1. Почему применяют обычно не бензойную кислоту, а ее натриевую соль?
2. В чем заключаются преимущества бензойной кислоты как консерванта по сравнению с сульфитацией?
3. Почему при обработке бензойной кислотой яблочное пюре получается более темным, чем при сульфитации?
Задание. Определить содержание бензойной кислоты в яблочном пюре.
Бензойная кислота обладает хорошими консервирующими свойствами в среде с повышенной кислотностью (рН = 2,3-3,5), поэтому ее можно применять только для плодов и ягод. Особенно сильно бензойная кислота действует на дрожжи и плесени, в меньшей степени - на бактерии.
Применение солей бензойной кислоты (бензоатов) имеет преимущества перед сульфитацией, так как бензоаты не вызывают острых отравлений при работе с ними. Продукты, обработанные бензоатами, не требуют удаления консерванта при употреблении их в пищу или при переработке, так как в организме человека бензоаты переводятся в гипуровую кислоту и выводятся из организма.
Совершенно безвредными считать бензоаты для организма человека нельзя, поэтому содержание бензойной кислоты в продуктах не должно превышать 0,1%.
Принцип метода. Метод основан на колориметрических измерениях окраски, которую дает бензойная кислота по модификационной реакции Молера: бензойная кислота нитруется в м-динитробензойную кислоту, а затем восстанавливается до м-диаминобензойной кислоты. Последняя переходит в аммониевую соль, дающую темно-красную окраску.
Метод рекомендован комиссией стран-участниц СЭВ.
Ход определения. Навеску в 10 г тщательно измельченной и перемешанной пробы переносят количественно в мерную колбу на 100 мл, смывая навеску дистиллированной водой так, чтобы объем смеси не превышал 1/2 объема колбы.
Смесь слегка подщелачивают добавлением 10%-ного раствора NaOH, контролируя реакцию лакмусовой бумагой, и нагревают на кипящей водяной бане в течение 30 мин. Затем колбу охлаждают до 20°, добавляют в нее 2 мл раствора Карреза I, осторожно перемешивают вращательным движением (чтобы избежать вспенивания), добавляют 2 мл раствора Карреза II, снова осторожно перемешивают, доливают водой до метки, сильно встряхивают и оставляют стоять.
По истечении 30 мин. фильтруют раствор через фильтр средней плотности.
50 мл фильтрата переносят пипеткой в делительную воронку, прибавляют 1 мл разбавленной серной кислоты и экстрагируют 50 мл этилового эфира в течение 5 мин. Раствор осторожно перемешивают вращательным движением, водный раствор Переносят во вторую делительную воронку, приливают 50 мл эфира и снова экстрагируют.
Соединенные вместе эфирные вытяжки промывают 3 раза дистиллированной водой порциями по 5 мл, каждый раз встряхивая содержимое воронки в течение 1 мин. Водный слой удаляют.
В промытую эфирную вытяжку прибавляют 1 каплю фенолфталеина и такое же количество 0,25 н. раствора NaOH из бюретки, чтобы розовая окраска сохранялась при взбалтывании раствора в течение 5 мин. Водный раствор переносят в мерную колбу емкостью 10 мл. Эфир из делительной воронки промывают 2 раза дистиллированной водой, беря по 1 мл и взбалтывая в течение 1 мин.
Промывные воды присоединяют к содержимому колбы. Остаток эфира удаляют, поместив колбу в теплую водяную баню. После охлаждения содержимое колбы доводят дистиллированной водой до метки, взбалтывают и 1 мл жидкости выпаривают досуха в цилиндре на кипящей водяной бане. После охлаждения к осадку прибавляют пипеткой 1 мл нитрующего раствора и ставят в кипящую водяную баню на 20 мин. Затем колбу охлаждают до 20°, поместив ее в воду с температурой 20° на 15 мин., прибавляют 2 мл дистиллированной воды, перемешивают и снова охлаждают в течение 15 мин. небольшими порциями (по 0,5-1 мл), прибавляют из бюретки 10 мл аммиака, тщательно перемешивают, оставляют стоять в течение 15 мин. Прибавив пипеткой 2 мл солянокислого гидроксиламина, снова перемешивают и оставляют стоять на 30 мин.
От момента извлечения цилиндров из бани и до момента колориметрирования образцы выдерживают все время при температуре 20°, особенно при добавлении аммиака.
Колориметрирование каждого образца следует проводить через 33-35 мин. после прибавления гидроксиламина. Раствор должен быть темно-розового или красного цвета, в зависимости от количества бензойной кислоты.
Исследования проводятся в слое толщиной 10 мм, используя колориметр с зеленым фильтром и с длиной волны 540 ммк. Колориметрирование должно проводиться не более 10 мин.
Из контрольного раствора отмеривают микропипеткой объемы, содержащие 0, 0,25, 0,50, 0,75 и 1,00 мг бензойной кислоты. Эти растворы, за исключением первого, выпаривают в цилиндрах на водяной бане и в дальнейшем поступают, как при анализе испытуемых растворов. Стандартный раствор, не содержащий бензойную кислоту, применяется в качестве контрольного раствора для установки колориметра. Строят калибровочный график, откладывая на оси ординат экстинкцию, а на оси абсцисс концентрацию кислоты в мг.
Содержание бензойной кислоты в исследуемом образце находят по графику.
Вычисление результатов. Количество бензойной кислоты, содержащееся в испытуемом образце и определенное по калибровочной кривой, умноженное на 220, показывает содержание бензойной кислоты в мг на 100 г продукта.
За конечный результат принимают среднее арифметическое из двух параллельных определений. Рассчитанная величина не должна превышать по действующим нормам в продуктах из плодов и ягод 0,1 г бензойной кислоты в 100 г продукта.
Точность метода - около 2%. Продолжительность определения - 3 часа.
Оборудование и материалы. Колбы на 100 мл. Пипетки на 1,10 и 50 мл. Мерные колбы на 100 мл. Цилиндры емкостью 50 мл. Микробюретки на 2 и 5 мл. Бюретка на 50 мл. Колориметр с зеленым фильтром (длина волны 540 ммк). Делительные воронки (цилиндрические) на 250 мл. Микропипетка на 1 мл с делением 0,1 мл. Бензойная кислота. Азотнокислый калий. 2%-ный раствор солянокислого гидроксиламина. 15%-ный раствор аммиака. 1%-ный раствор фенолфталеина. 10%-ный раствор NaOH. 0,25%-ный раствор NaOH. H2SO4 (1,84), разбавленная водой 1:1. Раствор Карреза I (150 г железосинеродистого калия растворяют в 1 л воды). Раствор Карреза II (300 г сернокислого цинка ZnSO4•7H2O растворяют в 1 л воды. Этиловый эфир.