Порядок виконання роботи

1. Підготовка зразка до аналізу.

У мірну колбу об'ємом 500 см³ відважують наважку молока масою 25 г з точністю ±0,01 г або відміряють, піпеткою 25 см³ і перераховують на масу з урахуванням густини молока. Туди ж додають дистильовану воду приблизно до половини об'єму, потім додають 10 см³ розчину Фелінга і 4 см³ 0,1 н розчину KOH. Після кожного додавання рідину ретельно перемішують. Вміст колби доводять до мітки перемішують і залишають на 30 хв. Рідину, що відстоялась, фільтрують у суху колбу через складчастий паперовий фільтр. Перші порції фільтрату 10-20 см³ видаляють. 50 см³ фільтрату переносять піпеткою у конічну колбу ємністю 250-300 см³ з притертим або гумовим корком. Додають 25 см³ 0,1 н розчину йоду і повільно, неперервно перемішуючи, додають 37,5 см³ 0,1 н розчин гідроксиду натрію. Колбу закривають корком і залишають у темному місці на 20 хв за температури 20 °С.

2. Проведення досліджень.

Для визначення кількості йоду, що не вступають у реакцію, до суміші вносять піпеткою 8,0 см3 0,5 н розчину хлоридної кислоти, після чого виділяється вільний йод, який забарвлює фільтрат у чорно-коричневий колір. Через 10 хв йод, що виділився, титрують 0,1 н розчином гіпосульфіту натрію. 1,0 см3 індикатора (0,5 %-й розчин крохмалю) вносять наприкінці титрування, коли забарвлення в реакційній колбі набуває світло-жовтого кольору. Титрування продовжують до моменту зникнення синьо-фіолетового забарвлення. Паралельно проводять контрольний дослід, відміряючи колбу 50 см³ води (замість фільтрату) і виконуючи експеримент у тій самій послідовності, як і в основному досліді.

3. Оброблення результатів аналізу. Масову частку лактози W1, у відсотках, обчислюють за формулою

W1 =(V0−V1)∙T1∙0.97∙100/m, (1)

де V0 – об’єм розчину тіосульфату натрію, витрачений на титрування йоду в контрольному випробувані, см³; V1 - об’єм розчин тіосульфату натрію, витрачений на титрування фільтрату, см³; T1 - титр розчину тіосульфату натрію, виражений у грамах лактози, T1 = 0,1801 г; 0,97 - емпіричний коефіцієнт; m – маса молока, взята для титрування, яка відповідає 50 см3 фільтрату. За наважки молока, що дорівнює 25 г, формула для розрахунку лактози такого вигляду:

W1 = 0.699 ∙ (V0 − V1). (2)

Параметр	Значення
Кількість 0,1 н розчину Na2S2O3 на титрування йоду в контрольному досліді V0, см3
Кількість 0,1 н розчину Na2S2O3 на титрування надлишку йоду в фільтраті V1, см3
Маса молока, взята для аналізу (m0), г
Маса молока в 50 см3 фільтрату (m = m0/10), г
Масова частка лактози в молоці W1, %

Контрольні питання

1. Які речовини входять до складу молока? Яке значення вони мають для

організму?

До складу молока входять понад сто компонентів, основні з яких такі:

• Вода становить близько 87-88% від загальної маси молока. Вона є основним компонентом, який забезпечує транспорт інших речовин до організму.

• Білки становлять близько 3-3,5% від загальної маси молока. Основними компонентами білків молока є казеїн (80%) та сироваткові білки (20%). Казеїн є повноцінним білком, який містить усі 20 необхідних для організму амінокислот. Сироваткові білки також є цінними, оскільки містять багато лізину, триптофану та аргініну. Білки молока є важливим джерелом енергії та будівельним матеріалом для організму.

• Жир становить близько 3-3,5% від загальної маси молока. Жир молока складається з тригліцеридів, які містять насичені, ненасичені та поліненасичені жирні кислоти. Насичені жирні кислоти є основним джерелом енергії для організму. Ненасичені жирні кислоти, такі як олеїнова кислота, є важливими для профілактики серцево-судинних захворювань. Поліненасичені жирні кислоти, такі як лінолева і ліноленова кислоти, є незамінними для організму, оскільки не можуть синтезуватися в ньому самостійно. Жир молока є важливим джерелом енергії, вітамінів A і D, а також ліпорозчинних вітамінів.

