STANOVENÍ POPELA: METODY A PŘÍKLADY - CHEMIE - 2025

Stanovení popela je technika nebo proces k odhadu celkového množství minerálních látek obvykle přítomných ve vzorku potravy. Odpovídá jedné ze základních analýz kvalitativních studií a charakterizace potravinářského průmyslu.

Popelem se rozumí netěkavé zbytky, které se získají při spalování potravin. Obsahují v podstatě oxidy kovů a jsou bohaté na kovové ionty, které představují minerální obsah potravy. V závislosti na produktu ovlivňuje množství popela jeho kvalitu, což je faktor, který je třeba vzít v úvahu při analýze kvality.

Popel představuje netěkavé anorganické zbytky, které zůstanou po spálení materiálu nebo potraviny.

Stanovení obsahu popela se provádí uvnitř mufle (vysokoteplotní pec) a vzorek se umístí do žáruvzdorných nádob známých jako kelímky. Existuje mnoho materiálů, z nichž nejčastěji se používá porcelán. Uvedený obsah je vyjádřen v procentech na suché nebo mokré bázi; to znamená s ohledem na vlhkost jídla nebo ne.

Na druhé straně některé analýzy podporují, že vzorek je transformován na popel mokrou metodou. Tímto způsobem je analyzován „popílek“, který v důsledku vysokých teplot mufle končí z kelímku.

Metody stanovení popela

Stanovení popela se provádí pomocí tří metod: suchá, mokrá a plazma při nízkých teplotách. Každá z nich má své výhody a nevýhody ve srovnání s ostatními; suchá metoda je však zdaleka nejznámější a nejintuitivnější: spalovejte vzorek, dokud se nespálí.

Schnout

Vzorek je zpracován standardní metodou (národní nebo mezinárodní). Váží se do kelímku, který byl předtím zahříván a vážen spolu s víkem, dokud se jeho hmotnost nemění. Tím se snižuje chyba vážení způsobená vlhkostí nebo zanedbatelnými zbytky.

Kelímek se vzorkem uvnitř se umístí do baňky a nechá se 12-24 hodin zahřívat na teplotu 500 až 600 ° C. Zde organická hmota ve vzorku reaguje s kyslíkem a stává se vodní parou, oxidem uhličitým a oxidy dusíku, jakož i dalšími plynnými sloučeninami.

Po uplynutí stanoveného času se kelímek nechá vychladnout a převede se do exsikátoru, aby zabránil absorbovat vlhkost z okolí. Jakmile je zcela ochladí, že se zváží na váze a rozdíl v hmotnosti mezi kelímkem a vzorku na konci se rovná hmotnosti popela, M _popel.

Procento popela je tedy:

% _popela = (M _popel / M _{suchý vzorek}) 100 (sušina)

% _popela = (_vzorek M _popela / M) 100 (mokrý základ)

Toto procento sušiny znamená, že vzorek byl dehydratován před tím, než byl zvážen pro spalování.

Mufle. Werneuchen

Vlhký

Problém se suchou metodou spočívá v tom, že spotřebovává velké množství elektřiny, protože mufle musí běžet celý den. Také vysoké teploty těkají některé minerály, které se nenacházejí v popelu; jako ty z prvků železo, selen, rtuť, olovo, nikl a měď.

Z tohoto důvodu, pokud chcete analyzovat minerály výše uvedených kovů, používáte mokrou metodu stanovení popela.

Tentokrát se vzorek rozpustí v kyselinách nebo silných oxidačních činidlech a zahřívá se, dokud se jeho organické složky nestráví.

Přitom organická hmota končí těkáním, i když pec pracuje při teplotách vyšších než 350 ° C. Minerály rozpustné ve vodě zůstávají v roztoku pro následnou spektroskopickou (absorpci a atomovou emisi) nebo volumetrickou analýzu (titrace srážek nebo komplexování s EDTA).

Problém této metody spočívá v tom, že ačkoli je mnohem rychlejší, je nebezpečnější z důvodu manipulace s žíravými látkami. Také náročnější z hlediska technických znalostí.

Plazma při nízkých teplotách

Ve třetí nejpoužívanější metodě. Vzorek je umístěn do skleněné komory, kde je částečně dehydratován vakuem. Poté se vstřikuje objem kyslíku, který se rozkládá působením elektromagnetického pole, aby se vytvořily radikály, které násilně oxidují vzorek, zatímco současně dehydratuje při teplotě pod 150 ° C.

