روشهای سنجش نسبت درصد چربی شير

روشهای سنجش نسبت درصد چربی شير به سه دسته تقسيم می گردند:
دسته اول_ روشهای حجمی: در اين دسته از روشها قسمت غير چرب شير در اسيد سولفوريک حل شده و قسمت چرب پس از سانتريفوژ کردن در ستون مدرجی اندازه گيری می شود. روشهای حجمی بعلت سرعت در عمل در آزمايشهای روزانه بکار ميروند. مهمترين و متداولترين روشهای حجمی عبارتند از: روشهای Gerber و Babcock

دسته دوم_ روشهای وزنی: در اين روشها چربی شير بوسيله انحلال در يک ماده حلاله چربی استخراج می گردد. روشهای وزنی از روشهای حجمی دقيق تر بوده و معمولاً بعنوان مقايسه و در کارهای تحقيقی مورد استفاده قرار ميگيرند. مهمترين و متداولترين روشهای وزنی عبارتند از: روشهای Rose-Gottlieb و Adem-Meillere
دسته سوم_ روشهای طيفی: در اين روشها از اصول اسپکتروفوتومتری استفاده ميشود. مهمترين و متداولترين اين روشها در حال حاضر روش Milko-Tester Mk II ميباشد که برای تعيين نسبت درصد چربی شير کامل, شير پس چرخ و خامه بکار ميرود.

۱- روش ژربر: اين روش در سال ۱۸۹۲ بوسيله شيمی دان سويسی, دکترNicola Gerber , که يکی از بنيان گذاران صنايع شير سويس ميباشد, ابتکار گرديده است. سادگي, سرعت , ارزانی و دقت عمل روش ژربر باعث شده است که اين روش در عده زيادی از ممالکع بخصوص کشورهای اروپايي, بعنوان روش رسمی و استاندارد برای سنجش نسبت درصد چربی شير شناخته شود. در ايران نيز روش ژربر برای تعيين نسبت درصد چربی شير استاندارد گرديده است( به استاندارد اندازه گيری چربی شير_ روش ژربر , شماره استاندارد ايران ۳۶۶ مراجعه شود).

وسائل لازم برای آزمايش: وسائل لازم برای سنجش چربی شير به روش ژربر عبارتند از:
۱-چربی سنج:چربی سنج بطوريکه مشاهده می گردد, از يک مخزن استوانه ای, يک ستون مدرج و يک آمپول انتهايي تشکيل گرديده است.
سازمان بين المللی استاندارد(ISO) نوع چربی سنج را برای تعيين نسبت درصد چربی شير استاندارد نموده است که ستون مدرج انها از صفر تا ۴, ۵, ۶, ۷, ۸و ۱۰ درصد درجه بندی شده است . برای سنجش چربی شير گاوميش از چربی سنج هايي استفاده ميشود که از صفر تا ۱۰ يا حتی ۱۴ درصد درجه بندی شده است.
نوعی که معمولاً برای تعيين نسبت درصد چربی شير گاو بکار می رود از صفر تا ۷ درصد درجه بندی شده است. گنجايش اين چربی سنج تقريباً ۲۲ ميلي ليتر (۴/۰ ۵/۲۱ ميلی ليتر) ميباشد, فاصله بين صفر تا ۷ به ۷۰ بخش تقسيم گرديده است . درجه بندی چربی سنج ها طوری است که در ۲۰درجه سانتی گراد هر ۱۲۵/۰ ميلی ليتر معادل يک درصد چربی است.
دقت درجه بندی چربی سنج های جديد ژربر در حدود ۰۵/۰ است بدين معنی که اشتباه در عمل از ۰۵/۰ درصد بيشتر يا کمتر تجاوز نمی نمايد.
در روی آمپول انتهايي يک قسمت مات وجود دارد که مخصوص نوشتن شماره نمونه شير مورد آزمايش يا ساير مشخصات نمونه می باشد. دهانه مخزن چربی سنج نيز بسته بنوع دری که برای مسدود کردن آن بکار برده ميشود متفاوت است بدين معنی که در مورد چوب پنبه های معمولی برای جلوگيری از خروج چوب پنبه قسمت داخلی دهانه دارای فرورفتگی است. “در حاليکه برای درهای فشنگی داخل دهانه صاف و بدون فرورفتگی است.”
۲-سانتريفوژ: چنانکه قبلاً نيز گفته شد برای جدا کردن چربی از ساير عناصر متشکله شير که تحت تإثير اسيدسولفوريک قرار ميگيرند, بايد از نيروی گريز از مرکز استفاده نمود.
سانتريفوژ بايد دارای سرعت متوسط ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ دور در دقيقه باشد.
در آزمايشگاههای کوچک ميتوان از سانتريفوژهای دستی استفاده نمود ولی در ازمايشگاههای بزرگ مانند آزمايشگاههای کارخانه شير پاستوريزه که روزانه تعداد زيادی نمونه مورد آزمايش قرار ميگيرد, بايد سانتريفوژ الکتريکی برای ۲۴ تا ۳۶ ازمايش بکار برده شود. سانتريفوژ الکتزيکی مدل ژربر برای آزمايشگاههای بزرگ بسيار مناسب است. اين سانتيفوز دارای دقيقه شمار, ترمز الکتريکی و شوفاژ بوده در موقع توقف چربی سنج ها با زاويه ۴۵ درجه

