Способ количественного определения жиров и масел в маслосодержащем сырье

 

Изобретение относится к масложйровой промышленности и касается способов определения жиров и масел. Целью изобретения является повьшение точности и сокращение продолжительности определения. Это достигается тем, что навеску измельченных семян помещают в проточный фильтрующий экстракционный патрон и термостатируют его при температуре, требуемой для экстракции, прокачивают через него растворитель с постоянной скоростью в течение определенного времени, обеспечивающего требуемую полноту извлечения жира. Образующийся экстракт направляют в приемник, из которого по мере поступления экстракта отгоняют растворитель при постоянном давлении 533-800 гПа и при постоянной температуре нагревания 60-150 С во время экстракции и дополнительно 5-10 мин после ее завершения. После этого снижают давление и температуру нагревания экстракта и поддерживают их на постоянном уровне - давление не более 53 гПа, .температуру нагревания в пределах 80-95 С в течение 5-10 мин. После этого нагревание выделенного жира прекращают и начинают его охлаждение до комнатной температуры. Выделенный жир количественно оценивают гравиметрическим способом и вычисляют его содержание относительно массы аналитической навески. 4 табл. fS (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 01 И 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКЬМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 4089189/28-13 (22) 11.07.86 (46) 07.04.88. Бюл. II- 13. (71) Научно-исследовательский институт гигиены водного транспорта (72) Э.А. Новикова (53) 665.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 845092, .кл. 6 О! Н 33/02, 1981. (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИРОВ И МАСЕЛ В МАСЛОСОДЕРЖАЩЕМ

СЬ1РЬЕ (57) Изобретение относится к масложировой промышленности и касается способов определения жиров и масел, Целью изобретения является повышение точности и сокращение продолжительности определения. Это достигается тем, что навеску измельченных семян помещают в проточный фильтрующий экстракционный патрон и термостатируют

его при температуре, требуемой для экстракции, прокачивают через него

ÄÄSUÄÄ 1386852 А 1 растворитель с постоянной скоростью в течение определенного времени, обеспечивающего требуемую полноту извлечения жира. Образующийся экстракт направляют в приемник, из которого по мере поступления экстракта отгоняют растворитель при постоянном давлении

533-800 гПа и при постоянной температуре нагревания 60-150 С во время экстракции и дополнительно 5-10 мин после ее завершения. После этого снижают давление и температуру нагревания экстракта и поддерживают их на постоянном уровне — давление не более 53 гПа, .температуру нагревания в пределах 80-950С в течение 5-10 мин.

После этого нагревание выделенного жира прекращают и начинают его охлаждение до комнатной температуры. Выделенный жир количественно оценивают гравиметрическим способом и вычисляют его содержание относительно массы аналитической навески. 4 табл.,1386852

Изобретение относится к масложироой промышленности и касается спосоов определения жиров и масел.

Цель изобретения — повышение точ5 ности и сокращение продолжительности

1 пределения.

Способ осуществляется следующим обраэомь

Навеску измельченных семян помеают в проточный фильтрующий экстраконный патрон,и термостатируют его ри температуре, требуемой для экстракции, прокачивают через него раст-, воритель с постоянной скоростью в те- 15 чение определенного времени, обеспе.чивающего требуемую полноту извлече-. ния жира. Образующийся экстракт няп" равляют в приемник для экстракта, из которого по мере поступления экстрак- 20 та отгоняют растворитель при постоян( ном давлении в пределах 533-800 гПа и при постоянной температуре нагревао ! ния в пределах 60-150 С во время экс! тракции дополнительно 5-10 мин после 25 ее завершения. После этого снижают давление и температуру нагревания экстракта и поддерживают их на постоянном уровне — давление не более

53 гПа, температуру нагревания в пре- 30 делах 80-95ОС в течение 5-10 мин.

После этого нагревание выделенного жира прекращают и охлаждают его до комнатной температуры. Выделенный жир количественно оценивают гравиметрическим способом и вычисляют его содержание относительно массы аналитической навески.

