Способ обработки растительного масла
Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ повышения устойчивости растительного масла к окислению кислородом воздуха включает введение в состав масла антиоксиданта. При этом в качестве антиокесиданта используют 2-дифениламино-4,6-бис(нонилоксикарбонилметилтио)-1,3,5-триазин (ДНЭТТ) строения:
Антиоксидант вводят в виде мелкой дисперсии в количестве 0,0001-0,01 мас.% и проводят гомогенизацию простым перемешиванием при комнатной температуре. Изобретение позволяет увеличить устойчивость масла к возрастанию значений перекисного и кислотного чисел во времени. 1 табл.
Изобретение относится к области органической химии и масложировой промышленности, конкретно к новому способу увеличения устойчивости растительного масла к окислению кислородом воздуха.
Известно, что увеличение объема производства продукции косметической и масложировой промышленности все настоятельнее требует (для увеличения сроков хранения жидких и твердых жиров, кремов, масел, смазочных материалов и т.п.) создания новых доступных и эффективных способов повышения устойчивости этих продуктов к окислению кислородом воздуха. Введение добавок специальных соединений антиокислителей (антиоксидантов) в продукцию масложировой промышленности - один из наиболее эффективных способов повышения ее устойчивости к окислению.
Известен способ повышения устойчивости косметических средств путем использования в качестве антиоксиданта метилового эфира 4-оксибензойной кислоты строения:
Под торговой маркой “Нипагин” это соединение рекомендуют применять в качестве антиокислительной добавки (антиоксидант) в составе кремов и др. косметических средств [см. Р.А.Фридман. Косметика и парфюмерия. - М.: Пищевая промышленность, 1968. - 487 с.] - (прототип по применению).
Недостатками применения такого способа с использованием “Нипагина” являются его относительно большие расходы (0,04 мас.%) и низкая антиокислительная активность по отношению к способности снижать скорость накопления перекисных соединений и органических кислот в составе косметических средств, о чем свидетельствует возрастание перекисного и кислотного чисел во времени. Применение его в качестве антиоксиданта в составе растительного масла - не известно.
Известен также 2-метокси-4-морфолил-6-карбоксиметилтио-1,3,5-триазин (КМТТ) строения:
КМТТ получают реакцией 2-триметиламмонийхлорид-4-метокси-6-морфолил-1,3,5-триазина с водно-щелочным раствором тиогликолевой кислоты при 0-5° С и эквимольном соотношении исходных, с последующим подкислением образовавшейся соли соляной кислотой. При этом исходный 2-триметил-аммонийхлорид-4-метокси-6-морфолил-1,3,5-триазин получают из цианур-хлорида, в три стадии, нуклеофильным замещением атомов хлора на соответствующие реагенты. Указанный КМТТ используют в качестве антиоксиданта для повышения устойчивости растительных масел к окислению кислородом воздуха [см. Михайличенко С.Н., Чеснюк А.А., Усов А.П. и др. 2-Метокси-4-морфолил-6-карбоксиметилтио-1,3,5-триазин в качестве антиоксиданта. Реш. ФИПС о выдаче патента на изобретение по заявке 2001123029/04 от 08.01.2003]. Прототип по строению и применению.
Недостатками такого способа применения является труднодоступность антиоксиданта КМТТ, обусловленная сложностью и многостадийностью процесса его синтеза, относительно невысокая антиокислительная активность и плохая растворимость в растительном масле, что требует необходимости перед введением в масло предварительного растворения КМТТ в токсичном растворителе - хлороформе. Все это свидетельствует о невысокой эффективности этого способа увеличения устойчивости масла к окислению.
Техническим решением задачи является разработка более эффективного способа увеличения устойчивости масла путем упрощения процесса синтеза и получения маслорастворимого, более доступного, активного и пригодного для использования в составе растительного масла антиоксиданта.
Задача достигается новым способом, заключающемся в получении 2-дифениламино-4,6-бис(нонилоксикарбонилметилтио)-1,3,5-триазина (ДНЭТТ) строения:
и применением его в этом способе в качестве относительно доступного, хорошо растворимого в масле и высокоактивного антиоксиданта.
Новизна заявленного изобретения усматривается в том, что предлагается новый способ увеличения устойчивости масла к окислению путем синтеза нового антиоксиданта ДНЭТТ, использование которого в составе растительного масла позволяет исключить необходимость применения токсичного растворителя хлороформа, а также существенно увеличить устойчивость масла к возрастанию кислотного и перекисного чисел во времени в сравнении с известными антиоксидантами “Нипагином” и КМТТ. ДНЭТТ отличается столь хорошей растворимостью в масле, что для его введения даже не требуется нагревание.
