Способ количественного определения гидрофильных фосфатидов в растительных маслах

 

1. СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГВДРОФИЛЬНЫХ ФОСФАТИДОВ В РАСТИТЕЛЬНЬК МАСЛАХ, включающий отбор пробы, растворение ее, последовательное измерение одной из физических характеристик раствора и определение по ней искомой величины, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и сокращения продолжительности .определения, растворение пробы ведут до мицеллярно-растворенного состояния фосфатидов , использ.уя как растворитель рафин,ированное растительное масло с добавлением свободных жирных кисi лот, а в качестве физической характеристики принимают поверхностное (Л натяжение при постоянной температуре , лежащей в пределах 40-90 С.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OYHPblTMA (19) (И)

3(5Р G 01 N 33 02

91061 A (21) 3493717/28-13 (22) 24.09.82 (46) 07.05.84. Бюл. № 17 (72) В.И.Мартовщук, Н.В.Кривокотченко, Е.В.Мартовщук и Т.В.Мгебришвили (71) Северо-Кавказкий филиал Всесоюзного научно-исследовательского института жиров и Краснодарский политехнический институт (53) 543.061(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 412548, кл. G 01 N 33/02, 1974;

2. Руководство по методам исследования, технохимическому контролю и учету производства в масложировой промышленности. Т. 1, кн.2. Л., ВНИИЖ, 1967, с. 853 (прототип). ФМ® (54) (57) 1. СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРОФИЛЬНЫХ ФОСФАТИДОВ

В РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЛАХ, включающий отбор пробы, растворение ее, последовательное измерение одной из физических характеристик раствора и определение по ней искомой величины, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и сокращения продолжительности .определения, растворение пробы ведут до мицеллярно-растворенного состояния фосфатидов, используя как растворитель рафинированное растительное масло с добавлением свободных жирных кислот, а в качестве физической харак2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что объемное со1091061 отношение пробы к рафинированному растительному маслу 1:5-1:9.

Изобретение относится к способам исследования, контроля и учета в масложирной промьппленности, а именно к способам определения количества гидрофильных фосфатидов в растительных маслах.

Известен способ количественного определения фосфатидов, основанный на взаимодействии фосфатидов с красителем с последующим определением 10 количества фосфатидов по количеству израсходованного раствора красителя (11, Недостаток этого способа — невозможность определения достоверного 15 содержания фосфатидов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является колориметри-, ческий метод определения фосфорсодер. 2п жащих веществ.

Сущность этого метода сводится к построению градуировочного графика в координатах: оптическая плот- . ность — содержание фосфора в милли-. 25 граммах в одном миллилитре раствора на основании данных, полученных для растворов с известным содержанием фосфора, подготовке образца путем сжигания и окисления исследуемого ЗО образца масла в избытке окисляющего реагента, получению фосфорно-.молибденового комплекса и восстановлению его; шэмерению физической характеристики, а именно оптической плотности полученных окрашенных растворов по отвоаению к контрольной пробе, опредеяаимо содержания фосфора (мг/мл) в мсходном растворе при помощи градуировочного графика с последующим 4 расчетом количественного содержания

Фосфатидов в процентах в пересчете на стеароолеолецитин по формуле 123.

Недостатки известного способа— сложность и трудоемкость определения, 45 выраженная в многостаднйности опе.раций; применение высоких температур, 2 сильных химических реагентов; длительность определения.

Цель изобретения — упрощение способа и сокращение продолжительности определения.

Поставпенная цель достигается тем, что согласно способу количественного определения гидрофильных фосфатидов в растительных маслах, включающему отбор пробы, растворение ее, последовательное измерение одной из физических характеристик раствора и определение по ней искомой величины, растворение пробы ведут до мицеллярно-растворенного1состояния фосфатндов, используя как растворитель рафинированное растительное масло с добавлением свободных жирных кислот, а в качестве физической характеристики принимают поверхностное натяже" ние при постоянной температуре, лежащей в пределах 40-90 С.

Причем объемное соотношение пробы к рафинированному растительному маслу 1:5-1:9.