قرار ميگيرند و در نتيجه ميتوان آنها را بسادگی از دستگاه خارج نمود.
۳-وسائل اندازه گيری: برای اندازه گيری شير ميتوان از پيپت های ۱۱ ميلی ليتری معمولی يا از سرنگهای ۱۱ ميلي ليتری مخصوص شير استفاده نمود. در بعضی از آزمايشگاههای بزرگ نيز دستگاه توزيع خودکار شير مجهز به ۱۲ تا ۱۸ پيپت ۱۱ ميلي ليتری بکار برده می شود.
برای اندازه گيری اسيدسولفوريک و الکل آميليک ميتوان به ترتيب از پيپت های ۱۰ ميلي ليتری حبابدار و ۱ ميلي ليتری اسنفاده نمود . در آزمايشگاههای بزرگ دستگاههای توزيع خودکار اسيد سولفوريک يا الکل آميليک برای ۱۲ تا ۱۸ آزمايش نيز بکار برده ميشود.
با استفاده از دستگاههای توزيع خودکار ميتوان ۸۵ تا ۹۰درصد در وقت صرفه جويي نمود ولی بايد در نظر داشت که اين دستگاهها بطور کلی برای آزمايشگاههایي مناسب می باشند که روزانه ۱۰۰تا ۲۰۰ يا بيشتر نمونه مورد آزمايش قرار مي گيرد.

دستگاههای توزيع خودکار معمولاً از ۱۲ پيپت برای ۲۴ آزمايش يا ۱۸ پيپت برای ۳۶ آزمايش تشکيل گرديده اند(طرز کار با اين دستگاهها بعداً ذکر خواهد گرديد).
۴- حمام آب: حمام آب بايد از فلزی ساخته شده باشد که در مقابل اسيد مقاوم باشد زيرا ممکن است در حين عمل يکی از چربی سنجها شکسته و اسيد سولفوريک محتوی آن به داخل حمام آب بريزد بعلاوه , بايد دارای يک دستگاه تنظيم حرارت باشد تا بتوان حمام آب را روی درجه حرارت مورد نظر, يعنی ۶۵ تا ۷۰ درجه سانتی گراد, تنظيم نمود.
۵- جايگاه چوبی , فلزی يا پلاستيکی برای چربی سنجها.
۶- وسائل لازم برای شستشوی چربی سنجها.
معرفهای لازم برای آزمايش: معرفهای لازم برای سنجش چربی به روش ژربر عبارتند از :
۱- اسيد سولفوريک, به وزن مخصوص ۰۰۵/۰ ۸۲۰/۱ در ۲۰درجه سانتی گراد. اين اسيد را ميتوان با رقيق نمودن اسيدسولفوريک تجارتی به وزن مخصوص ۸۴۰/۱ تهيه نمود, بدين ترتيب که اسيد سولفوريک تجارتی را به نسبت ۹۰ تا ۹۱ درصد به آهستگی با آب رقيق نموده و پس از سرد شدن آن را در شيشه های قهوه ای ريخته و برای آنکه بخار آب موجود در هوا را به خود جذب ننمايد در آن را محکم ميبنديم. بنا به عقيده Schulz , اسيد سولفوريکی که در روش ژربر بکار برده ميشود نبايد در هر ۱۰۰ ميلی ليتر بيش از ۵۰ميلي گرم نيتريت و نيترات(بر حسب )داشته باشد, در غير اين صورت در حين عمل در داخل چربی سنج مقداری گاز توليد شده و ايجاد کف مينمايد و در نتيجه چوب پنبه ها به خارج رانده ميشوند.

