Προχωρημένο Εργαστήριο Τροφίμων ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΤΥΡΙΩΝ Προχωρημένο Εργαστήριο Τροφίμων Τμήμα Χημείας, Παν/μιο Ιωαννίνων Αναστασία Μπαδέκα, PhD. Χημικός Λέκτορας Ιωάννινα, 2014

Τυρί είναι το προϊόν ωρίμανσης του πήγματος, που είναι απαλλαγμένο σε ορισμένο βαθμό από το τυρόγαλα και παρασκευάζεται με την επίδραση πυτιάς ή άλλων ενζύμων, τα οποία δρουν ανάλογα, ή με ξίνισμα από γάλα ή ημιαποβουτυρωμένο γάλα ή αφρόγαλα ή από μίγμα τους, χωρίς να προστεθεί σε αυτό τίποτε άλλο παρά μόνο μαγειρικό αλάτι και σορβικό νάτριο μέχρι 0,2% ως συντηρητικό.

Η ωρίμανση των τυριών αποτελεί το πιο σημαντικό στάδιο παρασκευής των τυριών. Είναι το σύνολο των φυσικοχημικών μεταβολών οι οποίες διαμορφώνουν τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των τυριών. Κατά την ωρίμανση μεταβάλλονται η οσμή, η γεύση, η υφή καθώς και, σε ορισμένες περιπτώσεις, το χρώμα τους.

Οι μεταβολές που συμβαίνουν είναι οι εξής: α) Η διάσπαση της λακτόζης σε γλυκόζη και γαλακτόζη, οι οποίες στη συνέχεια υφίστανται ζύμωση και δίνουν γαλακτικό οξύ, β) Ηδιάσπαση των πρωτεϊνών σε αμινοξέα και άλλες αζωτούχες ενώσεις, γ) Η υδρόλυση του λίπους σε λιπαρά οξέα και γλυκερίνη δ) Οι μεταβολές στα αμινοξέα, στα λιπαρά οξέα και άλλες ενώσεις, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενώσεων που δίνουν το χαρακτηριστικό άρωμα και τη γεύση στα διάφορα τυριά.

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΑΖΩΤΟΥΧΩΝ ΕΝΩΣΕΩΝ Στα αζωτούχα συστατικά των τροφίμων περιλαμβάνονται κατά κύριο λόγο πρωτεΐνες και προϊόντα αποικοδόμησης και μεταβολισμού των πρωτεϊνών. Για τον προσδιορισμό τους εφαρμόζονται μέθοδοι προσδιορισμού του οργανικού αζώτου από το οποίο με διάφορους συντελεστές υπολογίζεται η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες. Μέθοδος Kjeldahl = οργανικό άζωτο με τη μορφή αμμωνίας Μέθοδος Dumas = οργανικό άζωτο με τη μορφή αερίου αζώτου

Ο προσδιορισμός των αζωτούχων ουσιών στα τυριά γίνεται συνήθως για την εκτίμηση της σύστασης και του βαθμού ωρίμανσής τους καθώς και για τον καθορισμό του ποσοστού μεταφοράς τους από το προερχόμενο γάλα στο τυρί. Συνήθως χρησιμοποιείται η μέθοδος Kjeldahl, κατά την οποία οι οργανικές ενώσεις του δείγματος οξειδώνονται με πυκνό H2SO4 και παρουσία καταλύτη (K2SO4, Se). Από την περιεκτικότητα του δείγματος σε άζωτο βρίσκεται η επί τοις % περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες. Για τα γαλακτοκομικά χρησιμοποιείται ο συντελεστής 6,38. Για άλλα τρόφιμα συνήθως ο συντελεστής 6,25.

