Способ определения антиоксидантов фенольного типа в растительном масле

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ включает стадию пробоподготовки, заключающейся в экстрагировании в течение 15 минут из растительного масла антиоксидантов водно-изопропанольным раствором аммиака с концентрацией 6,5-7,0 моль/дм³ в соотношении 1:1, центрифугировании, добавлении к изопропанольной фазе бидистиллированной воды, подкисленной серной кислотой до рН 2-3, и сульфата аммония до насыщения раствора, повторном экстрагировании и центрифугировании, отборе верхнего слоя и его хроматиграфировании на жидкостном хроматографе с УФ-детектором при длине волны 270-274 нм обращенно-фазовым методом высокоэффективной жидкостной хроматографии и определении содержания антиоксиданта по формуле: с=100 c₀/R r, где с - концентрация антиоксиданта в масле, мг/дм³; с_o - его концентрация в экстракте, мг/дм³; r - соотношение исходных объемов масла и органической фазы; R - степень извлечения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт, %. Изобретение позволяет понизить предел обнаружения, повысить селективность и расширить область применения. 3 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для аналитического контроля содержания химических соединений в растительных маслах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения антиоксиданта ионола (2,6-дитретбутил-4-метил-фенол) в модельных смесях методом ИК-спектроскопии (С.И.Писарева, В.И.Пынченков, Н.В.Рябова и др. Определение антиоксиданта ионола (2,6-дитретбутил-4-метил-фенола) в трансформаторных маслах кинетическим методом и методом ИК-спектроскопии. Журнал аналитической химии, том 56, №10, 2001, с.1106-1109).

Недостатками известного способа являются невозможность определения небольших концентраций антиоксидантов в масле и неселективность.

Технической задачей изобретения является разработка способа определения антиоксидантов фенольного типа в растительном масле, позволяющего обеспечить определение более низких концентраций и селективность определения.

Техническая задача изобретения достигается тем, что в способе определения антиоксидантов фенольного типа в растительном масле физико-химическим методом новым является то, что способ включает стадию пробоподготовки, заключающейся в экстрагировании в течение 15 мин из растительного масла антиоксидантов водно-изопропанольным раствором аммиака с концентрацией 6,5-7,0 моль/дм³ в соотношении 1:1, центрифугировании, добавлении к изопропанольной фазе бидистиллированной воды, подкисленной серной кислотой до рН 2-3, и сульфата аммония до насыщения раствора, повторном экстрагировании и центрифугировании, отборе верхнего слоя и его хроматографировании на жидкостном хроматографе с УФ-детектором при длине волны 270-274 нм обращенно-фазовым методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и определении содержания антиоксиданта по формуле:

c=100c_o/R r,

где с - концентрация антиоксиданта в масле, мг/дм³; с_о - его концентрация в экстракте, мг/дм³; r - соотношение исходных объемов масла и органической фазы; R - степень извлечения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт, %.

Технический результат заключается в понижении предела обнаружения, достижении селективности при определении антиоксидантов фенольного типа.

Способ определения антиоксидантов фенольного типа в растительном масле осуществляют следующим образом.

Отбирают пробу анализируемого растительного масла, смешивают ее с водно-изопропанольным раствором аммиака с концентрацией 6,5-7,0 моль/дм³ в соотношении 1:1, экстрагируют на вибросмесителе в течение 15 мин. Полученный раствор центрифугируют, верхнюю изопропанольную фазу отделяют, добавляют бидистиллированной воды, подкисленной серной кислотой до рН ~ 2-3, и сульфат аммония для получения насыщенного раствора. Затем экстрагируют на вибросмесителе в течение 15 мин, а после экстракции центрифугируют. Верхний слой центрифугата отбирают и хроматографируют на типовом жидкостном хроматографе с УФ-детектором при длине волны 270-274 нм обращенно-фазовым методом ВЭЖХ.

По абсолютной калибровочной зависимости S=КС_о, где S - аналитический сигнал детектора, мВ·с; К - градуировочный коэффициент; с_o - концентрация антиоксидантов фенольного типа в экстракте, рассчитывают концентрацию с_o, а содержание в исходной пробе определяют по формуле:

c=100c_o/R r,

где с - концентрация антиоксиданта в масле, мг/дм³; с_o - его концентрация в экстракте, мг/дм³; r - соотношение исходных объемов масла и органической фазы; R - степень извлечения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт, %.

Степень извлечения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт рассчитывают по формуле:

R=100D/(D+r),

где D - коэффициент распределения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт; r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1

Пробоподготовка. 10 см³ анализируемого подсолнечного масла помещают в мерный цилиндр, добавляют 10 см³ изопропанольного раствора аммиака с концентрацией 6,5-7,0 моль/дм³ и экстрагируют на вибросмесителе в течение 15 мин. Затем полученный раствор центрифугируют в течение 5 мин, верхнюю изопропанольную фазу отделяют и помещают в мерный цилиндр объемом 50 см³. Добавляют 10 см³ бидистиллированной воды, подкисленной серной кислотой до рН ~ 2-3, и сульфат аммония для получения насыщенного раствора. Полученный раствор экстрагируют на вибросмесителе в течение 15 мин, а после экстракции центрифугируют в течение 5 мин. Верхний слой центрифугата отбирают и хроматографируют на типовом жидкостном хроматографе с УФ-детектором при длине волны 270-274 нм обращенно-фазовым методом ВЭЖХ.