۲- الکل آميليک :
به وزن مخصوص ۸۱۰/۰ تا۸۱۸/۰ (حد متوسط ۸۱۵/۰)و نقطه جوش۲ ۱۳۰ درجه سانتی گراد.
الکل آميليک بايد خالص, بی رنگ و عاری از فورفورول) (Furfurol,- باشد.
برای سهولت تشخيص ستون چربی و جلوگيری از تکرار اضافه نمودن الکل آميليک ميتوان الکل را به رنگ گلی يا سبزرنگ نمود.

طرز عمل: قبل از شروع آزمايش, بايد درجه حرارت نمونه ها را به تقريباً ۲۰ درجه سانتی گراد رسانيد و برای اينکه چربی در تمام نمونه يکنواخت گردد بايد آن را بهم زده و در عين حال از ايجاد کف جلوگيری نمود. در هر صورت, در موقع برداشت شير نبايد به هيچ وجه کف وارد پيپت گردد. سپس بتعداد نمونه ها چربی سنج تميز و خشک برداشته شماره نمونه ها را در قسمت مات آمپول نوشته و چربی سنجها را در جايگاه خود قرار مي دهيم, بطوريکه امپول رو به پائين قرار گيرد و در هر يک از آنها ۱۰ ميلي لينر اسيد سولفوريک ميريزيم, بطوريکه گلوی چربی سنج آغشته نگردد. برای اينکار چنانگه قبلاً نيز ذکر گرديد, ميتوان از پيپتهای حبابدار ۱۰ ميلي ليتری يا پيمانه استفاده نمود. بعد با يک پيپت ۱۱ ميلي ليتری بدقت ۱۱ ميلي ليتر شير برداشته و به آهستگی وارد چربی سنج مينماييم.( در بعضی از ممالک چنانچه بعداً نيز خواهيم ديد, بجای ۱۱ ميلي ليتر ۷۵/۱۰ , ۷۷/۱۰ , ۸۰/۱۰ يا ۹۴/۱۰ ميلي ليتر شير برداشت مي نمايند). برای اينکه شير به آرامی از جدار گلوی چربی سنج جريان يافته و روی اسيد سولفوريک قرار گيرد و از ايجاد فعل و انفعال و توليد رنگ قهوه ای در حد فاصل اسيد سولفوريک و شير جلوگيری شود, بايد نوک پيپت را بطور مورب در مقابل جدار گلوی چربی سنج قرار داده و با حرکت انگشت سبابه در انتهای پيپت ابتدا قطره قطره و سپس سريعتر شير را به داخل چربی سنج وارد نمود. حال يک ميلي ليتر الکل آميليک نيز به چربی سنج اضافه مينماييم.
چنانکه قبلاً نيز اشاره گرديد, در بعضی از آزمايشگاههای بزرگ, برداشت و توزيع اسيد سولفوريک, شير و الکل آميليک به وسيله دستگاههای خودکار صورت ميگيرد. طرز کار با اين دستگاه بدين ترتيب است که ۲۴ يا ۳۶ چربی سنج را در جايگاه خود قرار داده و در دستگاه ميگذاريم و اهرم دستگاه را بحرکت در مياوريم. پمپ خلأ اسيدسولفوريک را مستقيماً از داخل مخزن آن مکيده و پيپت هایدستگاه را پر مينمايد. وقتی اهرم را رها نماييم, اسيد سولفوريک اضافی بداخل مخزن برميگردد. سپس اهرم ديگری را بحرکت در مياوريم و بدين ترتيب در هر يک از چربی سنجها ۱۰ ميلي ليتر اسيد سولفوريک داخل می گردد. بعد از اينکه رديف اول چربی سنجها پر شد, رديف دوم را نيز بهمين ترتيب پر مينماييم. برای توزيع شير و الکل آميليک نيز به همين ترتيب عمل ميشود. در مورد شير ۱۲ يا ۱۸ شيشه حاوی نمونه مورد آزمايش را در دستگاه وارد مينماييم.