В предлагаемом способе в качестве физической характеристики выбрано поверхностное натяжение, так как подготовка анализируемого образца к измерению этой характеристики проста (образец разбавляют в рафинированном масле и добавляют расчетное количество свободных жирных кислот) занимает

5-10 мин и обладает достаточной точностью (37).

Зависимость межфаэного натяжения от концентрации ПАВ выражена эмпирическим уравнением Шишковского где Й и — межфазное натяжение

0 раствора и растворителя, С вЂ” концентрация ПАВ, А и 6 — константы.

Приведенное уравнение позволяет на основании экспериментальных

4 свободных жирных кислот (отрезок, отсекаемый наклонной прямой на оси ординат)!

К . — ctg d., где o(— угол, заклю5 ченный между осью ординат (6) и наклонной прямой, С вЂ” концентрация фосфатидов в исследуемом образце.

Калибровочные зависимости межфаз I0 ного натяжения от концентрации гидрофильных фосфатидов приведены в табли-. це.

В таблице даны четыре варианта содержания фосфатидов, определенных

15 из калибровочной зависимости 6 от(. (фи . 2) . Для приведенных условий данная зависимость представлена в виде прямой и относительная погрешность разрабатываемого метода составляет

ZO <3,0Ж, что приемлемо для экспресс-метода.

Нарушение условий постоянства кислотности, температуры и интервала разбавления приводит к нарушению вьппе2$ указанной зависимости и, как следствие, существенно повьппается ошибка определения содержания гидрофильных фосфатидов. Только при совместном действии заявляемых признаков данная

ЗО зависимость имеет место.

Так, при разбавлении в соотношении меньшем, чем 1:5, например при

1:4, прямолинейный характер зависимости Ь от С в области больших

35 концентраций гидрофильных веществ нарушается и ошибка определения возрастает до 5-7Х. Это связано с тем, что фосфатиды не полностью переведены в мицеллярно-растворенное сос40 тояние и активность их На различных участках данной зависимости не постоянна.

3 данных 6 и С построить изотерму адсорбции и определить характеристики поверхностного слоя. Однако для применения поверхностного натяжения в качестве физической характеристики при определении содержания гидрофильных фосфатидов необходимо, чтобы указанная зависимость носила линейный характер.

На фиг. 1 приведены иэотермы межфазного натяжения лецитина (кривая 1) и фосфатидов (кривая 2) в подсолнечном масле на границе с дистиллированной водй; на фиг. 2 калибровочные зависимости Ь от С.

Кислотное число исследуемых образцов соответственно равно 0,17 и 3,20 мг КОН. Изотермы 1 и 2 существенно отличаются одна от другой и не имеют линейного характера."Это вызвано тем, что сопутствующие вещества, в частности фосфатиды, находятся в масле в зависимости от концентрации в различном состоянии, на которое влияет содержание свободных жирных кислот, и при определенной концентрации переходят из молекулярно-растворенного состояния в дисперсное.

Такое различие зависимостей межфазного натяжения от концентрации фосфорсодержащих веществ не позволяет использовать изотермы непосредственно исследуемых образцов масел без их предварительной подготовки для определения содержания гидрофильных фосфатидов.

1091061

При растворении исследуемых образцов масел с различным содержани- . ем гидратируемых фосфатидов в тщательно отрафинированном масле в соотношении 1-(5-9) при постоянном содержании свободных жирных кислот в смеси масел и постоянной температуре при определении поверхностного натяжения зависимость межфазного натяжения от концентрации гидрофильных веществ выражается линейным уравнением = о--. где 4 — межфазное натяжение смеси . масел с неизвестным содержанием фосфатидов при постоянной концентрации свободных жирных кислот;

Й вЂ” межфазное натяжение тщательO но отрафинированного масла пои постоянной концетрации

При разбавлении в соотношении большем 1:9, например 1:10, увеличи- . вается время формирования капли воды в исследуемый раствор до 15-25 мин по сравнению с 5-7 мин при раэбавлении в соотношении 1:(5-9). При этом общее время определения составляет

60 мин, ошибка метода (57) связана с уменьшением концентрации определяемых фосфатидов.

