Анализ углеводов в пищевых продуктах презентация

Актуальность качественного состава и точного количественного содержания углеводов в пищевых, в частности на основе молочного сырья, продуктах связана с необходимостью решения следующей основной задачи: выявление фальсификации (в продукте содержатся/не содержатся регламентированные производителем углеводы в заявленном количестве). Как частную можно выделить задачу обеспечения отсутствия лактозы в продукте, если он заявлен, как «не содержащий лактозу».

Углеводы делятся на простые:
моносахариды
(глюкоза и фруктоза и др.),
дисахариды (сахароза и лактоза и др.)
сложные: олигосахариды
(фруктаны, нистоза, кестоза),
полисахариды (крахмал, пектин, гликоген, хитин, целлюлоза).

Нутрициологи разделяют углеводы на два класса:
легко усваиваемые (моно-, большая часть дисахаридов) и неперевариваемые (сложные углеводы, оставшаяся часть дисахаров).

Врождённое заболевание непереносимости дисахарида лактозы недостаточности встречается лишь у 5-9% младенцев планеты и бывает, если ребёнок родился недоношенным,
в случае генетической предрасположенности к лактазной недостаточности, при развитии иного вида заболевания, которое даёт толчок для формировании лактазной недостаточности

Для взрослых людей лактазная недостаточность – не заболевание, а отсутствие в геноме эволюционного преимущества. Способность усваивать лактозу на протяжении всей жизни обусловлена генетической предрасположенностью, которая возникла 7,5 тыс. лет назад у народов, проживавших между Балканами и Центральной Европы . Приблизительно 70% взрослого населения Земли испытывает лактазную недостаточность.

Любые углеводы и их производные наиболее точно идентифицируются и определяются количественно методами хроматографии (высокоэффективной жидкостной хроматографии ВЭЖХ или газовой хроматографии ГХ, ошибка методов 2–3 % при чувствительности достигающей 10−9 г) включая масс-спектрометрический детектор

Традиционными методами экстракции являются жидко-жидкостная экстракция (ЖЖЭ) и твёрдофазная экстракция (ТФЭ), более современными – сверхкритическая флюидная экстракция. Используется также фракционирование в потоке под действием силовых полей, хроматографические методы фракционирования
(ЖЖЭ)
(ТФЭ)

Другими широко используемыми методами при подготовке проб к анализу углеводов являются:
- использование мембран (ультра- и нанофильтрация), позволяющих разделить углеводы по фракциям соответственно их молярным массам;
- фракционирование на активированном угле;
-использование молекулярно-импринтированных полимеров (molecularly imprinted polymers MIP).

В некоторых случаях после фракционирования углеводов применяется гидролиз или дериватизация углеводов, облегчающие проведение последующего анализа. Кислотному гидролизу подвергают высокомолекулярные углеводы для получения олиго- или моносахаридов. Условия гидролиза не должны быть слишком жёсткими, чтобы моносахариды не дергадировали. Например, стандартными условиями обработки пшеничной муки:
2М HCl при 100 ᵒС в течение 90 мин.
Дериватизация – метод повышения летучести углеводов превращением их в эфиры для последующего использования ГХ.

Среди спектроскопических методов определения углеводов выделяют спектральные методы в видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра, флуоресцентные, атомно-абсорбционные, атомно-эмиссионные, электронного спинового резонанса, ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и масс-спектрометрические (МС).

Однако в случае частных задач: количественного определения лактозы самыми простыми и одновременно достаточно точными являются стандартный фотометрический (+0,1%) метод, метод Бертрана или перманганатометического титрования (±1,1% для сахарозы), ускоренный феррицианидный (+0,9% сахарозы) метод; поляриметрический (+0,7%) метод; для определения сахаров в сгущёном молоке – стандартный поляриметрический (+0,1%) или йодометрический (±1,5% сахарозы, ±1,0% лактозы) методы .

Таким образом, в арсенале современной аналитической химии имеется несколько методов качественного и количественного определения углеводов: фотометрические, спектроскопические и хроматографические и др., выбираемые в зависимости от класса поставленных задач и сложности пищевого матрикса
продукта.