Ход хроматографического анализа. Пробу отбирают микрошприцем, помещают в подвижную фазу вода - ацетонитрил (1:4), сорбент Диасфер 110-C₁₈, размер частиц 6 мкм, размер колонки 4×250 мм. Время удерживания: фенол - 1.9 мин, о-трет-бутилфенол - 2.75 мин; 4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол (ионол) - 6.5 мин, аналитическая длина волны 274 нм; расход подвижной фазы 1 см³/мин; объем вводимой пробы 20 мм³; время анализа с пробоподготовкой ~ 55 мин.

По абсолютной калибровочной зависимости S=КС_о, где S - аналитический сигнал детектора, мВ·с; К - градуировочный коэффициент; с_о - концентрация антиоксидантов фенольного типа в экстракте, рассчитывают концентрацию с_о, а содержание в исходной пробе определяют по формуле:

с=100c_o/R r,

где с - концентрация антиоксиданта в масле, мг/дм³; с_о - его концентрация в экстракте, мг/дм³; r - соотношение исходных объемов масла и органической фазы; R - степень извлечения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт, %.

Степень извлечения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт рассчитывают по формуле:

R=100D/(D+r),

где D - коэффициент распределения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт; r - соотношение равновесных объемов водной и органической фаз.

В таблице 1 приводятся коэффициенты распределения и степени извлечения антиоксидантов.

Таблица 1
Коэффициенты распределения и степени извлечения антиоксидантов из водно-солевого раствора сульфата аммония изопропиловым спиртом
Антиоксидант	D	R,%
фенол	530	97
о-трет-бутилфенол	750	98
4-метил-2,6-ди-трет-бутилфенол (ионол)	810	98

Достоверность полученных результатов проверяли методом «введено-найдено» (табл.2).

Таблица 2
Результаты определения фенола, крезолов, о-трет-бутилфенола и ионола в исследуемой пробе
Введено, мг/дм3	Найдено, мг/дм3	±σ	Sr	W, %
фенол
1.00	1,05	0,05	0,044	4,8
0.10	0,09	0,007	0,006	7,7
о-трет-бутилфенол
1.00	0,98	0,04	0,035	4,1
0.10	0,11	0,006	0,005	5,5
ионол
1.00	0,97	0,03	0,026	3,1
0.10	0,09	0,004	0,004	4.5

Сравнительная характеристика предлагаемого способа и прототипа приводится в таблице 3.

Таблица 3
Критерий оценки	Известный способ	Предлагаемый способ
Предел обнаружения, мг/дм3	200	0.02
Селективность	Предусматривает определение только ионола	Позволяет селективно определять ионол, фенол, о-трет-бутилфенол

Предлагаемый способ определения антиоксидантов фенольного типа наиболее эффективен при применении предварительной пробоподготовки, заключающейся в извлечении из растительного масла антиоксидантов водно-изопропанольным раствором аммиака с концентрацией 6,5-7,0 моль/дм³. При уменьшении концентрации аммиака не достигается значение рН, при котором происходит полная реэкстракция ионола из масла в органическую фазу. Увеличение концентрации аммиака невозможно из-за ограниченности его растворения в воде.

Для хроматографического анализа водно-изопропанольную фазу подкисляют до рН ~ 2-3. Повышение рН приводит к снижению степени извлечения, в сильно кислой среде усложняются условия хроматографического анализа.

Предлагаемое техническое решение позволяет:

- значительно снизить предел обнаружения;

- повысить селективность;

- расширить область применения.

Способ определения антиоксидантов фенольного типа в растительном масле физико-химическим методом, отличающийся тем, что включает стадию пробоподготовки, заключающейся в экстрагировании в течение 15 мин из растительного масла антиоксидантов водно-изопропанольным раствором аммиака с концентрацией 6,5 - 7,0 моль/дм³ в соотношении 1:1, центрифугировании, добавлении к изопропанольной фазе бидистиллированной воды, подкисленной серной кислотой до рН 2-3 и сульфата аммония до насыщения раствора, повторном экстрагировании и центрифугировании, отборе верхнего слоя и его хроматографировании на жидкостном хроматографе с УФ-детектором при длине волны 270-274 нм обращенно-фазовым методом высокоэффективной жидкостной хроматографии и определении содержания антиоксиданта по формуле
с=100 с_о/R r,
где с - концентрация антиоксиданта в масле, мг/ дм³; с_o - его концентрация в экстракте, мг/дм³; r - соотношение исходных объемов масла и органической фазы; R - степень извлечения антиоксиданта в системе водно-солевой раствор - изопропиловый спирт, %.