Способ определения содержания восков и воскоподобных веществ
Владельцы патента RU 2779388:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") (RU)
Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способу количественного и качественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах. Способ определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах включает подготовку пробы путем охлаждения, фильтрования и нагревания, анализ пробы, расчет содержания восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла на основе предварительно полученных при хроматографировании калибровочных прямых, при этом подготовку пробы осуществляют путем ее охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр с промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровываем образовавшегося в процессе выдерживания осадка через бумажный фильтр, трехкратным промыванием 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушиванием при температуре 75°С до постоянного веса и растворением в хлороформе, при этом анализ пробы осуществляют путем хроматографирования с использованием масс-детектора, определения площади пиков восков и восковых веществ, а расчет содержания восков и восковых веществ в испытуемой пробе растительного масла осуществляют по предварительно составленному уравнению, описывающему калибровочную прямую, построенную в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ – площадь пиков восков и воскоподобных веществ»:
y=ax +b,
где у – содержание восков и воскоподобных веществ, мас.%; х – площадь пика пробы растительного масла; a и b – коэффициенты, получаемые при математической обработке калибровочной прямой. Вышеописанный способ обеспечивает высокую точность и экспрессность измерения. 2 ил., 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к способу количественного и качественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, и может быть использовано для контроля процесса очистки растительных масел и определения их качества.
Известен способ количественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в рафинированных растительных маслах (Патент RU №2522239 опубл. 10.07.2014 г. Бюл. №19), при котором в измерительной кювете размещают предварительно подготовленную пробу масла при заданной начальной температуре, измеряют коэффициент оптического пропускания эталонного и исследуемого образцов масла при облучении образцов и определяют концентрацию восковых соединений, при этом в измерительной кювете размещают пробу горячего растительного масла, производят одновременно облучение пробы и изменение ее температуры, пробу охлаждают от начальной температуры до температуры полного застывания пробы, непрерывно измеряют световой поток, проходящий через пробу, и световой поток, рассеянный объемом пробы и внутренней поверхностью кюветы, вычисляют в зависимости от температуры отношение проходящего и рассеянного световых потоков и по максимуму этого отношения на заданном температурном участке охлаждения пробы на основе предварительно полученной на эталонных пробах калибровочной кривой определяют количественное содержание восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла.
Недостатком данного способа является возможность определения только количественного содержания восков и воскоподобных веществ в рафинированных растительных маслах, что значительно ограничивает область его применения при необходимости определения качественного состава.
Прототипом изобретения является способ количественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в рафинированных растительных маслах (патент RU №2606850, опубл. 10.01.2017 г. Бюл. №1), при котором в измерительной кювете размещают предварительно подготовленную пробу растительного масла при заданной начальной температуре, охлаждают ее до температуры полного застывания пробы с одновременным облучением ее световым потоком и измерением величины светового потока, проходящего через пробу и рассеянного пробой и внутренней поверхностью измерительной кюветы, при этом перед началом испытаний производят фильтрацию пробы через бумажный фильтр, затем в течение 10 минут термостатируют пробу при температуре около 120°С, после термостатирования незамедлительно начинают измерение, при котором в процессе охлаждения пробу в кювете поочередно облучают оптическим излучением на двух различных длинах волн, выбранных в длинноволновой области излучения из диапазона 800-950 нм, а в коротковолновой области излучения из диапазона 500-700 нм, непрерывно измеряют проходящие через пробу и рассеянные пробой и внутренней поверхностью кюветы световые потоки раздельно для каждой из двух длин волн, вычисляют в зависимости от температуры отношения проходящего и рассеянного световых потоков раздельно для каждой из длин волн, вычисляют результирующее отношение вычисленных отношений, находят среднее значение этого отношения и на основе предварительно полученных на эталонных пробах калибровочных кривых определяют количественное содержание восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла.
Задачей изобретения является разработка способа определения содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, позволяющее расширить ассортимента способов данного назначения.
Техническим результатом изобретения является реализация способа определение количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ обеспечивающего высокую точность и экспрессность измерения.
Технический результат достигается тем, что способ определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах включает подготовку пробы путем охлаждения, фильтрования и нагревания, анализ пробы, расчет содержания восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла на основе предварительно полученных при хроматографировании калибровочных прямых, при этом подготовку пробы осуществляют путем ее охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр, с промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровываем образовавшегося в процессе выдерживания осадка через бумажный фильтр, трехкратное промывание 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушивание при температуре 75°С до постоянного веса и растворение в хлороформе, при этом анализ пробы осуществляют путем хроматографирования с использованием масс-детектора, определения площади пиков восков и восковых веществ, а расчет содержания восков и восковых веществ в испытуемой пробе растительного масла осуществляют по предварительно составленному уравнению, описывающему калибровочную прямую, построенную в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ - площадь пиков восков и воскоподобных веществ»:
где у - содержание восков и воскоподобных веществ, мас.%;
х - площадь пика пробы растительного масла;
a и b - коэффициенты, получаемые при математической обработке калибровочной прямой.
Заявленная совокупность признаков позволяет провести идентификацию восков и воскоподобных веществ в растительном масле не только по их количественному содержанию, но и по качественному составу. Подготовка испытуемой пробы путем охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр, промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровывание образовавшегося в течение выдерживания осадка через бумажный фильтр и трехкратное промывание 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушивание при температуре 75°С до постоянного веса и растворение в хлороформе, позволяет обеспечить максимальное отделении фракции восков и увеличить точность идентификации качественного и количественного состава.
