Polarymetr służy do oznaczania zawartości
Prawidłowo – polarymetr służy do oznaczania zawartości cukrów, czyli substancji optycznie czynnych, które skręcają płaszczyznę światła spolaryzowanego. W praktyce oznacza to, że przez roztwór np. sacharozy, glukozy czy fruktozy przepuszcza się światło spolaryzowane, a przyrząd mierzy kąt skręcenia tej płaszczyzny. Im większe stężenie danego cukru, tym większe skręcenie, oczywiście przy zachowaniu stałej długości drogi optycznej i określonej temperatury. Na tej zasadzie działają klasyczne oznaczenia cukru w przemyśle cukrowniczym, sokowniczym czy w produkcji syropów. W wielu normach branżowych i standardach jakościowych (np. w cukrowniach, przy kontroli surowca buraczanego i soku gęstego) pomiar polarymetryczny jest jedną z podstawowych metod rutynowej analizy. Moim zdaniem warto zapamiętać, że polarymetr „lubi” substancje, które są optycznie czynne – a typowym, najczęściej badanym przykładem są właśnie cukry. Białka, tłuszcze czy większość witamin oznacza się zupełnie innymi technikami (spektrofotometria UV/VIS, chromatografia, ekstrakcja Soxhleta itd.). W zakładach przemysłu spożywczego polarymetr często stoi w laboratorium kontroli jakości obok refraktometru – refraktometr mówi nam o ogólnej zawartości ekstraktu (°Brix), a polarymetr precyzuje, jaka część tego ekstraktu to cukry optycznie czynne. Daje to pełniejszy obraz składu produktu i pozwala na bieżąco korygować proces technologiczny, np. odparowanie, rozcieńczanie, dobór surowców. To jest takie typowe, praktyczne zastosowanie tej metody w realnej produkcji.
Polarymetr kojarzy się wielu osobom ogólnie z „badaniem składu” roztworu, więc łatwo wpaść w pułapkę myślenia, że nadaje się do oznaczania prawie wszystkiego: białek, tłuszczów czy witamin. Problem w tym, że polarymetr nie bada składu chemicznego jako takiego, tylko mierzy bardzo konkretne zjawisko fizyczne – skręcanie płaszczyzny światła spolaryzowanego przez substancje optycznie czynne. Typowym, klasycznym przykładem takich substancji w przemyśle spożywczym są cukry, szczególnie sacharoza, glukoza, fruktoza, maltoza. To właśnie one mają określoną tzw. aktywność optyczną, zapisaną w normach i tablicach, i z niej, wraz z wynikiem pomiaru, liczy się stężenie. Białka też mogą mieć pewną aktywność optyczną, ale w praktyce ich oznaczanie robi się innymi metodami: metodą Kjeldahla (azot ogólny), metodami kolorymetrycznymi czy spektrofotometrycznymi. W laboratoriach kontroli jakości nikt rozsądny nie używa polarymetru do rutynowego oznaczania białka, bo dokładność i powtarzalność byłyby niewystarczające, a wynik mocno zależałby od składu aminokwasowego. Podobnie jest z tłuszczami – ich zawartość oznacza się najczęściej metodą ekstrakcji (np. Soxhleta) lub przy użyciu analizatorów NIR, a nie przez pomiar skręcenia światła. Tłuszcze generalnie nie są w typowych warunkach przedmiotem analizy polarymetrycznej w przemyśle spożywczym. Witaminy z kolei to zupełnie inna bajka: są bardzo zróżnicowane chemicznie, często w małych stężeniach, i do ich oznaczania stosuje się głównie chromatografię (HPLC), czasem spektrofotometrię. Mylenie polarymetru z „uniwersalnym miernikiem zawartości składników” to dość typowy błąd – z mojego doświadczenia wynika, że bierze się on z ogólnego skojarzenia: jest przyrząd, jest roztwór, więc pewnie można zmierzyć wszystko. W rzeczywistości w dobrej praktyce laboratoryjnej każda grupa składników ma swoje dedykowane metody i aparaturę, a polarymetr jest ściśle kojarzony właśnie z cukrami i innymi substancjami optycznie czynnymi.