При этом использованный в способе динониловый эфир ДНЭТТ получают известным методом реакцией этерификации 2-дифениламино-4,6-бис-(карбоксиметилтио)-1,3,5-триазина нониловым спиртом в присутствии катализатора - конц. серной кислоты [см. Препаративная органическая химия. Издание 2-е. Перевод с польского под ред. Н.С.Вульфсона. М.: Химия. 1964, с.374]. Прототип по применению - “Нипагин” используют в виде торгового препарата марки “хч”. Известный КМТТ получают по методу [см. Михайличенко С.Н., Чеснюк А.А., Усов А.П. и др. 2-Метокси-4-морфолил-6-карбоксиметилтио-1,3,5-триазин в качестве антиоксиданта. Реш. ФИПС о выдаче патента на изобретение по заявке 2001123029/04 от 08.01.2003]. Исходный 2-дифениламино-4,б-бис(карбоксиметилтио)-1,3,5-триазин получают по известному методу [см. С.Н.Михайличенко, А.А.Чеснюк, В.С.Заводнов и др. Серусодержащая триазинкарбоновая дикислота в качестве полупродукта в синтезе солей, обладающих ростстимулирующей активностью в отношении растений люцерны. Пат РФ №2176245 С1, 2001, Бюлл. Изобр. №33]. n-Нониловый спирт используют препарат марки “хч”, который непосредственно перед использованием очищают фракционной разгонкой, отбирая фракцию с т.кип. 213° С.
Конкретные примеры синтеза предлагаемого ДНЭТТ и его использования в способе увеличения устойчивости растительного масла к окислению представлены ниже.
Пример 1. 2-Дифениламино-4,6-бис(нонилоксикарбонилметилтио)-1,3,5-триазин (ДНЭТТ) К суспензии 10 г (0,023 моль) 2-дифениламино-4,6-бис (карбоксиметилтио)-1,3,5-триазина в 20 мл бензола быстро прибавляют раствор 6,64 г (0,046 моль) н-нонилового спирта в 15 мл абсолютного бензола. Смесь нагревают до 40-50° С, прибавляют 20 капель конц. серной кислоты и кипятят с обратным холодильником в течение 10 час. Смесь охлаждают до комнатной температуры, выпавший осадок отфильтровывают, промывают (2× 10 мл) холодным спиртом и высушивают в вакууме до постоянной массы. После кристаллизации из 50%-ного этанола получают 8 г (84%) ДНЭТТ в виде белого мелкокристаллического порошка с Тпл. 49-50° С.
Найдено, %: С 65,05; Н 7,92; N 8,00; C37H52N4 O4S2. Вычислено, %: С 65,26; Н 7,70; N 8,23.
ИКС, 
, см-1: 1710 (С=O); 1560,1540 (С=С- и C=N-coпp. в бензольном и тризиновом циклах); 1195,1115, 1095 (С-О-С).
ПМР спектр, 
, м.д.: 7,20...7,40 м. (10Н Ar); 3,95...4,04 т. (4Н OCH2 ) J=8,0; (3,67 с. (4Н, -SCH2,); 1,55...1,62 м. (4Н ОСН2СН2); 0,85...0,95 т. (6Н СН 2СН3) J=8,0.
Пример 2. 2-Дифениламино-4,6-бис(нонилоксикарбонилметилтио)-1,3,5-триазин (ДНЭТТ) В условиях, аналогичных прмеру 1, из тех же количеств исходных, с той лишь разницей, что перед прибавленим конц. серной реакционную смесь нагревают до 50-60° С, а количество кислоты увеличивают до 30 капель, получают 8,3 г (87,15%) целевого ДНЭТТ в виде белого мелкокристаллического порошка с Тпл. 49-50° С.
Найдено, %: С 65,05; Н 7,92; N 8,00; С 37Н52N4O4S2 . Вычислено, %: С 65,26; Н 7,70; N 8,23.
ИКС, , см-1: 1710 (С=О); 1560,1540 (С=С- и C=N-coпp. в бензольном и тризиновом циклах); 1195, 1115, 1095 (С-O-С).
ПМР спектр, , м.д.: 7,20...7,40 м. (10Н Ar); 3,95...4,04 т. (4Н OCH2 ) J=8,0; (3,67 с. (4Н, -SCH2,); 1,55...1,62 м. (4Н ОСН2СН2); 0,85...0,95 т. (6Н СН 2СН3) J=8,0.
