Лабораторная работа №2

Исследование содержания пентозанов в различных зерновых культурах

Пентозаны (С₅Н₈О₄)n являются составной частью гемицеллюлоз клеточных оболочек растений. Пентозаны содержат свободную альдегидную группу, окисляются жидкостью Фелинга, йодом и другими окислителями и завышают результаты определения крахмала химическим методом.

Определение содержания пентозанов основано на том, что при кипячении и перегонке с 12%-й соляной кислотой пентозаны подвергаются гидролизу и образуются пентозаны, которые, теряя воду, превращаются в фурфурол.

При определении содержания пентозанов необходимо наряду с кипячением отгонять фурфурол, так как в кипящей кислоте он разлагается. Однако при перегонке выход фурфурола меньше расчетного, т.к. часть его все же разлагается.

В зерне, помимо пентозанов, содержатся и гексозаны, в частности, крахмал, которые при кипячении с кислотами превращаются в гексозы, а последние – в оксиметилфурфурол, дающий те же реакции, что и фурфурол, и поэтому мешающий его определению.

Для устранения влияния оксиметилфурфурола проводят двойную перегонку.

Количество фурфурола в дистилляте определяют осаждением его флорглюцином в виде фурфуролфлорглюцида (метод Толенса) или путем присоединения к фурфуролу брома (бромид-броматный метод).

Определение содержания пентозанов бромид-броматным методом

Количество фурфурола определяют по количеству брома, присоединившегося к нему в кислой среде по методу двойной связи. В качестве источника брома приливают раствор калий-бромид-бромата КВrО₃ и КВr. Из такого раствора при окислении выделяется бром.

КВrО₃ + КВr + 6НС1 = 3 Вr + КС1 + 3Н₂О

Избыток брома после реакции присоединения к фурфуролу определяют йодометрически: Вr₂ + 2 КJ = 2 КВr + J₂.

Выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия. По количеству брома, вступившего в реакцию, рассчитывают содержание пентозанов.

Аппаратура и реактивы. Круглодонные колбы на 250 – 500 см³; прямоточный холодильник; делительная воронка; мерные цилиндры на 100 – 500 см³; конические колбы с притертой пробкой на 250 см³; 0,1 моль/дм³ раствор калий-бромид-бромата или натрий бромид-бромата (2,515 г Na ВrО₃ и 11,577 г Na Вr Н₂О растворяют в 1 дм³ воды; 2,78 г КВrО₃ и 11,892 г КВr в 1 дм³ воды); 12%-й раствор НС1; свежеприготовленный раствор ацетата анилина (смешивают равные объемы анилина и ледяной уксусной кислоты); 0,1 моль/дм³ раствор тиосульфата натрия; 10%-й раствор йодида калия; 1%-й раствор крахмала.

Ход определения. Опредление пентозанов ведут в два этапа: на первом получают фурфурол, на втором определяют содержание фурфурола.

Получение фурфурола

Для разложения пентозанов и перегонки фурфурола собирают прибор, который состоит из круглодонной колбы емкостью около 500 см³, делительной воронки, холодильника и приемника дистиллята. Колбу закрывают резиновой пробкой с двумя отверстиями, в одно из которых вставлена делительная воронка, а в другое – изогнутая трубка, соединенная с холодильником. В качестве приемника дистиллята служит цилиндр с меткой на 30 см³. Во избежание потерь фурфурола при перегонке отводная трубка холодильника должна доходить почти до конца цилиндра, верхний конец которого закрывают ватой.

Навеску 5 г (±0,01) тонко размолотого зерна помещают в перегонную круглодонную колбу и заливают 100 см³ 12%-й соляной кислоты. Колбу закрывают резиновой пробкой со вставленными в нее делительной воронкой с метками на 30 или 60 см³ и изогнутой трубкой с расширителем, с помощью которой колбу соединяют с холодильником. В качестве приемника к холодильнику приставляют мерный цилиндр или стакан с отметкой на 30 см³, а в делительную воронку наливают 60 см³ 12%-й соляной кислоты. Затем приступают к отгонке фурфурола, следя за тем, чтобы не было пригорания муки. Отгонку ведут со скоростью 30 см³ в 10 минут.

После отгонки каждых 30 см³ дистиллята из делительной воронки в перегонную колбу вливают порцию 30 см³ 12%-й соляной кислоты и в воронку приливают ту же кислоту до метки 60 см³ (слой кислоты служит гидравлическим затвором, предотвращающим проскоки фурфурола). Отгонку фурфурола контролируют фильтровальной бумагой, смоченной раствором ацетата анилина; малиновое окрашивание указывает на присутствие фурфурола. Дистиллят из приемника сливают в колбу вместимостью 500 см³. После отгонки 360 см³ дистиллята его объем доводят 12%-й соляной кислотой до 500 см³ и перемешивают.