Определение кислотного числа растительных жиров

 

В растительных жирах после их выделения из масличного сырья в небольших количествах содержатся фосфолипиды и стероидные липиды (0, 5-3%), свободные жирные кислоты (0, 5-1, 5%), токоферолы (50-100 мг%), пигменты (каротиноиды, хлорофилл). Кроме того, жиры некоторых растений могут содержать алкалоиды, гликозиды, дубильные вещества, эфирные масла.

Концентрация свободных жирных кислот в жире возрастает при длительном хранении растительных масел или растительных продуктов, содержащих жиры, вследствие активизации в них гидролитических процессов, которые могут происходить с участием ферментов (липаз, фосфолипаз) или неферментативным путём. Источниками ферментов являются исходное растительное сырьё и микробная инфекция. Гидролиз ацилглицеринов жира нефенментативным путём усиливается при повышении температуры.

Наличие свободных жирных кислот ухудшает вкусовые достоинства растительного жира и инициирует в нём окислительные процессы, связанные

с образованием пероксидов и гидропероксидов жирных кислот, альдегидов и кетонов, которые являются основными продуктами прогоркания жира. Для оценки содержания в жирах свободных жирных кислот используется специальный показатель, называемый кислотным числом. Кислотное число выражается в мг гидроксида калия, затраченного на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Для свежего очищенного растительного жира этот показатель обычно находится в пределах 0, 5-2, в процессе длительного хранения жира он может возрастать до 3-3, 5. Если кислотное число жира больше 3, 5, его используют на технические цели, а если превышает 5 – такой жир направляют на повторную очистку. Для нерафинированных масел допускается кислотное число, не превышающее 6. Кислотное число жира, выделенного из недозревших или прорастающих семян, может достигать 20-40.

Принцип метода. Пробу растительного масла смешивают с насыщен-ным водным раствором NaCl, а затем содержащиеся в масле свободные жирные кислоты титруют в присутствии индикатора водным раствором гидроксида калия в соответствии со следующей реакцией:

RCOOH + KOH = RCOOK + H₂ O

Оборудование. Весы лабораторные с точностью взвешивания ± 0, 01 г; микробюретка на 5 мл; колбы конические вместимостью 100 мл; колба мерная на 1 л с пробкой и поглотительной трубкой, заполненной натронной известью; воронка стеклянная диаметром 6-8 см; цилиндры мерные на 50 и 250 мл; стакан химический на 1 л; склянка для хранения насыщенного раствора NaCl.

Реактивы. Хлористый натрий; гидроксид калия (фиксанал); 1% спиртовой раствор фенолфталеина; 1% водный раствор тимолфталеина; вода дистиллированная (свободная от диоксида углерода).

Приготовление растворов. 0, 1 М раствор КОН: готовится из фиксанала в мерной колбе на 1 л; ампулу фиксанала пробивают специальным стержнем и промывают дистиллированной водой в мерную колбу через воронку, доводят объём раствора в колбе до метки и затем содержимое колбы тщательно перемешивают. Для защиты от поглощения из воздуха диоксида углерода колбу закрывают пробкой с поглотительной трубкой, заполненной натронной известью.

Насыщенный раствор NaCl: в химическом стакане ёмкостью 1 л нагревают 800 мл дистиллированной воды до температуры 80°С и в ней растворяют до полного насыщения хлористый натрий; после охлаждения полученный раствор фильтруют в склянку и далее используют для анализа.

1% раствор фенолфталеина: 1 г фенолфталеина растворяют в 100 мл 50% этилового спирта.

1% раствор тимолфталеина: 1 г тимолфталеина растворяют в 100 мл 80% этилового спирта.

Ход определения. Для анализа берутся образцы растительного масла с разным содержанием свободных жирных кислот. Навеску растительного масла для определения кислотного числа устанавливают по таблице 2. Коническую колбу на 100 мл ставят на весы и приливают в неё пипеткой необходимый объём растительного масла, равный по массе установленной навеске. Навеска растительного масла взвешивается с точностью ± 0, 01 г.