Пример I. Определение содержания масла в семенах подсолнечника. 40

Из образца семян подсолнечника получают усредненную пробу путем измельчения семян порциями 15-18 r в электрической кофемолке в течение

50 с. Первый помол отбрасывают, ос- 15 тальные накапливают в химическом стакане и тщательно перемешивают. Анализируют параллельно тремя способами при четырехкратной повторности.

В стандартном способе навеску из,мельченных семян массой 8-10 г экстреагируютдиэтиловым эфиром в течение 22 ч при 6-8 сливах в час. Из полученного экстракта отгоняют растворитель, выделенный жир доводят до постоянной массы путем выдерживания в электрическом сушильном шкафу при

)05 С. Постоянство массы вьделенного жира устанавливают после 2-3 кратного контрольного взвешивания жира, охлажденного до комнатной температуры в эксикаторе над осушителем. Первое взвешивание производят через 1-5 ч нагревания в электрическом сушильном шкафу, последующие через 30 мин наг-. ревания, Содержание жира в измельчен ных семенах 49,1К.

Данные сравнительных испытаний из вестного и предлагаемого способов определения содержания масла в семенахподсолнечника представлены в табл. 1.

Результаты сравнительных испытаний (табл.1) показывают, что при использовании одного и того же растворителя при одинаковых скоростях прокачивания в известном и предлагаемом способах получаются близкие результаты анализа. В предлагаемом способе вре-.. мя анализа составляет 100- 105 мин при экстракции в течение 60 мин, давлении в колбе-приемнике для экстракта

800 гПа и нагревании поступающего в приемник экстракта до 120ОС в течение всего времени экстракции и дополнительно 10 мин, последующем снижении давления до 53 гПа и температуры нагревания экстракта до 95 С в течение 15 мин и охлаждения выделенного масла до 80 С при давлении 53 гПа в течение 15 мин. В известном способе общее время анализа достигает в 44,5 ч, из них в течение 60 мин проводят экстракцию при давлении 400 гПа в колбе-приемнике для экстракта и нагревании образующегося экстракта до о

100 С в течение всего периода экстракции и дополнительных 30 мин после ее завершения, и 150-180 мин затрачивают на достижение постоянства массы выделенного масла.

Повышение точности результатов анализа в предлагаемом способе достигается за счет того, что нагревание выделенного жира и его охлаждение до комнатной температуры проводят под вакуумом беэ контакта с воздухом, чем предотвращают окислительное изменение масла в процессе отгонки остатка рас" творителя.

При давлении выше 800 гПа во время экстракции и выше 53 гПа после ее окончания снижается скорость отгонки растворителя, вследствие чего увеличивается количество оставшегося в выделенном масле растворителя и снижается точность анализа, а для удаления растворителя требуется затратить до1386852 полнительное время на его отгонку, в результате чего положительный эффект снижения длительности анализа дости-.. гается не в полной мере или не дос5 тигается совсем.

Пример 2. Определение содер" жания масла в семенах подсолнечника и сои при экстракции растворителями с различной температурой кипения.

Анализируют образцы семян подсолнечника и сои со средней . масличностью соответственно 53,4 и 20,67.

Из образцов массой около 100 r .. подготавливают усредненную пробу измельченных семян и анализируют парал лельно с экстракцией тремя разными растворителями при трехкратной повторности анализа в каждой серии предлагаемым способом. Масса аналитичес-. o ð кой навески 8-10 г. Остаток растворителя во взвешиваемом масле оценивают газохроматографически. Условия анализа и полученные результаты представлены в табл.2. 25

Результаты анализа (табл.2) показывают, что для каждого растворителя получают сходимость результатов в соответствии с требованиями стандартного способа (СКО = 0,2), количество оставшегося в масле растворителя находится на постоянном уровне содержания в каждой серии. Общее время анализа 90-105 мин при отгонке растворителя в течение 60 мин экстракции, дополнительных 5-10 мин после ее окончания без изменения условий и 1015 мин при пониженном давлении и нагревании с последующим охлаждением до комнатной температуры в течение 40

15-20 мин.

Таким образом, в предлагаемом способе достигается. положительный эф-. фект, заключающийся в снижении длительности способа при использовании 45 для экстракции растворителей с широким диапазоном температуры кипения.