Температура определения должна быть вьппе 40 С и ниже температуры кипения воды. Ниже 40 С наблюдается выделение гидрофильных веществ из масел и прямолинейный характер зависимости ю от С нарушается. При

1091061

IIP у + у

2 соответственно объем рафинированного масла (18 мл) и его кислотность {0,1%), соответственно объем исследуемого масла (2 мл) и кислотность

{2,0X); принятая концентрация свободных жирных кисдот(0,35) где Ч„и К,—

Ч2 и К2

Получают К„., равное 0,06%, т.е. для 20 мл смеси это составляет

0,012 r. Межфазное натяжение íà границе с дистиллированной водой определяют для пяти образцов на сталагмометре по усовершенствованной методике применительно к растительным мас- лам.

На оси абсцисс откладывают количество гидратируемых фосфатидов, а на оси ординат - величину 6, выраженную в делениях микрометра. Это.100 С и выше наблюдается кипение воd ды и определение 6 невозможно.

Способ количественного определения гидрофильных фосфатидов осуществляют следующнм образом.

Предварительно строят калибровочную зависимость от С и определяют

ctg с«. Для этого берут пять образцов подсолнечных масел с различным содержанием фосфатидов.

Образцы масел гидратируют согласно руководству по проведению пробной гидратации. Определяют по разности в исходном и гидратированном масле содержание гидрофильных фосфатидов (полнота выведения их проверяется тонкослойной хроматографией),.

В образцы исходных масел перед определением межфазного натяжения (6) вводят с помощью шприца через иголку рассчитанное количество свободных жирных кислот до принятого при построении калибровки значения.

Например, при разбавлении в соот- . ношении 1:9 для определения Й необходимо 20 мл исследуемой смеси масла, т.е. 18 мл тщательно рафинированного и 2 мл исследуемого. Коли" чество свободных жирных кислот, которое необходимо добавить до кислотности (например 0,35%), рассчитываетсв по формуле упрощение принято не только для быстроты расчета, но и связано с тем, что в условиях больших разбавлений исключается необходимость определения межфазного натяжения.

6 = K(dz,d ), так как d> - плотность Н20 и d — плотность смеси мас«ла имеют одну величину во всех измерениях при постоянной температуре и кислотности смеси. Строят калибровочную зависимость и определяют со- держание гидрофильных веществ, для чего. в .образце подсолнечного масла определяют межфазное натяжение, ко15 торое равно 5 (в делениях микрометра). По кривой к (фиг ° 2) находят

if = (7-5) = 2 и садо«. = 4,4, а содержание гидрофильных веществ в исследуемом образце рассчитывают по

20 формуле

С = — -- = - — - = О 45Х дф

c ted, 4, 44

Пример 1. Образец гидратиро" в анн ого подсол неч ного масла разб авляют в рафинированном масле в соот1 ношении 1!5, Доводят кислотность смеси до 0,35Х и определяют межфазное натяжение на границе с дистиллированной водой при 60 С. По калибровочному графику 6 - С (фиг. 2, кривая 2) определяют количество гидрофильньи фосфатидов (0,159%). Относительная ошибка 2,3%, время определения 40 мин. !

Пример 2. Образец гидратированного подсолнечного масла разбавляют в рафинированном масле в соотноше40 нии 1:9. Доводят кислотность смеси до 0„35X, определяют межфазное натяжение на границе с дистиллированной водой при 60оC. По калибровочно му графику {фиг. 2, кривая 1) опре45 деляют количество гидрофильных ñ» фатидов (О, 17X). Относительная ошибка 2,8Х, время определения 30 мин.

Пример 3. Образец гидратированного подсолнечного масла разбавляют в рафинированном масле в соотношении 1:5. Доводят кислотность смеси до 0,35Х, определяют межфазное натяжение на границе с дистиллированной водой при 80 С. По калибровоч55 ному графику (фиг. 2, кривая 4) определяют количество гидрофильных

«расфатидов (0,154%) . Относительная ошибка 2,5%, время определения гидшофипьных фосфатидов 42 мин.