Таблица 2

Рекомендуемые навески жира для определения кислотного числа

 

Ожидаемое кислотное число	Масса навески жира, г
меньше 1
1-4
4-15	2, 5
15-75	0, 5
более 75	0, 1

Затем в колбу приливают измерительным цилиндром 50 мл насыщенного раствора хлористого натрия и 5 капель раствора фенолфталеина, полученную смесь перемешивают и титруют из микробюретки 0, 1 М раствором КОН до образования устойчивого розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с. По шкале бюретки определяют объём раствора КОН, затраченный на титрование. В качестве контроля проводится также титрование раствором КОН 50 мл насыщенного раствора хлористого натрия, взятого для проведения анализа. Объём раствора КОН, затраченный на титрование контроля, вычитается из результата титрования анализируемой пробы растительного масла и полученное значение показателя используется при расчёте кислотного числа.

При определении кислотного числа светлых и темноокрашенных масел при титровании лучше использовать в качестве индикатора 1% водный раствор тимола, который даёт более контрастное синее окрашивание.

Определение кислотного числа проводят в двукратном повторении, расхождение между которыми не должно превышать 0, 05 мг КОН.

Обработка и оценка результатов. Кислотное число жира вычисляют по следующей формуле:

 

5, 611 ∙ V ∙ К

КЧ = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ,

Н

 

где КЧ – кислотное число в мг КОН в расчёте на 1 г жира с точностью ± 0, 1 мг;

V – объём 0, 1 М раствора КОН, затраченный на титрование свободных жирных кислот в пробе растительного масла за вычетом результата титрования контроля, мл;

К – поправка к титру раствора КОН (в данном случае К = 1, так как раствор приготовлен с использованием фиксанала);

Н – навеска растительного масла, г;

5, 611 – масса КОН в мг, содержащаяся в 1 мл 0, 1 М раствора КОН.

На основе рассчитанного по указанной формуле кислотного числа даётся оценка химических свойств и качества растительного масла. С использованием коэффициента пересчёта на олеиновую кислоту, равным 0, 503, определяют примерное содержание свободных жирных кислот в анализируемом растительном масле, выраженное в процентах, по следующей формуле:

КЧ∙ 282, 3∙ 100

Содержание ж. к. (%) = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = КЧ ∙ 0, 503,

56, 11∙ 1000

 

где КЧ – кислотное число; 282, 3 – молярная масса олеиновой кислоты, г/моль; 56, 11 – молярная масса КОН, г/моль; 1000 – пересчёт кислотного числа из мг в г; 100 – коэффициент пересчёта в проценты.

 

Контрольные вопросы

1. Каков химический состав нерафинированного растительного масла?

2. Под влиянием каких факторов повышается содержание свободных жирных кислот в растительных маслах?

3. Что такое кислотное число и как этот показатель используется для оценки качества растительных масел?

4. В чём состоит принцип определения кислотного числа жиров?

5. Какова последовательность выполнения анализа при определении кислотного числа растительных жиров и какие при этом используются реактивы?

6. В чём состоят особенности титрования растительных масел в смеси с насыщенным раствором NaCl водным раствором КОН?

7. Каковы принципы расчёта кислотного числа и примерного содержания свободных жирных кислот в растительных жирах?

 

Определение йодного числа растительных жиров

По Ганусу

 

Питательная ценность растительных жиров определяется не только их высокой энергетической ценностью, но и содержанием полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой), которые не синтезируются в организмах человека и животных и должны поступать в эти организмы с пищей. Поэтому растительные жиры представляют собой важные источники незаменимых жирных кислот для человека и сельскохозяйственных живот-ных. В маслах льна, конопли, мака, подсолнечника, сои, хлопчатника, арахи-са содержание этих кислот достигает 40-80% общего количества жирных кислот.

Технические свойства растительных жиров также зависят от содержа-ния в них жирных кислот с двумя и тремя двойными связями: чем их больше в составе масла, тем оно легче окисляется и быстрее высыхает на воздухе и тем выше качество олифы, лаков и красок, производимых на основе этих жиров.