Повьппение точности результатов анализа в предлагаемом способе достигается за счет постоянства количества растиорителя в выделенном масле.

При последующем анализе в выбранных условиях остаток растворителя в выделенном масле остается на том же уровне.

При давлении ниже 533 гПа во время экстракции возможно интенсивное. вскипание образующегося экстракта, которое приводит к нарушению устано-. вившегоея процесса экстракции и снижает точность получаемых результатов анализа, в пределе делает неосуществимым выполнением способа.

Нижний предел давления при отгонке после окончания экстракции не ограничен, так как,чем ниже давление, тем эффективнее отгонка остатка растворителя из выделенного масла. Существен— но, чтобы уровень давления сохранял постоянное значение, так как при нестабильном давлении количества оставшегося в масле растворителя не пос- тоянно для выбранных условий анализа.

Нагревание экстракта во время экстракции ниже предлагаемых пределов о (60-150 С) и нагревание выделенного масла ниже 80 С снижает скорость отгонки растворителя и увеличивает остаток растворителя во взвешиваемом масле, вследствие чего положительный эффект, выражающийся в снижении дли- тельности выполнения способа по срав-. нению с известным достигается не в полной мере или не достигается совсем.

Пример 3. Определение содержания масла в семенах подсолнечника при разных скоростях прокачивания растворителя.

Из образца семян подсолнечника массой около 150 г подготавливают усредненную пробу измельченных семян и анализируют параллельно при трех уровнях расхода растворителя (хлороформ) при пятикратной повторности в каждой серии в предлагаемых пределах давления и температуры нагревания.

Условия анализа и полученные результаты представлены в табл ° 3.

Как видно из представленных в табл.3 данных, при увеличении скорости прокачивания растворителя от 2 до 5 мл/мин время, затраченное на достижение одинаковой полноты извлечения масла из исследуемых семян, сокращается с 60 до 30 мин. Общее время анализа уменьшается с 95 до

60 мин. Во всех трех сериях получают близкие результаты. Остаток растворителя во взвешиваемом масле 0,06i 0,02Х.

Приведенные в табл.3 данные подтверждают получение положительного эффекта, заключающегося в снижении длительности способа и повышении его точности при различ;ых скоростях прокачивания .растворителя через навеску

1386852 исследуемого материала в предлагаемых пределах давления и нагревания образующегося экстракта во время экс,тракции, после ее завершения и при охлаждении выделенного масла до ком;натной температуры.

Увеличение температуры нагревания экстракта во время экстракции выше

150 С приводит к термическому измене- 10 нию выделенного масла после удаления основного количества растворителя, вследствие того, что при интенсивном нагревании разбавленного экстракта скорость образования паров раствори теля (а, следовательно, скорость от,,гонки} пропорциональная нагреванию, при этом температура самого экстракта остается близкой к температуре кипе, ния растворителя. По мере концентри- 20 рования экстракта скорость отгонки

: существенно снижается, при этом сни( жается теплоотвод за счет испарения, и температура масла резко возрастает, до температуры нагревания. 25

Пример 4. Установление пра- вильности способа определения содер-; жания жира в исследуемом материале.

Для анализа используют образец семян подсолнечника с масличностью 30

49,8 . Из образца массой около 130 г подготавливают усредненную пробу измельченных семян и параллельно анализируют предлагаемым способом при одинаковых условиях навески массой около 9, 4,5 и 9 г, к которой добавлено

1 r извлеченного из семян масла. Кратность параллельных определений в кажчой серии составляет и = 6, 40

Навеску семян помещают в проточный фильтрующий патрон, термостатируют при 60 С и прокачивают через него хлороформ с постоянной скоростью

2,5 мл/мин в течение 60 мин. Образующийся экстракт направляют в колбуприемник для экстракта, которую нагревают при 130 С при давлении 613 гПа в течение 60 мин экстракции и дополнительно 5,мин после ее окончания. о

Затем снижают нагревание до 90 С, а давление до 40 гПа и продолжают отгонку из выделенного масла в течение

15 мин. После этого нагревание прекращают и охлаждают выделенное масло

: до комнатной температуры в течение 55

15 мин. Количество выделенного масла оценивают гравиметрически. Вычисляют постоянную и пропорциональную систематические погрешности и оценивают их значимость.