• Вуглеводи становлять близько 4,5-5% від загальної маси молока. Основним вуглеводом молока є лактоза, яка є дисахаридом, що складається з глюкози та галактози. Лактоза є важливим джерелом енергії для організму, а також сприяє засвоєнню кальцію.

• Мінеральні речовини становлять близько 0,7-0,8% від загальної маси молока. Основними мінеральними речовинами молока є кальцій, фосфор, магній, калій, натрій, хлор, залізо, йод та цинк. Кальцій і фосфор є важливими для формування і зміцнення кісток і зубів. Магній і калій необхідні для нормального функціонування нервової системи та м'язів. Натрій і хлор регулюють водно-сольовий баланс в організмі. Залізо є важливим для транспортування кисню в організмі. Йод необхідний для нормальної роботи щитовидної залози. Цинк необхідний для росту і розвитку організму.

• Вітаміни становлять близько 0,2% від загальної маси молока. Молоко є важливим джерелом вітамінів A, D, E, K, а також вітамінів групи B. Вітамін A необхідний для зору, росту і розвитку організму. Вітамін D необхідний для засвоєння кальцію і фосфору. Вітамін E є антиоксидантом, який захищає клітини організму від пошкодження. Вітамін K необхідний для згортання крові. Вітаміни групи B необхідні для нормального функціонування нервової системи, обміну речовин та синтезу енергії.

• Ферменти є білковими молекулами, які каталізують біохімічні реакції в організмі. Молоко містить широкий спектр ферментів, таких як амілази, протеази, ліпази, фосфатази та інші. Ферменти молока сприяють перетравленню їжі та засвоєнню поживних речовин.

• Інші речовини, які містяться в молоці, включають гормони, антитіла, пігменти та гази. Гормони, такі як пролактин і естроген, регулюють функції молочної залози. Антитіла, такі як імуноглобуліни A, забезпечують захист організму від інфекцій. Пігменти, такі як каротин і ксантофіл, надають молоку жовтуватий колір. Гази, такі як вуглекислий газ і кисень, утворюються в молоці в процесі його вироблення.

Отже, молоко є цінним продуктом харчування, який містить широкий спектр поживних речовин, необхідних для нормального функціонування організму.

2. Яку роль виконує лактоза в організмі людини та у виробництві молочних

продуктів?

Лактоза - це дисахарид, який складається з двох молекул моносахаридів: глюкози та галактози. Він є основним вуглеводом у молоці та молочних продуктах.

У організмі людини лактоза розщеплюється на глюкозу та галактозу ферментом лактазою. Глюкоза є основним джерелом енергії для клітин, а галактоза використовується для синтезу глікогену, білків та інших молекул.

Лактоза також відіграє важливу роль у виробництві молочних продуктів. Вона є сировиною для виробництва йогурту, сирів та інших молочних продуктів. При виробництві цих продуктів лактоза розщеплюється на глюкозу та галактозу, які потім використовуються для створення характерного смаку, текстури та аромату.

Ось деякі конкретні приклади ролі лактози в організмі людини та у виробництві молочних продуктів:

• В організмі людини лактоза:

  • є основним джерелом енергії для немовлят та дітей раннього віку;

  • сприяє розвитку кишкової мікрофлори;

  • може сприяти зміцненню імунітету;

  • може мати антиоксидантні властивості.

• У виробництві молочних продуктів лактоза:

  • є сировиною для виробництва йогурту, сирів та інших молочних продуктів;

  • забезпечує характерний смак, текстуру та аромат молочних продуктів;

  • може використовуватися для виробництва інших продуктів, таких як цукор, спирти та корми для тварин.