7 1

Пример 4. Образец гндратированного подсолнечного масла разбавляют в рафинированном масле в соотноешнии 1:5. Доводят кислотность смеси до 2,0%, определяют межфазное натяжение на границе с дистиллирован ной водой при 60 С. По калибровочному графику (фиг. 2, кривая 3) определяют количество гидрофильных фосфатидов О, 156%. Относительная ошибка 3, 1%, время определения 35 мин.

Hp и м е р 5. Образец сырого подсолнечного. масла разбавляют в рафинированном масле в соотношении

1:5. Доводят кислотность смеси до

0,35Х, определяют межфазное натяжение на границе с дистиллированной водой при 60 С (фиг. 2,кривая 2).По калибровочному графику определяют количество гидрофильных фосфати (Ьв (0,56%). Относительная ошибка 2,9%, время определения 40 мин. Пример 6. Образец сырого подсолнечного масла разбавляют в рафинированном масле в соотношении 1:9

Доводят кислотность смеси до 0,35Х, определяют межфазное натяжение на границе с дистиллированной водой при 60 С (фиг. 2, кривая 1). По калибровочному графику определяют количество гидрофильных фосфатидов (0,58%). Относительная ошибка 3,2Х, время определения 38 мин.

Пример 7. Образец хлопкового масла разбавляют в рафинированном масле в соотношении 1:4. Доводят кислотность смеси до 2Х и определяют межфаэное натяжение на границе с дистиллированной водой при 60оС (фиг. 2, кривая 3). По калибровоч091061 8 ному графику определяют количество гидрофильных фосфатидов (О, 41%) . Погрешность 5,8%, время определения

35 мин..

Пример 8. образец соевого масла разбавляют в рафинированном масле в соотношении 1:10. Доводят кислотность смеси до 2Х и определяют на границе масло-вода при 60 С

10 (фиг. 2, кривая 3). По калибровочному графику определяют содержание гидрофильных фосфатидов (1,62%). Относительная погрешность 3,6%. Время определения 60 мин.

Использование предлагаемого способа определения гидрофильных фосфатидов в растительных маслах позволит упростить методику путем сокращения количества операций на стадии подготовки исследуемого образца.

Определение конечного содержания фосфатидов не потребует дополнительного пересчета содержания неорганического фосфора на стеароолеолецитин.

25 Кроме того, сокращается продолжительность определения фосфатидов (+ 40 мин) по сравнению с прототипом (28 ч) . При этом относительная ошибка предлагаемого способа не превышает +3,0%, а прототипа 3-3,5Х (опытные данные).

Предлагаемый способ может быть эффективно использован не только для оперативного контроля в процессе гид35 ратации гидрофильных фосфатидов, но и при определении данного показателя

% в исследовательской работе. Это позволяет увеличить выход рафинированных масел на 0,5% за счет более полного удаления гидрофильных фосфатидов.

По предлагаемому способу

По прототипу

Образец

Калибровка а г ) 0, 193 0,213

О, 208

0,384

О, 632 О, 205

0,364

0,20

0,40

0,382

0,38

0,624

0,652 0,59

0,66

Содержание гидрофильных фосфатидов, % стеароолеолецитина! 091061

Продолжение таблицы

Содержание гидрофнльных фосфатидов,Ж стеароолеолецитина

По прототипу

По предлагаемому способу

Образец:

Калибровка

4 . ) 5

2 !

0,70

0,77

0,716

О, 733

0,742

0,97

0,88. 0,891 0,917

0,91

44 4g 4Ю ru С%

Еюа f

ВНИ363И Заицвэ 3073/40 Тщраж 823 Подзисное

Филиал ППП "Вамвт", r. Уагород,уп.Проектов, 4

П р и м е ч а н и е. Соотношение смесей при калибровке 2, 4 и 3 равно 1:5, при калибровке 1 - 1:9. Кислотность смеси при калибровке 1, 2, 4 составля т 0,357, при калибровке 3—

2„0X, .„ при калибровке 2, 1 и 3 равна 60 С при о

Э калибровке 4 — 80 С. В образцах 4 и 5 содержание

t гидрофильных веществ получено дополнительного введения в образец 3 лецитина.