بطوريکه هر يک از لوله های دستگاه در يک شيشه وارد گردد. در مورد الکل آميليک عيناً مانند اسيد سولفوريک عمل می شود.
بعد از اينکه الکل اميليک به چربی سنج وارد گرديد, چربی سنجها را با چوب پنبه يا درفشنگی مسدود می نماييم. چنانچه چوب پنبه بکار برده شود, چوب پنبه را با حرکت چرخش تا نيمه وارد گلوی چربی سنج مينماييم. در مورد درهای فشنگی, ابتدا شستی يا کليد مخصوص را وارد کرده و قسمت لاستيکی ان را مي کشيم بدين ترتيب درفشنگی به راحتی داخل گلوی چربی سنج می گردد.
حال اگر شستی را بيرون بياوريم, محکم به گلوی چربی سنج خواهد چسبيد. بعد از اينکه چربی سنجها بسته شد, بايدآنها را تکان داد. چنانچه تعداد چربی سنجها کم باشد, اين عمل را با دست انجام ميدهيم, بدين ترتيب که با استفاده از يک قطعه پارچه چربی سنج را با کف دست گرفته انگشت شست را روی چوب پنبه قرار داده و با انگشتهای ديگر چربی سنج را محکم گرفته و به شدت تکان ميدهيم. استفاده از پارچه برای جلوگيری از سوزش دست است زيرا حين تکان دادنع فعل و انفعال شروع شده و درجه حرارت گاهی تا ۸۰ درجه سانتی گراد ميرسد. وقتی تعداد آزمايش زياد باشد, ميتوان چربی سنجها را مستقيماً با جايگاه آنها تکان داد. برای اين کار سرپوش مخصوص را روی جايگاه گذاشته و با دو دست چربی سنجها را تکان ميدهيم. تکان دادن چربی سنجها بايد آنقدر ادامه يابد تا تمام کازئين موجود در شير در اسيد سولفوريک حل گردد. بعلاوه, برای اينکه اسيد سولفوريکی که در ستون چربی سنج و آمپول انتهايي وارد شده نيز با تمام مايع مخلوط گردد, گاهی اوقات بايد چربی سنجها را وارونه نمود و اين عمل را چندين بار تکرار کرد.
در آزمايشکاههای بزرگ ميتوان از بهم زن الکتريکی نيز برای تکان دادن و بهم زدن چربی سنجها استفاده نمود.

بعد از اينکه تمام چربي سنجها بقدر کافی تکان داده شدند, بايد دقت نمود که سطح مايع در ستون مدرج چربی سنجها قرارگيرد. در غير اينصورت با تغيير وضع چوب پنبه يا در فشنگی ميتوان سطح مايع را در ستون مدرج قرار داد.در مورد درهای فشنگی معمولاً به اين عمل احتياج نيست زيرا حجم آنها طوری محاسبه شده است که سطح مايع بخودی خود در ستون مدرج قرار ميگيرد.
واکنش اسيد سولفوريک و شير در حين عمل توليد حرارت ميکند و در نتيجه چربی سنجها گرم ميشوند و تا هنگاميکه چربی سنجها هنوز گرم هستند بايد به ترتيب آنها را در صفحه سانتريفوژ قرار داد, بطوريکه آمپول چربی سنج متوجه مرکز و انتهای چوب پنبه يا درفشنگی در ته لوله های سانتريفوژ قرار گيرند.

بايد توجه داشت که در داخل سانتريفوژ هميشه تقارن چربی سنجها حفظ گردد و چنانچه تعداد چربی سنجها فرد باشد, بايد يک چربی سنج را پر از آب کرده و بدين ترتيب تعداد آنها را زوج نمود تا تقارن سانتريفوژ برقرار شود. اگر چربی سنجها سرد شده باشند, بايد ابتدا چند دقيقه آنها را در حمام آب ۶۵ تا ۷۰ درجه سانتی گراد قرار داده و سپس وارد سانتريفوژ نمود, در غير اينصورت چربی کاملاً جدا نخواهد شد.