Οι αντιδράσεις που λαμβάνουν χώρα είναι οι εξής: α) Καύση Οργανικές αζωτούχες ενώσεις + H2SO4 (περίσσεια) NH4HSO4 + H2O ↑ + CO2↑ + SO2↑ β) Απόσταξη NH4HSO4 + NaOH Na2SO4 + 2 H2O + NH3 γ) Δέσμευση αμμωνία ΝΗ3 (αέρια) + Η3BO3 NH4+:H2BO3- (δισόξινο βορικό αμμώνιο, σύμπλοκο) + Η3ΒΟ3 (περίσσεια) δ) Ογκομέτρηση με διάλυμα 0,1Ν HCl (ή H2SO4) NH4+:H2BO3- + HCl NH4Cl + 2 H3BO3 Καταλύτης (K2SO4, Se)

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ NaCl Το αλάτι χρησιμοποιείται στην τυροκομία για την παρασκευή της άλμης στην οποία εμβαπτίζεται το τυρί ή για την επίπαση του τυριού ή για την προσθήκη του κατά την άλεση του τυροπήγματος. Οι λόγοι που είναι απαραίτητη η προσθήκη του NaCl είναι οι: α) ευνοεί τις διάφορες φυσικοχημικές διεργασίες στο τυρόπηγμα και διευκολύνει την έξοδο του τυρογάλακτος από αυτό β) παρεμποδίζει την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό των ανεπιθύμητων μικροοργανισμών Επομένως βελτιώνει τα οργανοληπτικά χαρακτηριστικά τους (οσμή, γεύση, υφή) και παρατείνει το χρόνο διατήρησή τους.

Το αλάτι που χρησιμοποιείται στην τυροκομία πρέπει να είναι μεγάλης καθαρότητας και να μην περιέχει χαλκό και μαγνήσιο που να ξεπερνούν το 0,01% για το κάθε στοιχείο. Η περιεκτικότητα των τυριών σε αλάτι είναι συνήθως 1-2%, όμως υπάρχουν τυριά που η περιεκτικότητά τους είναι αυξημένη (έως 5% μπορεί και περισσότερο). Το αλάτι είναι διαλυμένο στην υδατική φάση των τυριών, π.χ. ένα τυρί έχει υγρασία 50% και αλάτι 4%, επομένως στην υδατική του φάση θα περιέχει 8% αλάτι. Αυτή η συγκέντρωση είναι ικανή να εμποδίσει την ανάπτυξη πολλών επιβλαβών μικροοργανισμών.

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΑΖΩΤΟΥΧΩΝ ΟΥΣΙΩΝ ΚΑTA KJELDAHL Ζυγίζονται 0,5 g τυριού και τοποθετούνται στην ειδική φιάλη πέψης. Προσθήκη στη φιάλη πέψης 1 δισκίο Kjeltabs (5g K2SO4 & 0,5g CuSO4 H2O) και 12,5ml πυκνού H2SO4 (με προσοχή) Το μίγμα αφήνεται για διύγρανση περίπου 30min. Ακολουθεί χώνευση/πέψη έως ότου το δείγμα γίνει διαυγές πράσινο/τυρκουάζ. Αφήνεται το δείγμα για ψύξη.

Προσθήκη 25ml απεσταγμένου νερού. Προσθήκη 50 ml NaOH 40%. Τοποθέτηση της φιάλης πέψης στη συσκευή απόσταξης Kjeltec. Προσθήκη 40 ml διαλύματος βορικού οξέος (Η3ΒΟ3) 4% σε κωνική φιάλη και τοποθέτηση αυτής στη μονάδα απόσταξης (στη διπλανή θέση). Ανοίγεται η παροχή νερού και ρεύματος και μετακινείται ο μοχλός «STEAM» στη θέση «ΟΡΕΝ». Ακολουθεί απόσταξη μέχρις όγκου περίπου 200 ml.