Для этого вычисляют средние результаты (cf.), выборочные стандартные отклонения (Si). Приближенное значение постоянной систематической погрешности (параметр а) вычисляют по формуле а = 2q2 ф,у где q, и q 2 — средние значения количества выделенного масла в I-й и 2-й сериях.

Стандартное отклонение параметра а оценивают (по закону аддитивности дисперсий) по формуле

2 2

S + 4S2

Ф: п

Принимают, что постоянная погрешность значима, если параметр а превышает предельную случайную погрешность на уровне значимости 0,05 при числе степеней свободы f = n, + n

2 = 10.

Приближенное значение пропорциональной систематической погрешности (параметр Ь - 1} вычисляют из соотношения

Ь - 1 = (о - q„ - С)/С, где ц и ц — средние значения коли3 чества выделенного масла р 1-й (основная навеска) и 3-й (навеска с добавкой) сериях определений;

С вЂ” количество добавленного масла, Стандартное отклонение параметра Ь вЂ” 1) оценивают по формуле

7 2

S Ь,)/c cb-1

Принимают, что пропорциональная систематическая погрешность значима, если параметр (b — 1) превышает предельную случайную погрешность при уровне значимости 0 05 и числе степеней свободы Е = n, -+ n — 2 = 10.

Полученные результаты даны в табл,4.

Сравнение величин а с р . „ х х Б и (Ь вЂ” 1) с 5, „S g „показывает, что как постоянная, так и пропорциональная погрешности незначи-. мо отличаются от нуля, следовательно, 1386852 способ можно признать правильным на принятом уровне значимости, Такая проверка проведена на образцах семян подсолнечника с содержанием масла в диапазоне 38,9-58X., характерном для этого вида семян, и подтверждена правильность предлагаемого способа для всего диапазона., .Из приведенных в табл.4 данных: 10 видно, что использование удвоения навесок и добавок известного количества определяемого вещества в предлагаемом способе позволяет эффективно оценить значимость методических оши- 15 бок, возникающих вследствие недоиз-. влечения и недоотгонки. Положительный эффект, который достигается в результате такого выполнения способа заклю- . чается в повышении точности и досто- 20 верности результатов анализа.

При экстракции разными растворителями получаются несопоставимые ре-. ульэультаты анализа при их одинаковой сходимости, как это видно из табл.1 25 и 2, что затрудняет интерпретацию по.— лученных данных, сравнение со стандартным способом в этом случае также не эффективно иэ-за разного состава сопутствующих веществ, извлекаемых из30 семян вместе с нейтральным жиром, так как коэффициент пересчета для растворителей с различной экстрагирующей способностью не может бытЬ выведен .из-за влияния качества извлекаемого масла на состав коэкстрагируемых веществ.

Поэтому анализ дополнительной навески, вдвое меньшей, чем основная по массе, существенно повышает достовер-40 ность полученных результатов аналиТаблица 1

Предлагаемый способ (1

Условия анализа

Известный способ

1 2

2 3 (4

Экстракция.

Гексан

Растворитель

Хлоро- . Гексан форм 1,25 2,5

2,5

1,25

2,5

Время экстракции, мин

180

60

60

Отгонка во время экстракции.

Скорость прокачивания, мл/мин 1,25 за и отсутствие стандартных образцов, следовательно, отпадает необходимость в сравнении со стандартным способом, что дополнительно дает положительный эффект, выражающийся в снижении времени, затрачиваемого на проверку правильности результатов анализа в предлагаемом способе.

Использование предлагаемого способа для определения содержания жира в других материалах — сушеных рыбопродуктах, крилевой и рыбной муке — подтверждают его осуществимость. формула изобретения

Способ количественного определения жиров и масел в маслосодержащем сырье, включающий экстракцию под вакуумом путем прокачки растворителя через сырье с постоянной скоростью, подачу экстракта в емкость при нагреве для отгонки растворителя, отгонку растворителя под .вакуумом, гравиметрический анализ и нахождение искомой величины по полученному значению, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения продолжительности определения, при подаче экстракта в емкость отгонку ведут при остаточном давлении 533-800 гПа, при температуре 60-150 С, а после завершения подачи экстракта отгонку ведут при темо пературе 80-95 С и остаточном давлении не более 53 гПа, а перед гравиметрическим анализом экстракт выдерживают при том же остаточном давлении до достижения комнатной температуры.

