Методи оцінки коренеплодів. визначення вмісту цукру в коренях буряків

Вибір проби м'язги для визначення вмісту цукру або сухої речовини. Для середньої проби з кожної ділянки беруть 40 коренів і розкладають в ряд від найбільшого до найменшого. З цього ряду беруть кожен п'ятий корінь. Пробу можна брати з сегментів кожного кореня. Якщо потрібно взяти пробу із збереженням життєздатності кореня (в селекційній роботі), то застосовують щуп, яким роблять отвір у корені, і зразу беруть м'язгу.

Корені або сегменти проби подрібнюють на лабораторних приладах або на ручних терках з отворами діаметром 2–2, 5 мм і відстанню між ними 2–3 мм. З старанно перемішаної однорідної маси середньої проби беруть потрібну наважку для дослідження на цукристість, суху масу тощо. Наважку відбирають відразу після перемішування м'язги, бо інакше вона підсихатиме, внаслідок чого збільшуватиметься концентрація сухої речовини чи цукру, і результати аналізу будуть неточними.

Вміст цукру в коренях буряків визначають оптичним способом, тобто з допомогою цукрометра. Цей спосіб простий, точний і недорогий. Ґрунтується він на здатності деяких речовин (тверді тіла, рідини, розчини) обертати площину поляризації поляризованого променя на деякий кут, розмір якого залежить від концентрації розчину, товщини шару рідини і температури. Вимірюючи кут обертання можна визначити концентрацію розчину.

Як відомо, у звичайних неполяризованих світлових променях електромагнітні коливання поширюються перпендикулярно до напряму променя в різних площинах, що перетинають цей напрям. У поляризованому промені коливання поширюються в одній площині а напрямом променя.

Поляризований промінь в цукрометрах утворюється при проходженні звичайного променя через першу призму (поляризатор) приладу. Кристалічна решітка призми пропускає світлові коливання лише в одній певній площині (коливання в інших площинах поглинаються).

Поляризований промінь може пройти далі через другу таку саму призму – аналізатор тільки тоді, коли площини головного перерізу обох призм паралельні. Поле зору за призмами при такому їх розміщенні буде освітлене. А коли площина головного перерізу другої призми перпендикулярна до площини головного перерізу першої призми, то промінь через неї не пройде, і поле зору буде затемнене. Отже, поле зору за призмами буде затемнене тим більше, чим більше кут між площинами головного перерізу першої і другої призм наближається до 90°.

Коли між поляризатором і аналізатором, площини головних перерізів яких взаємно перпендикулярні, помістити розчин цукру, який оберне площину поляризації на деякий кут, то поле зорузааналізатором буде трохи освітленим. Щоб воно знову стало темним, аналізатор повертають на деякий кут, на який обернулася площина поляризованого променя при проходженні його через розчин.

У сучасних приладах поляризатор і аналізатор закріплюють нерухомо, а щоб вирівняти площину поляризації променя, який пройшов крізь досліджуваний розчин, досягти затемнення поля зору і виміряти кут обертання площини поляризації, застосовують пристрій, що зветься компенсатором. Його встановлюють між аналізатором і досліджуваним розчином.

Компенсатор складається з короткої і довгої клиноподібних кварцових пластинок, з яких перша закріплена нерухомо, а друга може пересуватись паралельно першій, внаслідок чого товщина кварцової пластинки стає більшою або меншою, і площина поляризації може обертаючись на більший або менший кут. Довга кварцова пластинка зв'язана з шкалою для визначення кута повороту площини поляризації.

Як видно з викладеного вище, відлік на шкалі кута повороту площини поляризації роблять тоді, коли все поле зору найбільше затемнене. Але людське око не вловлює незначного освітлення поля зору. Найтемніше і дещо освітлене поле зору, особливо для осіб з менш чутливим зором, здається однаковим, що призводить до помилок в результатах аналізу. Тому тепер застосовують напівтіньові поляриметри, поле зору яких складається з двох половин, одна з яких може бути освітлена, а друга затемнена або обидві половини освітлені хоч І слабо, але рівномірно.