چربی سنجها بايد مدت ۳ تا۶ دقيقه با دور ۱۰۰۰ تا ۱۲۰۰ بچرخند بعد آنها را از سانتريفوژ بيرون آوردهو ۵ تا ۱۰دقيقه در حمام آب ۶۵ تا۷۰ درجه سانتي گراد قرار ميدهيم بطوريکه امپول چربی سنج بطرف بالا باشد و ستون چربی کانلاً روشن و واضح گردد. بدين جهت سطح آب بايد اندازه ای باشد که ستون مدرج چربی سنج در آب قرار گيرد. پس از خروج از حمام آب ميتوان نتيجه را قرائت نمود. برای اينکار بايد سطح تماس اسيد را با چربی روی خط يکی از درجه ها مثلاً صفر, ۱, ۲ يا ۳ درصد آورده سپس ابتدا درجه های کامل و بعد اجزای آنها را قرائت نمود. برای تطبيق ستون چربی يا درجه بندی چربی سنج, در مورد چوب پنبه با چرخانيدن آن بطرف بالا و پايين و در مورد درهای فشنگی مطابق زير عمل مينماييم.

بدين ترتيب که شستی را وارد سوراخ درفشنگی کرده و با فشار انگشت شست روی شستی ستون چربی را در مقابل يکی از خطوط درجه های قرار ميدهيم. بايد دقت نمود که چربی در امپول انتهی چربی سنج وارد نشده باشد.
سطح فوقانی طبقه چربی از محل تماس پايين ترين نقطه هلال با يکی از درجه ها يا اجزای انها حساب ميشود. اگر محل تماس بين دو خط قرار گيرد,۵/۰ خوانده ميشود يا بعبارت ديگر قرائت نتيجه با تقريب ۰۵/۰ انجام ميشود. چنانچه در موقع قزائت نتيجه در ستون چربی حباب هوا مشاهده گردد, مجدداً بايد چربی سنجها را در حمام آب قرار داد ت حبابها کاملاً از بين بروند.
نتيجه گيری:
اگر n-nتحتانی ترين سطح هلال ستون چربی و سطح پايين چربی باشد, مقدار درصد چربی عبارت خواهد بود از: n
مثلاً در شکل(۲۳)نسبت درصد چربی ۲ – ۴/۵ يا ۴/۳ميباشد . دقت روش ژربر بطوريکه قبلاً نيز اشاره شد ۰۵/۰ درصد است. برای بدست آوردن دقت بيشتر بايد از يک نمونه شير ۱۰ آزمايش پشت سر هم انجام داده و حد متوسط نتايج حاصله را بعنوان نسبت درصد چربی نمونه مورد آزمايش محسوب نمود.
روش ژربر در مورد شيرهای هموژنيزه نتايج صحيح و دقيق بدست نمی دهد مگر اينکه نمونه را چندبار سانتريفوي کرده و هربار در حمام آب گذاشت تا اينکه نتيجه ثابت بدست آيد. بدين جهت, بهتر است نسبت درصد چربی اينگونه شيرها را با روش وزنی تعيين نمود.
توضيح درباره درجه بندی چربی سنجها و قرائت نتيجه:
در روش ژربر هميشه اين سوال پيش می آيد که ستون مدرج چربی سنج نسبت درصد چربی را برحسب گرم در ۱۰۰گرم يا گرم در ۱۰۰ ميلي ليتر شير نشان ميدهد اين موضوع در سالهای اخير مورد مطالعات زيادی قرار گرفته است. بنا بعقيده Koestler وLoertscher, چنانچه ۱۱ ميلي ليتر شير برداشت شود, قرائت چربی سنج نسبت درصد چربی رابر حسب گرم در ۱۰۰ميلي ليتر شير نشان می دهد.اين امر بخصوص در مورد چربی سنجهای ساخت ژربر که طبق مقررات خاصی ساخته می شوند کاملاً صادق است. بدين ترتيب برای محاسبه نسبت درصد چربی شير بر حسب گرم در ۱۰۰گرم ميتوان نتيجه حاصله را به دانسيته شير يعنی تقريباً۰۳/۱ بخش نمود.
بطوريکه بعداً نيز خواهيم ديد, فدراسيون بين المللی شير روش Rose-Gottlieb را بعنوان روش استاندارد بين المللی و مرجع مقايسه انتخاب نموده است. اين روش مانند ساير روشهای وزنی نسبت درصد چربی را بر حسب گرم در ليتر نشان ميدهد.