Применение при анализе масс-детектора позволяет определить качественный состав восков и воскоподобных веществ, что существенно расширяет возможности использования данного способа, т.к обеспечивает возможность проведения анализа в максимально короткий срок с получением как количественного так и качественного состава восков и воскоподобных веществ.
Таким образом, совокупность предлагаемых признаков позволяет достичь поставленный технический результат, заключающийся в реализации способа определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, обеспечивающего высокую точность и экспрессность измерения.
Пример 1. В стакан помещают 500 г подсолнечного масла (образец 1) и выдерживают при температуре 0°С в течение 16 часов. Выпавший осадок отфильтровывают при 0°С через складчатый бумажный фильтр. Далее фильтр промывают петролейным эфиром, охлажденным до температуры 0°С, до полного обезжиривания.
Далее осадок на фильтре промывают 95%-ным этиловым спиртом температурой 80°С, при этом воски переходят в спиртовой раствор. Далее для кристаллизации воска из спиртового раствора, полученный спиртовой раствор выдерживают при температуре 0°С в течение 16 часов. Образовавшийся осадок, отфильтровывают через взвешенный тигель с пористой пластинкой №1 или 2 с вложенным в него бумажным фильтром и три раза промывают 25 мл 95%-ным этиловым спиртом температурой 0°С. Промытый осадок высушивают до постоянного веса при температуре 75°С, после чего осадок растворяют в 5 мл хлороформа, получая, таким образом, исследуемые пробы, и подвергают хроматографированию.
Построение калибровочной прямой. Градуировочные растворы с концентрацией восков и воскоподобных веществ от 0,05 мг/мл до 0,5 мг/мл, что перекрывает весь возможный диапазон содержания восков в растительных маслах, готовят путем растворения в гексане стандартных образцов восков и воскоподобных веществ. Приготовленные растворы хроматографируют.
Полученные градуировочные растворы и исследуемые пробы хроматографируют в следующих условиях:
Режим ионизации масс-спектрометра - электронный удар.
Детектирование может проводиться в режимах селективного ионного детектирования (SIМ), или по полному ионному току (SСАМ) или в режиме одновременной регистрации SIМ/ SСАМ.
Колонка - DВ5МS 0,25мм*30 м
Температурные режимы колонки: до 40°С в течение 1 мин, до 320°С со скоростью 12°С в мин в течение 100 мин
Температура испарителя - 300°С
Скорость потока - 2мл/мин
Режимы детектор: задержка - 3 мин
Диапазон определяемых масс: 50-800 M/Z
Температура ионного источника - 300°С
Температура переходной линии - 300°С
На основании данных полученных при хроматографировании градуировочных растворов, определяют площади пиков и строят калибровочную кривую в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ - площадь пиков восков и воскоподобных веществ» (фиг.1). На основании математической обработки калибровочной прямой составляют уравнение:
где у - содержание воска и восковых веществ, мас.%;
х - площадь пика воска и восковых веществ.
На основании данных полученных при хроматографировании исследуемой пробы осуществляют определение площади пиков восков и воскоподобных веществ, и производят расчет содержания восков и воскоподобных веществ растительного масла по уравнению 2.
Для качественного определения восков и воскоподобных веществ идентификацию проводили путем сравнения масс-спектров, полученных в ходе эксперимента с масс спектрами базы данных масс-спектров NIST 11.
Определение количественного и качественного состава восков и воскоподобных веществ проводили в трех различных образцах подсолнечных масел.
Пример 2. В стакан помещают 500 г кукурузного масла (образец 2) и проводят исследования аналогично примеру 1.
Пример 3. В стакан помещают 500 г подсолнечного масла (образец 3) и проводят исследования аналогично примеру 1.
Полученные результаты представлены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||
| Наименование компонента (длина углеродной цепи) | Содержание восков и воскоподобных веществ в образцах подсолнечных масел, % |
||
| Образец 1 | Образец 2 | Образец 3 | |
| С 36 | 0,019 | 0,021 | 0,017 |
| С 37 | 0,015 | 0,016 | 0,014 |
| С 40 | 0,021 | 0,023 | 0,019 |
| С 41 | 0,027 | 0,029 | 0,024 |
| С 42 | 0,009 | 0,010 | 0,008 |
| С 43 | 0,008 | 0,009 | 0,008 |
| С 48 | 0,011 | 0,012 | 0,010 |
| Е восков | 0,11 | 0,12 | 0,10 |
На фиг.2 представлен пример хроматограммы полученной восковой фракции образца 1 подсолнечного масла.
Таким образом, совокупность признаков позволяет достичь поставленный технический результат.
Исследования выполнялись с использованием оборудования ЦКП "Исследовательский центр пищевых и химических технологий" КубГТУ (CKP_3111), развитие которого поддерживается Минобрнауки РФ (Соглашение № 075-15-2021-679).
Способ определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, включающий подготовку пробы путем охлаждения, фильтрования и нагревания, анализ пробы, расчет содержания восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла на основе предварительно полученных при хроматографировании калибровочных прямых, отличающийся тем, что подготовку пробы осуществляют путем ее охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр с промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровываем образовавшегося в процессе выдерживания осадка через бумажный фильтр, трехкратным промыванием 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушиванием при температуре 75°С до постоянного веса и растворением в хлороформе, при этом анализ пробы осуществляют путем хроматографирования с использованием масс-детектора, определения площади пиков восков и восковых веществ, а расчет содержания восков и восковых веществ в испытуемой пробе растительного масла осуществляют по предварительно составленному уравнению, описывающему калибровочную прямую, построенную в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ – площадь пиков восков и воскоподобных веществ»:
где
у - содержание восков и воскоподобных веществ, мас.%;
х - площадь пика пробы растительного масла;
a и b - коэффициенты, получаемые при математической обработке калибровочной прямой.
