В настоящее время в исследованиях объектов животноводства широко применяются физико-химические методы анализа: спектральные, оптические, электрохимические, хроматографические, электрофоретические. Физико-химические методы являются инструментальными, так как для проведения анализа применяют приборы и аппараты, регистрирующие физические свойства веществ или изменения этих свойств в ходе химических реакций.
Инструментальные методы анализа характеризуются правильностью и хорошей воспроизводимостью результатов, низким пределом обнаружения компонентов, селективностью (избирательностью), экспрессностью, относительной простотой анализа, возможностью полной автоматизации. С помощью этих методов определяют качественный и количественный состав почв, воды, кормов, животноводческой продукции, а также проводят оценку биохимических показателей крови животных. Такой комплексный подход к исследованию дает возможность контролировать цепь вода и почва → растения → корма → животные → продукты питания животного происхождения. Современное сельскохозяйственное производство и переработка животноводческой продукции невозможны без применения физико-химических методов анализа.
Научная основа химического анализа – аналитическая химия, наука, которая в течение столетий была значимой составной частью химии в целом. Аналитическая химия – это наука об определении качественного, количественного состава веществ и их структуры. Методы аналитической химии позволяют идентифицировать вещество, т.е. отвечать на вопросы о том, из чего оно состоит, какие компоненты и в каком количестве (или соотношении) входят в его состав. Эти методы дают возможность оценить пространственное расположение отдельных компонентов.
В задачу аналитической химии входит разработка теоретических основ методов, установление границ их применимости, оценка метрологических и других характеристик, создание методик анализа различных объектов.
Под методом анализа понимают достаточно универсальный и теоретически обоснованный способ определения состава безотносительно к определяемому компоненту и к анализируемому объекту. Когда говорят о методе анализа, имеют в виду принцип, положенный в основу, количественное выражение связи между составом и каким-либо измеряемым свойством; отобранные приемы осуществления, включая выявление и устранение помех; устройства для практической реализации и способы обработки результатов измерений. Методика анализа – это подробное описание анализа данного объекта с использованием выбранного метода.
Выбирая тот или иной метод анализа, необходимо четко знать цель анализа, задачи, которые нужно при этом решить, правильно оценить достоинства и недостатки существующих методов.
В тоже время исследование объектов животноводства имеет свои особенности, к которым можно отнести: индивидуальность состава и физико-химической структуры, многокомпонентность, осложненную пробоподготовку, а также необходимость комплексного подхода.
Современные физико-химические методы анализа позволяют успешно решать поставленные практикой аналитические задачи. Методы и средства анализа постоянно изменяются: привлекаются новые инновационные подходы, используются новые принципы, явления, часто из других областей знания – физики, квантовой механики, радиоэлектроники, оптики и т.д. Основными направлениями динамичного развития инструментальных методов анализа являются расширение диапазонов обнаружения, селективность, экспрессность, автоматизация и экономичность.
Учебное пособие «Современные методы идентификации веществ в животноводстве» составлено в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования Российской Федерации по направлению подготовки 260200 – «Продукты питания животного происхождения». Материал пособия раскрывает теоретические и практические аспекты дисциплин «Аналитическая химия», «Биохимия», «Химия и физика молока», «Химия пищи».
Содержание учебного пособия разделено на 5 глав, в которых приводится полная характеристика современных физико-химических методов анализа. Рассмотрены спектральные, оптические, электрохимические, хроматографические и электрофоретические методы. Теоретический материал содержит рисунки, таблицы и схемы.
Лабораторные работы подобраны к отдельным главам в соответствии с использованным методом. Приведённые работы позволяют проводить анализ кормов, сыворотки крови, воды, почвы, а также мяса и молока сельскохозяйственных животных. Каждая из них содержит описание сущности метода, подробное изложение методики проведения анализа, логические и упрощенные расчётные формулы. В методиках дано описание приборов, их устройство, включая принципиальные схемы, а также порядок работы с ними.
Каждая из глав имеет контрольные вопросы, способствующие успешному усвоению студентами теоретических знаний, выработке навыков научно-исследовательской деятельности, развитию аналитического мышления, способности обобщать и делать выводы.
В приложении представлены нормы содержания отдельных компонентов в объектах животноводства.
Данное пособие предназначено для проведения теоретических занятий (лекций, семинаров, коллоквиумов), лабораторного практикума, для самостоятельной работы студентов, а также может быть использовано при выполнении учебно-исследовательских работ студентов, в подготовке дипломных работ, в работе научных кружков, а также магистрами и аспирантами.
Апробирование методик проводилось на базе кафедры химии ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет» и в Инновационном научно-исследовательском испытательном центре ОрёлГАУ.
Подготовка бакалавров по направлению 260200 – «Продукты питания животного происхождения», владеющих знаниями и умениями в области современных методов идентификации веществ – одна их важнейших задач обучения химии в высшей школе. От ее успешного решения напрямую зависит нормальное функционирование и развитие агропромышленного комплекса в целом.