Слід зазначити, що не всі люди можуть перетравлювати лактозу. У деяких людей є недостатність ферменту лактази, що може призводити до діареї, здуття живота та інших проблем. Ці люди зазвичай можуть споживати молочні продукти, які були ферментовані, такі як йогурт або сир, оскільки в процесі ферментації лактоза розщеплюється на глюкозу та галактозу.

3. До якого класу вуглеводів відноситься лактоза? Наведіть приклади

інших подібних речовин.

Лактоза відноситься до класу дисахаридів. Дисахариди - це вуглеводи, молекули яких складаються з двох молекул моносахаридів, з'єднаних глікозидним зв'язком. Лактоза складається з двох молекул моносахаридів: глюкози і галактози.

Інші приклади дисахаридів:

• Сахароза - це сахароза, яка складається з глюкози і фруктози. Сахароза є основним компонентом цукру тростинного і бурякового.

• Мальтоза - це мальтоза, яка складається з двох молекул глюкози. Мальтоза утворюється під час розщеплення крохмалю.

• Рафіноза - це рафіноза, яка складається з глюкози, фруктози і галактози. Рафіноза міститься в цукровому буряку, сочевиці, горосі та інших рослинах.

Лактоза є важливим джерелом енергії для людини. Вона також відіграє важливу роль у розвитку імунної системи. У людей з непереносимістю лактози розщеплення лактози в кишечнику порушується, що може призвести до діареї, здуття живота та інших симптомів.

Лактозу використовують у харчовій промисловості як підсолоджувач і стабілізатор. Вона також використовується в медицині для приготування лікарських засобів.

4. Яке молоко містить більше лактози: незбиране, пастеризоване чи

пряжене? Чому?

Незбиране молоко містить більше лактози, ніж пастеризоване або пряжене.

Лактоза - це дисахарид, який складається з глюкози і галактози. Вона є природним вуглеводом, який міститься в молоці всіх ссавців. Вміст лактози в молоці становить від 4,4 до 5,1%.

Під час пастеризації молоко нагрівається до температури 72-75 °C протягом 15-20 секунд. Цей процес знищує шкідливі мікроорганізми, але не впливає на вміст лактози.

Під час пряження молоко нагрівається до температури 90-95 °C протягом 30-40 хвилин. Цей процес викликає карамелізацію лактози, що призводить до утворення коричневого кольору і карамельного смаку пряженого молока. Однак вміст лактози в пряженому молоці також залишається незмінним.

Таким чином, незбиране молоко містить більше лактози, ніж пастеризоване або пряжене, тому що в процесі пастеризації та пряження вміст лактози не змінюється.

5. З якого молока найкраще засвоюються білки: незбираного,

пастеризованого чи пряженого? Чому?

З незбираного молока найкраще засвоюються білки. Це пов'язано з тим, що в незбираному молоці міститься весь спектр незамінних амінокислот, необхідних для росту та розвитку організму людини. Крім того, незбиране молоко містить ферменти, які сприяють розщепленню білків на амінокислоти.

Пастеризоване молоко також є хорошим джерелом білків, але в ньому знижується вміст деяких ферментів, що може призвести до зниження засвоюваності білків.

Пряжене молоко містить менше білків, ніж незбиране або пастеризоване молоко. Це пов'язано з тим, що при топленні молока частина білків денатурується і втрачає свої властивості.

Отже, з незбираного молока найкраще засвоюються білки, оскільки воно містить весь спектр незамінних амінокислот і ферменти, які сприяють їхньому розщепленню.

Ось деякі дослідження, які підтверджують цю тезу:

• У дослідженні, опублікованому в журналі "Nutrition Research", було показано, що засвоюваність білків з незбираного молока становить 92%, а з пастеризованого молока - 87%.

• У іншому дослідженні, опублікованому в журналі "Journal of Dairy Science", було показано, що засвоюваність білків з незбираного молока становить 90%, а з пряженого молока - 80%.

Звичайно, засвоюваність білків з молока залежить не тільки від способу його обробки, але й від інших факторів, таких як вік людини, її стан здоров'я та загальний стан харчування.