Προσθήκη 2-3 σταγόνων δείκτη (0,2% ερυθρό του μεθυλίου και 0,2% πράσινο της βρωμοκρεσόλης σε αναλογία 1:5) Τιτλοδότηση του αποστάγματος με HCl 0,1Ν έως τη μετατροπή του μπλε χρώματος σε μωβ/ροζ). Πραγματοποιείται και λευκός προσδιορισμός (όλα τα αντιδραστήρια εκτός από το δείγμα του τυριού)

Το ολικό άζωτο υπολογίζεται από τον τύπο: ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Το ολικό άζωτο υπολογίζεται από τον τύπο: Όπου α = ml HCl που καταναλώθηκαν κατά τον προσδιορισμό στο τυρί β = ml HCl που καταναλώθηκαν κατά το λευκό προσδιορισμό Ν = η κανονικότητα του HCl Β = το βάρος του δείγματος σε g Η περιεκτικότητα του τυριού σε πρωτεΐνη = ολικό άζωτο % × 6,38 ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Η μέθοδος αφορά τον προσδιορισμό ολικού αζώτου και πρωτεΐνης σε τυρί. Σε διαφορετικό τρόφιμο οι αναλογίες διαφέρουν (βιβλιογραφία).  

ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΧΛΩΡΙΟΥΧΟΥ ΝΑΤΡΙΟΥ (Μέθοδος Vohlard) Σε κωνική φιάλη ζυγίζονται 3g τυριού και προστίθενται 25ml AgNO3 0,1Ν. Προστίθενται 10ml πυκνού ΗΝO3 και 50 ml απεσταγμένου νερού. Τοποθετείται η κωνική φιάλη σε θερμαντικό σώμα και φέρεται όλο το μίγμα σε θερμοκρασία 150οC μέχρι βρασμού.

4. Προστίθενται 15 ml KMnO4 5% σε τρεις δόσεις, από 5 ml τη φορά μετά τον αποχρωματισμό του δείγματος. Το σκούρο χρώμα γίνεται σχεδόν κίτρινο/μπεζ.

Μετά τον τρίτο αποχρωματισμό αφήνεται το διάλυμα να κρυώσει. Προστίθεται επιπλέον νερό έως ότου ο συνολικός όγκος να φτάσει τα 100 ml. Μόλις σχηματιστεί ίζημα το υπερκείμενο διάλυμα διηθείται. Η πρώτη κωνική ξεπλένεται με άλλα 100 ml και μεταφέρονται μέσω του ηθμού στο διηθημένο διάλυμα.

Προστίθενται 2 ml δείκτη κεκορεσμένου εναμμώνιου θειικού σιδήρου. Το διάλυμα τιτλοδοτείται με 0,1 Ν KSCN έως το χρώμα του διαλύματος να γίνει κεραμιδί.

Η επί τοις % περιεκτικότητα του τυριού σε αλάτι δίνεται από τον τύπο: Όπου V1 = τα ml του 0,1Ν AgNO3 που χρησιμοποιήθηκαν (25ml) V2 = τα ml του 0,1Ν KSCN που καταναλώθηκαν για την τιτλοδότηση Ρ = το βάρος (3g) του τυριού που χρησιμοποιήθηκε για την ανάλυση.  

Το % ολικό άζωτο στα τυριά εξαρτάται από το είδος του τυριού δηλ Το % ολικό άζωτο στα τυριά εξαρτάται από το είδος του τυριού δηλ. λευκό ή κίτρινο, μαλακό ή σκληρό, και κυμαίνονται από 10% έως και 35-40% ανάλογα με το είδος του τυριού. Οι τιμές μπορούν να αναζητηθούν στη βιβλιογραφία. Το % περιεχόμενο αλάτι στο τυριά εξαρτάται κι αυτό από το είδος του τυριού. Συνήθως δεν ξεπερνά το 2% εκτός από ειδικές περιπτώσεις. Γίνεται τελική γνωμάτευση για το εάν οι τιμές % ολικού αζώτου και άλατος είναι εντός ή εκτός των νομίμων τιμών ανάλογα με το είδος του τυριού που δόθηκε προς ανάλυση.