Prawidłowa jest odpowiedź „cukru”, bo polarymetria to klasyczna metoda oznaczania substancji optycznie czynnych, a najbardziej typowym przykładem w przemyśle spożywczym są właśnie cukry, głównie sacharoza. Roztwór cukru skręca płaszczyznę polaryzacji światła przechodzącego przez roztwór, a kąt tego skręcenia jest proporcjonalny m.in. do stężenia i długości drogi optycznej. W praktyce używa się polarymetrów lub sacharymetrów, skalibrowanych specjalnie do pomiaru zawartości sacharozy, zgodnie z normami typu ICUMSA lub odpowiednimi PN/EN dla cukru spożywczego. W cukrowniach, przetwórniach soków, przy produkcji syropów glukozowo-fruktozowych i w kontroli jakości napojów bezalkoholowych pomiar polarymetryczny jest jednym z podstawowych, szybkich testów kontroli stężenia cukru. Moim zdaniem fajne w tej metodzie jest to, że jest stosunkowo prosta w wykonaniu, a jednocześnie bardzo powtarzalna, o ile zachowa się dobre praktyki laboratoryjne: klarowanie próbek, utrzymanie stałej temperatury, właściwe przygotowanie roztworu i kalibrację przyrządu. W przeciwieństwie do oznaczeń grawimetrycznych czy miareczkowych, tutaj odczyt otrzymujemy bezpośrednio z urządzenia, a interpretacja wyniku jest mocno ustandaryzowana. W wielu zakładach wynik polarymetryczny jest podstawą rozliczania jakości surowca (np. buraków cukrowych) i oceny wydajności ekstrakcji cukru. W technikum, jeśli trafisz na temat analizy cukru, polarymetria praktycznie zawsze będzie jednym z kluczowych punktów programu – to taka „podstawówka” z analizy fizykochemicznej w branży spożywczej.
Metoda polarymetryczna opiera się na zjawisku skręcania płaszczyzny polaryzacji światła przez substancje optycznie czynne. W praktyce oznacza to, że nadaje się przede wszystkim do analizy związków posiadających aktywność optyczną, czyli takich, które mają asymetryczne cząsteczki – typowo różne cukry i niektóre aminokwasy czy związki farmaceutyczne. W przemyśle spożywczym klasycznym zastosowaniem jest oznaczanie sacharozy i ogólnie cukrów w roztworach, sokach, syropach, melasie. Stąd poprawną odpowiedzią jest cukier, a nie białko, popiół czy tłuszcz. Białka co prawda mogą być optycznie czynne (bo zawierają aminokwasy chiralne), ale w analityce żywności ich zawartość oznacza się praktycznie innymi metodami: najczęściej metodą Kjeldahla lub Dumas, czyli poprzez oznaczanie azotu ogólnego i przeliczanie go na białko odpowiednim współczynnikiem. To są metody znormalizowane w wielu normach PN-EN i ISO, a polarymetria do białka w typowych produktach spożywczych po prostu się nie przyjęła, jest za mało praktyczna i mało selektywna. Popiół to z kolei pozostałość mineralna po spaleniu próbki w wysokiej temperaturze. Tu nie ma żadnej aktywności optycznej, bo mamy do czynienia z nieorganicznymi składnikami mineralnymi. Zawartość popiołu oznacza się metodami wagowymi, poprzez prażenie w piecu muflowym i ważenie pozostałości, zgodnie ze standardami np. dla mąki, cukru czy pasz. Tłuszcz także nie jest substancją optycznie czynną w takim sensie, aby dało się go rutynowo oznaczać polarymetrycznie. Do analizy tłuszczu stosuje się przede wszystkim metody ekstrakcyjne (Soxhlet, Weibull-Stoldt, Schmid-Bondzynski-Ratzlaff) lub metody spektroskopowe w podczerwieni. Typowy błąd myślowy przy tym pytaniu polega na kojarzeniu „jakiejś” metody laboratoryjnej z dowolnym składnikiem żywności, bez zastanowienia się nad zasadą fizyczną pomiaru. Dobra praktyka w analizie i kontroli jakości jest taka, żeby zawsze zadać sobie pytanie: czy dana właściwość chemiczna lub fizyczna składnika w ogóle może być zmierzona daną techniką? W przypadku polarymetrii odpowiedź brzmi: tak, ale przede wszystkim dla cukrów i innych związków optycznie czynnych, a nie dla białka, popiołu czy tłuszczu.