1386852 юеив4ю ею » б условия анализа

l 2 3 4

400

400

800

800

800

Давление. гПа 800

Температура нагревания, С 120

120

100

100

120

120

30

10

10

Время, мин

53

Температура нагревания, С 95

95

15

Время, мин

53

Давление, гПа 53

Температура, С 20

20

15

Время, мин 15

Время, мин

150-180

100

240-270

220

100

105

46,40 47,10 47,30

49,22 46,44 47,34

+0,19, +0,30 +0,19

10,16 т0,20 0,17 нение

Число параллельных определений 4

Отгонка после экстракции без изменения условий.! Отгонка после ( экстр акции.

Давление, гПа ( (! Отгонка при охлаждении.

Доведение до постоянной массы.

Кратность взвеши-. вания

Общее время анализа, мин

Результаты анализа.

Содержание жира, Ж

Среднее квадратичное отклоПредлагаемый способ

L 1.

Продолжение табл 1

° \

Известный способ ! 1 2

Нагревание в СЗШ при 95 С с последующим охлаждением

;1386852

Таблица 2

Условия анализа

Растворитель

Экстракция.

Скорость прокачивания, мл/мин

2,5

2,5

60

Время экстракции, мин

60

60, 800

613

533

120

130

Время, мин

Отгонка после экстракции

47

85

85

10

Отгонка при охлаждении

Давление, гПа

27

20

20

l5

105

90

Следы

0,04

0,18

При экстракции сои расход хлороформа 2,0,мл/мин.

Температура экстракции, С

Отгонка во время экстракции. . /

Давление, гПа

Температура нагревания, С

Отгонка после экстракции без изменения условий.

Давление, гПа

Температура нагревания, С

Время, мин

Температура, С

Время, мин.Общее время анализа, мин

Результаты анализа

Содержание жира в сое, Е

Содержание жира в подсолнечнике, 7

Число параллельных определений

Количество растворителя в жиреэ

Диэтиловый Хлороформ Трихлорэтилен эфир

19,63+ 0,14 20,8! + 0,10

52,33 + 0,22 53,62 + 0,19 54,47 + 0,17

1386852

Т а ь л и ц а 3

Условия анализа

Экстракция

5 0

3,8

2,0

30

533

533

533

Давление, гПа

150

130

Время, мин

Давление, гПа

27

90

10

Время, мин

Давление, гПа

Температура, С

20

Время, мин

15

70

46,13

46,10 46,00

+0,19 +0,23

4:0,14

Скорость прокачивания, мл/мин

Время экстракции, мин

Отгонка во время экстракции

Температура нагревания, С !20

Отгонка после экстракции без изменения условий

Отгонка после экстракции

Температура нагревания, С 95

Отгонка при охлаждении

Общее время анализа, мин

Результаты анализа

Содержание жира, %

Среднеквадратичное отклонение

Показатели. для уровня расхода

) 1

1б

1386852

Таб тица 4

Показатели для серии

Характеристика

0,7662 10 4,0692 10 10,1323 10

Стандартное отклонение S с, 0,0862

Стандартное отклонение S g

0,0343

Составитель Е. Буданцева

Редактор И. Горная ТехредЛ.Олийнык. Корректор М. Демчик %

Заказ 1487/40 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий .

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

11авеска семян Я,, г

1 ьщелено масла q., r

Дисперсия результатов наблюдений $

Постоянная систематическая погрешность параметра а

Предельная случайная погрешность параметра а (t О д,., " 2,23) Пропорциональная систематическая погрешность (Ь, — 1) Предельная случайная погрешность параметра (Ь вЂ” 1) 8,9295

4,2978

0,0414

0,0391

0,0313

0,0154

4,4505

2,1696

9,8895

5,3292