بدين جهت اخيراً در پاره ای از کشورها سعی سده است که نتايج حاصله از روش ژربر را به نتايج حاصله از روش استاندارد بين المللی نزديک نمايند. اين عمل به شکل زير امکان پذير است:
۱- کاهش حجم پيپتهای معمولی ۱۱ ميلی ليتری به ۷۵/۱۰, ۷۷/۱۰, ۸۰/۱۰ و ۹۴/۱۰ ميلي ليتر با حفظ درجه بندی معمولی چربی سنجها.
۲- تغيير درجه بندی چربی سنجها با حفظ پيپتهای معمولی ۱۱ مي

لي ليتری. مثلاً در فرانسه چربی سنجهايي بنام PK بکار برده ميشود که به ۶ و۷درصد درجه بندی شده و نسبت چربی را بر حسب گرم در چربی ۱۰۰گرم شير نشان می دهند. در حاليکه در هلند پيپتهای ۷۷/۱۰ميلی ليتری, در اژرلند پيپتهای ۸۰/۱۰ و در انگلستان پيپتهای ۹۴/۱۰ ميلی ليتری بکار برده ميشود. در ايران پيپتهای ۷۵/۱۰ ميلي ليتری و چربی سنجهای معمولی ژربر استاندارد گرديده است(به استاندارد اندازه گيری چربی شير به روش ژربر مراجعه شود).

اشکالات کار: گاهی اوقات, بين چربی و اسيد طبقات سياه رنگی تشکيل می گردد اين اشکال در اثر اين بوجود ميابد که يا شير روی اسيد بد قرار گرفته يا اسيد دارای ناخالصی بوده يا ذراتی از چوب پنبه جدا گرديده استدر چنين مواردی بهتر است آزمايش دوباره تکرار گردد. بعضی مواقع چربی کاملاً جدا نميشود علت اين امر اين است که يا چربی سنج سرد شده يا مقدار الکل آميليک کافی نبوده است در حالت اول کافيست چربی سنج را دوباره گرم کرده و در حالت دوم بهتر است آزمايش مجدداً تکرار گردد.
شستشوی چربی سنجها: شستشوی چربی سنجها بايد بلافاصله پس از اتمام آزمايش و تا هنگاميکه هنوز گرم هستند انجام گيرد زيرا شستشوی چربی سنجهایسرد بمراتب مشکلتر است. برای شستشوی چربی سنجها ابتدا درهای آنها را برداشته و مايع محتوی آنها را در يک ظرف چينی يا پلاستيکی خالی ميکنيم, سپس چربی سنجها را در آب گرم ۴۰تا ۵۰درجه سانتی گراد فرو برده و چند بار پر و خالی مينماييم و بالاخره آنها را با آب سرد شسته و وارونه, بطوريکه آمپول انتهايي بطرف بالا قرار گيرد, در جايگاه خود ميگذاريم تا کاملاً خشک شود. اگر در آب شستشو مقداری سود وارد کنيم و چربی سنجها را هميشه بموقع خالی نماييم, احتياج به استعمال برس و غيره نيست. به کمک حمام فوکوما نيز می توان ۳۶ چربی سنج را در مدت ۱ تا ۲ دقيقه کاملاً شستشو نمود.

 

توجه: الکل آميليکی که در روش ژربر بکار برده ميشود بايد عاری از چربی باشد بدين جهت هر بار که الکل آميليک جديد وارد آزمايشگاه ميگردد بايد از نقطه نظر چربی مورد آزمايش قرار گيرد.برای اين کار ۱۰ ميلی ليتر اسيدسولفوريک ژربر در يک چربی سنج کاملاً تميز و بدون چربی وارد نموده ۱۱ ميلي ليتر آب و يک ميلي ليتر الکل آمژليک به آن اضافه نموده مطابق روش ژربر عمل مينماييم. در ستون چربی سنج به هيچ وجه نبايد چربی ملاحظه گردد.