Конкретные примеры использования ДНЭТТ в способе увеличения устойчивости растительного масла к окислению в качестве антиоксиданта представлены в таблице (см. примеры 3-8 в конце описания). При этом объектом исследования служило свежевыработанное рафинированное подсолнечное масло производства Краснодарского масложиркомбината, имеющее исходные значения перекисного и кислотного чисел, равные 3,89 ммоль О/кг и 0,248 мг КОН/г соответственно. Заявленные антиоксиданты вводили в масло в виде мелкодисперсного порошка, а и известные соединения КМТТ и “Нипагин” - в виде конц. растворов в хлороформе в количестве 0,001-0,01 мас.% из расчета на ДВ. Добавку “Нипагина” вводили в масло в рекомендованном количестве - 0,04 мас.%. В качестве контроля служило исходное масло, не содержащее добавок антиокислителей.
Исследование процесса окисления масла проводили непрерывным ускоренным кинетическим методом в изотермических условиях при постоянной температуре 50° С, на воздухе в кварцевых термостатируемых открытых кюветах в течение 30 сут. Через заданные интервалы времени для отобранных проб масла определяли значения перекисного и кислотного чисел по ГОСТ 26593-85 и 5476-80 соответственно. Устойчивость масла к окислению в % определяли по формуле:
а-вi /вi· 100%,
где а и вi - значения перекисного или кислотного числа контрольного и опытного вариантов соответственно. Результаты сведены в таблицу.
Пример 3. Навеску свежевыработанного подсолнечного масла массой 100 г помещают в открытую кварцевую кювету, а последнюю - в термостат и выдерживают на воздухе в термостате при 50±0,1° С в течение 30 суток, через заданные интервалы времени, отбирают пробы масла по 1 и 3 мл и определяют перекисное число (ПЧ) и кислотное число (КЧ) в соответствии с ГОСТ 26593-85 и 5476-80. Результаты сводят в таблицу.
Пример 4. К навеске свежевыработанного подсолнечного масла массой 100 г прибавляют навеску мелкодисперсного соединения ДНЭТТ массой 0,01 г и перемешивают стеклянной палочкой 3-5 мин до полного растворения ДНЭТТ. Полученный масляный раствор ДНЭТТ переносят в открытую кварцевую кювету и термостатируют при 50±0,1° С в течение 30 суток. Условия и интервалы отбора проб, а также определения КЧ и ПЧ аналогичны таковым в примере 3.
Пример 5-8 выполняют в условиях аналогичных примеру 4, используя соответствующие (см. таблицу) количества добавок ДНЭТТ (№п/п 5, 6) и известных антиокислителей КМТТ (№п/п 7) и Нипагина (№п/п 8). Результаты сводят в таблицу.
Как видно из данных примеров 3-8 таблицы применение в предлагаемом способе ДНЭТТ в качестве антиоксиданта растительного масла позволяет увеличить устойчивость последнего к возрастанию значения перекисного числа в сравнении с контролем во времени через 7, 15, 21 и 30 сут. на 55,70-71,62; 50,16-66,28; 40,41-46,92 и 39,20-50,77% соответственно (52,64-58,02; 396,12-428,07; 861,13-901,09 и 1108,6-1200,4 ммоль О/кг соответственно) в то время, как в присутствии известных андиоксидантов КМТТ и “Нипагина” этот показатель возрастает лишь на 36,63; 28,02; 27,9; 28,44 и 12,8; 8,53; 11,46 и 7,6% соответственно. Устойчивость к возрастанию значения кислотного числа растительного масла во времени через 7, 15, 21 и 30 сут в присутствии добавок предлагаемого ДНЭТТ увеличивается на 121,9-136,0; 255,2-274,5; 119,0-129,7 и 116,6-121,5% соответственно (0,317-0,337; 0,553-0,583; 0,2,042-2,142 и 4,590-4,694 мг КОН/г соответственно) в то время, как в присутствии известных антиоксидантов КМТТ и “Нипагина” этот показатель возрастает лишь на 47,53; 62,9; 47,0; 52,9 и 16,7; 13,4; 14,8; 19,7% соответственно.
Таким образом применение предлагаемого способа увеличения устойчивости растительного масла к окислению кислородом воздуха позволяет заметно увеличить устойчивость масла к возрастанию значений перекисного и кислотного чисел во времени, а также исключить необходимость применения токсичного растворителя хлороформа.
Формула изобретения
Способ повышения устойчивости растительного масла к окислению кислородом воздуха, отличающийся тем, что в качестве антиоксиданта используют 2-дифениламино-4,6-бис(нонилоксикарбонилметилтио)-1,3,5-триазин (ДНЭТТ) строения
который вводят в состав масла в виде мелкой дисперсии в количестве 0,0001-0,01 мас.% и достигают гомогенизации простым перемешиванием при комнатной температуре.