Příklady

Mouky

Obsah popela v moukách je zvláště zajímavý, protože se předpokládá, že ovlivňuje kvalitu vašeho pečeného zboží. Pšeničná mouka se spoustou popela ukazuje, že byla rozemleta na příliš mnoho otrub bohatých na minerály, a že je tedy nutné vylepšit její čistotu a zlepšit její mletí.

Toto procento popela by mělo být mezi 1,5 a 2%. Každá mouka bude mít svůj vlastní popel v závislosti na zemi, kde se sklízí, na jejím klimatu, hnojivech a dalších faktorech.

Soubory cookie

Obsah popela v sušenkách podléhá mouce, ze které jsou vyrobeny. Například ty, které jsou vyrobeny z banánové mouky, budou mít nejvyšší množství popela nebo minerálů. Lze proto očekávat, že ovocné sušenky budou bohatší na minerály než čokoládové sušenky; nebo alespoň na začátku.

Krokety pro psy a kočky

Psi a kočky potřebují, aby obsah popela jejich granulí byl alespoň 2%; jinak budou mít velmi nízký obsah minerálů. V případě krmiva pro psy by toto procento nemělo překročit 6,5%; zatímco u koček by procentuální podíl popela v jejich granulích neměl být vyšší než 7,5%.

Když mají jejich granule velmi vysoké procento popela, jsou psi a kočky vystaveni riziku vzniku ledvinových kamenů, stejně jako nadbytek minerálů narušuje asimilaci jiných nezbytných pro jejich fyziologické funkce.

maso

Pro stanovení popela v mase jsou nejprve odtučněny, protože tuk během spalování interferuje. K tomuto účelu se macerují v nepolárních a těkavých rozpouštědlech, takže se zcela odpaří, když je vzorek umístěn do baňky.

Podle stejného zdůvodnění znamená maso s vyšším obsahem popela vyšší obsah minerálů. Obecně je maso bohaté na bílkoviny, ale chudé na minerály, alespoň ve srovnání s jinými produkty v potravinářském koši. Z masa obsahuje nejvíce popela kuřecí maso a párky.

Ovoce

Nektarinky jsou plody bohaté na popel nebo minerály. Zdroj: Pixabay.com

Ovoce s relativně vysokým obsahem popela se říká, že je bohaté na minerály. To však neznamená, že nemají jiné minerály, protože každý kov je analyzován odděleně od svého popela. Tímto způsobem se vytváří nutriční stůl, který zdůrazňuje, které minerály tvoří ovoce ve větším či menším množství.

Například nektarinky obsahují hodně popela (asi 0,54%), zatímco hrušky mají nízký obsah popela (0,34%). Hrušky mají také nízký obsah vápníku, ale bohaté na draslík. Proto samotné procento popela není dobrým ukazatelem k určení, jak výživné je ovoce.

Někdo s nedostatkem draslíku by raději jedl hrušky nebo banány, zatímco kdyby jejich tělo vyžadovalo vápník, pak by pro ně byly broskve lepší.

Reference

1. Whitten, Davis, Peck a Stanley. (2008). Chemie (8. ed.). CENGAGE Učení.
2. Dr. D. Julian McClements. (2003). Analýza popela a minerálů. Obnoveno z: people.umass.edu
3. Ismail BP (2017) Stanovení obsahu popela. In: Laboratoř pro analýzu potravin. Textová řada Food Science. Springer, Cham
4. Courtney Simons. (29. října 2017). Stanovení obsahu popela. Food Science Toolbox. Obnoveno z: cwsimons.com
5. Wikipedia. (2020). Popel (analytická chemie). Obnoveno z: en.wikipedia.org
6. Guest Post. (8. srpna 2017). Odhad obsahu popela v potravinách. Obnoveno z: Discoverfoodtech.com
7. Kvalita pšenice a sacharidy. (27. března 2018). Analýza mouky. Obnoveno z: ndsu.edu
8. Loza, Angélica, Quispe, Merly, Villanueva, Juan a P. Peláez, Pedro. (2017). Vývoj funkčních sušenek s pšeničnou moukou, banánovou moukou (Musa paradisiaca), sezamovými semínky (Sesamum indicum) a stabilitou při skladování. Scientia Agropecuaria, 8 (4), 315-325. dx.doi.org/10.17268/sci.agropecu.2017.04.03
9. Pet Central. (16. června 2017). Význam úrovně popela v krmivu pro domácí zvířata. Obnoveno z: petcentral.chewy.com
10. Farid a Neda. (2014). Vyhodnocení a stanovení obsahu minerálů v ovoci. Mezinárodní žurnál rostlinných, živočišných a ekologických věd.