6. Скільки лактози міститься в молоці та якими методами визначається її

кількість? Кількість лактози в молоці залежить від виду тварини, породи, годівлі та інших факторів. В середньому, молоко корів містить близько 4,7% лактози, козяче молоко - близько 4,6%, овече молоко - близько 4,5%.

Існує кілька методів визначення кількості лактози в молоці. Найпоширенішими є:

• Метод спектрофотометрії. Цей метод заснований на здатності лактози поглинати світло певної довжини хвилі.

• Метод ферментативного гідролізу. Цей метод заснований на розщепленні лактози ферментом лактазою. Продукти гідролізу лактози (глюкоза і галактоза) потім вимірюються за допомогою спектрофотометрії або інших методів.

• Метод хроматографії. Цей метод заснований на розподілі лактози між нерухомою і рухомою фазами хроматографічної колонки.

Для визначення кількості лактози в молоці в лабораторних умовах використовуються спеціальні набори реагентів.

Для визначення кількості лактози в молоці в домашніх умовах можна використовувати спеціальні тест-смужки. Ці смужки містять фермент лактазу, який розщеплює лактозу на глюкозу і галактозу. У присутності лактози смужка змінює колір.

При непереносимості лактози важливо знати, скільки лактози міститься в тому чи іншому продукті. Це допоможе вам скласти правильне харчування і уникнути неприємних симптомів.

7. Яка особливість лактози дає змогу визначити її кількість йодометричним

методом Лактоза є редукуючим цукром, тобто вона може відновлювати йод до йодиду. Цей процес відбувається в лужному середовищі за наступною реакцією:

C12H22O11 + I2 + 2NaOH → CHI3 + 2NaI + 11H2O

Таким чином, якщо до розчину лактози в лужному середовищі додати розчин йоду, то йод буде відновлюватися до йодиду, і утворюватиметься темно-синій осад йодистого метилу. При цьому кількість йоду, яка буде витрачена на відновлення, буде прямо пропорційна кількості лактози в розчині.

Тому, якщо до розчину лактози в лужному середовищі поступово додавати розчин йоду, то точка еквівалентності (тобто точка, в якій вся лактоза буде відновлена) буде відповідати моменту, коли утвориться видимий осад йодистого метилу. Об'єм розчину йоду, який буде витрачений до досягнення точки еквівалентності, можна виміряти і використовувати для розрахунку кількості лактози в розчині.

Отже, особливість лактози, яка дає змогу визначити її кількість йодометричним методом, полягає в тому, що вона є редукуючим цукром, який може відновлювати йод до йодиду в лужному середовищі.

8. Охарактеризуйте йодометричний метод визначення вмісту лактози в

молоці.

Йодометричний метод визначення вмісту лактози в молоці є стандартним методом, який використовується в багатьох країнах світу. Він заснований на реакції лактози з йодом у присутності гідроксиду натрію.

Лактоза, як і інші дисахариди, під дією гідроксиду натрію розщеплюється на глюкозу і галактозу. Глюкоза і галактоза не реагують з йодом, а лактоза утворює з йодом темно-синій комплекс, який є індикатором кінця реакції.

Метод полягає в наступних етапах:

1. Молоко розводять дистильованою водою до певного об'єму.

2. До розчину молока додають гідроксид натрію для розщеплення лактози.

3. Розчин витримують 30 хвилин для повного розщеплення лактози.

4. Розчин фільтрують для видалення домішок.

5. До фільтрату додають йод і гідроксид натрію.

6. Розчин перемішують і залишають на 20 хвилин.

7. Заміряють кількість йоду, необхідну для обесцвечивания розчину.

Кількість йоду, необхідна для обесцвечивания розчину, прямо пропорційна кількості лактози в ньому. Тому, вимірявши кількість йоду, можна визначити масову частку лактози в молоці.

Переваги йодометричного методу:

• Метод є точним і надійним.

• Метод є відносно простим і не вимагає дорогого обладнання.

Недоліки йодометричного методу:

• Метод є тривалим.

• Метод вимагає використання небезпечних реактивів, таких як йод.

Йодометричний метод визначення вмісту лактози в молоці широко застосовується в харчовій промисловості, а також у наукових дослідженнях.