Щоб мати поле зору з двох половин, за призмою поляризатора додатково ставлять малу призму під певним кутом до поляризатора, На неї проектують половину променів, що виходять з великої призми

Поляризатор, малу призму і аналізатор у приладі встановлюють. в таке положення, при якому були б рівномірно освітлені обидві половини поля зору. Досліджуваний розчин, поставлений між поляризатором і аналізатором, повертає площину поляризації, і половини поля зору освітлюються по-різному. Для рівномірного освітлення потрібно компенсатором вирівняти площини обертання на такий кут, па який вони були обернені оптично діяльною речовиною». І шкала приладу при цьому покаже певну поділку.

Цукрометри мають лінійну шкалу до 100 поділок, яка рухається разом з компенсатором при повороті гвинта. Кожна поділка відповідне одному проценту, або 0, 26 г. цукру, в розчині при 20⁰С. Для дослідів з застосуванням цукрометра можна використовувати промінь. світла від електричної лампи, але, щоб запобігти нагріванню приладу і розсіюванню світла її вмонтовують у запобіжний кожух.

Невід'ємною частиною цукрометра е поляриметрична трубка, стандартна довжина якої 200 мм. Для дослідження інтенсивно забарвлених розчинів використовують напівнормальні трубки довжиною 100 мм. Добуті при цьому результати слід помножити на 2. Для аналізу розчинів з невеликим вмістом цукру беруть трубки завдовжки 400 мм, а відлік на шкалі ділять па 2.

Дослідами встановлено, що для поляризації в цукрометрах при температурі 20° С слід брати так звану нормальну наважку м'язги масою 26 г., визначеної з точністю до 0, 01 г. Цукор цієї наважки розчиняють в 100 мл води, і на шкалі цукрометра видно процентний вміст цукру в розчині.

Щоб визначити вміст цукру, з середньої проби беруть нормальну наважку. Цукор з м'язги переводять у розчин методом гарячої або холодної водної дигестії.

При використанні методу гарячої дигестії наважку м'язги змивають у мірну колбу місткістю 201, 5 мл. При цьому цукор розчиняється у 200 мл води (1, 5 мл займають стінки клітин м'язги). Для осадження білкових речовин в колбу доливають 6 мл 10%-го розчину оцтовокислого свинцю і, доливши води до 4/5 об'єму колби, опускають її у водяну баню для прогрівання протягом півгодини при 85–90° С. Через кожні 5 хв. збовтують. Після цього колбу доливають гарячою водою до риски і ще на 15 хв. опускають у водяну баню при тій самій температурі. Охолодивши розчин до 20⁰ С, колбу доливають водою до риски, добре збовтують її вміст і після відстоювання фільтрують. Цілком прозорим фільтром наповнюють поляриметричну трубку цукрометра, стежачи, щоб у трубці не залишались пухирці повітря.

Добування розчину цукру методом холодної дигестії полягає в тому, що нормальну наважку м'язги (26 г.) старанно розтирають і переносять у колбу, куди доливають 5 мл 10%-го розчину оцтовокислого свинцю і 172 мл води. В нормальній наважці м'язги об'єм соку становить 23 мл, а тому в колбі буде 200 мл (23 + 5 + 172) розчину. Дигестія триває 30 хв., протягом цього часу вміст колби два рази перемішують, прозорим фільтром заповнюють поляриметричну трубку і кладуть її в камеру цукрометра, перед яким установлюють освітлювальну лампу і світлофільтр. Прилад установлюють у темній кімнаті.

Поле зору цукрометра розділено на дві половини. При проходженні променя світла через цукрометр з пустою поляриметричною трубкою або заповненою дистильованою водою обидві половини поля зору освітлені однаково. Якщо трубка заповнена розчином цукру, то ліва половина темніша. Повертаючи гвинт компенсатора, досягають однакової освітленості обох половин поля зору і роблять відлік за шкалою, яка покаже процентний вміст цукру в розчині.

Шкала цукрометра розрахована на концентрацію розчину 26 г. м'язги в 100 мл води. В підготовленому фільтрі цукор розчинений а 200 мл води, тому відлік на шкалі цукрометра треба помножити на 2, бо концентрація розчину зменшилась у 2 рази.

Крім того, слід внести поправку на довжину поляриметричної трубки, оскільки вона може не відповідати стандартним розмірам. На кожній трубці написана її точна довжина. Наприклад: середній з 3–5 відліків показ цукрометра 10, 8, довжина трубки 205 мм. процент цукру (10, 8•200): 205 = 10, 54•2 =20, 08.