на аналитических весах фильтр.

Фильтр должен быть высушен в сушильном шкафу 

при температуре 100–150 0С в течение 3–4 часов. Осадок 
на фильтре промывают смесь спирта и эфира (1:1) для уда

ления жира. Осадок считается промытым тогда, когда вытекающие капли фильтрата станут бесцветными. Потом 
осадок вместе с фильтром сушат в сушильном шкафу при 
температуре 100–150 0С в течение 3–5 часов. Осадок после 
высушивания охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. По разнице весов осадка с фильтром и 
самого фильтра находят вес «сырой» клетчатки, и по формуле вычисляют процентное содержание «сырой» клетчатки в 
пробе (у), %:

y = 100 x b∕ a

где   b – вес «сырой» клетчатки, г;

а – навеска пробы, г.

1.2. Определение пектиновых веществ

Пектиновые вещества являются кальциевыми и маг
ниевыми солями полимеров частично метоксилированной 
галактуроновой кислоты. Пектины могут находиться в растворимой и нерастворимой формах. Нерастворимая форма 
называется протопектином. При действии разбавленных кислот протопектин гидролизуется до растворимого пектина.

Для определения пектина чаще всего пользуются весо
вым кальциево-пектиновым методом. Метод основан на гидролизе пектиновых веществ до полигалактуроновой (пектиновой) кислоты, ее осаждении в форме кальциевой соли, 
высушивании и взвешивании. Нерастворимые кальциевые 
и магниевые соли полигалактуроновой кислоты предварительно переводят в раствор цитратом аммония или натрия.

Техника выполнения эксперимента

На технических весах отвешивают навеску массой 3 г, 

растирают в ступке до однородного состояния и переносят 
в колбу вместимостью 100–150 мл. Заливают 50 мл раствора 
НСl (0,3 моль/дм3) и нагревают с обратным холодильником 
в течение 30 минут на кипящей водяной бане. Затем 

гидролизат фильтруют через складчатый фильтр в мерную 
колбу вместимостью 250 мл.

Осадок с фильтром возвращают в колбу, заливают 

50 мл 1%-го раствора лимоннокислого аммония и вновь помещают на 30 минут на кипящую водяную баню. По истечении времени гидролизат фильтруют в ту же мерную колбу, 
что и в первый раз. Гидролизаты в обоих случаях фильтруются после водяной бани без предварительного охлаждения.

Далее фильтрат нейтрализуют 10%-м раствором NaOH 

(в среднем 5 мл) и содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой. Пектиновые вещества, включая протопектин, находятся в форме пектиновой кислоты.

Затем из мерной колбы берут 50 мл фильтрата, добав
ляют 50 мл 0,4%-го раствора NaOH и оставляют на ночь при 
комнатной температуре для омыления метоксильных групп.

На следующий день раствор нейтрализуют 50 мл ук
сусной кислоты (1 моль/дм3) и прибавляют 50 мл СаСl2 
(2 мл/дм3). Для полноты реакции СаСl2 с пектиновой кислотой раствор сразу кипятят 5 минут или оставляют на 1 час. 
После кипячения образовавшийся осадок пектата кальция 
фильтруют через высушенный до постоянной массы беззольный фильтр. Осадок на фильтре промывают кипящей 
водой до исчезновения положительной реакции на хлор. Затем осадок пектата кальция вместе с фильтром переносят в 
бюкс и при температуре 100 0С доводят до постоянной массы. Исходя из массы пектата кальция, рассчитывают содержание пектина Хb ( в %) по формуле:

Хb = 0.9235 x 100 x M0 x V1/ М х V2  

где    Мо – масса осадка пектата кальция, г;

М – масса навески, г;
0,9235 – коэффициент, учитывающий массу кальция в  

 
 
молекуле пектата;

V1 – общий объем гидролизата, мл;
V2 – объем гидролизата, взятого для омыления меток- 

 
     сильных групп, мл.