Для характеристики содержания в жирах ненасыщенных жирных кис-лот используется показатель – йодное число, которое выражается количес-твом граммов йода, способного связываться со 100 граммами жира. Поскольку йод связывается с жирами при разрыве двойных связей в остатках ненасыщенных жирных кислот, этот показатель характеризует степень непредельности ацилглицеринов жира. Чем больше двойных связей в кислотных остатках жира, тем выше его йодное число. Животные жиры, преимущественно включающие остатки насыщенных жирных кислот, имеют низкие йодные числа (30-70). Растительные жиры, содержащие в своём составе главным образом остатки ненасыщенных жирных кислот, отличаются более высокими йодными числами – 80-180. Растительные масла с хорошими техническими свойствами имеют йодные числа в пределах 140-180, пищевые масла – 90-130.

Йодные числа растительных масел, выделяемых из семян масличных культур, характеризуются следующими данными: подсолнечное – 120-140, соевое – 120-130, конопляное – 140-150, льняное – 150-180, касторовое (из семян клещевины) – 80-90, горчичное – 100-110, арахисовое – 90-100, кукурузное – 110-130, рапсовое – 90-110, маковое – 130-140, хлопковое – 100-110.

Йодные числа растительных масел изменяются в процессе созревания семян масличных растений. Масло из незрелых семян отличается повышен-ным содержанием насыщенных кислот, вследствие чего оно имеет низкое йодное число. По мере созревания семян усиливается синтез ненасыщенных жирных кислот, в связи с чем йодное число масла повышается на 20-30 единиц и более. Так, например, в процессе созревания семян подсолнеч-ника количество пальмитиновой и стеариновой кислот уменьшается от 25-30% до 6-10% общего количества жирных кислот в масле, а содержание линолевой кислоты удваивается и составляет в масле зрелых семян 65-80%. Содержание в масле олеиновой кислоты также снижается. В семенах льна в процессе созревания повышается интенсивность синтеза линоленовой кислоты и включение её в состав ацилглицеринов, тогда как количество других кислот в масле уменьшается.

Определение йодного числа основано на взаимодействии жира с активированным йодом. По методу Гануса активирование йода осуществля-ется бромом, который при растворении в уксусной кислоте образует с йодом соединение – бромистый йод. Полученную таким образом смесь называют реактивом Гануса.

Принцип метода. К пробе растительного масла, растворённого в органическом растворителе, приливают реактив Гануса, содержащий бромис-тый йод, который взаимодействует с остатками ненасыщенных жирных кис-лот, входящими в состав ацилглицеринов данного масла. В ходе реакции происходит присоединение йода и брома по месту расщепления двойных связей в остатках жирных кислот:

RCH₂ CH=CH(CH₂ )nCOOH + IBr ® RCH₂ CHBr-CHI(CH₂ )nCOOH

Остаток непрореагировавшего бромистого йода обрабатывают раствором йодистого калия, в результате их взаимодействия образуется молекулярный йод:

IBr + KI = KBr + I₂

Затем количество образовавшегося йода определяют титрованием раствором гипосульфита натрия:

2Na₂ S₂ O₃ + I₂ = 2NaI + Na₂ S₄ O₆

Полученный результат вычитают из количества йода, содержавшегося в добавленном к пробе растительного масла реактиве Гануса, и таким образом находят количество йода, связанного с жиром. Далее расчётным путём вычисляют йодное число.

Оборудование. Весы технические; весы аналитические; колбы с пробками на 200 мл; мерная колба на 1 л; тёмные склянки на 1 л; дозирующие пипетки; бюретки; дозирующее устройство для реактива Гануса на 25 мл; измерительные цилиндры на 20 мл; капельница для индикатора; дозирующее устройство для хлороформа на 10 мл; стеклянный стакан на 200 мл; воронки химические диаметром 8 см.

Реактивы. Хлороформ химически чистый (не должен окрашиваться при смешивании с раствором йодистого калия); калий йодистый; крахмал водорастворимый; натрий серноватистокислый (гипосульфит); йод кристаллический; бром; ледяная уксусная кислота; дистиллированная вода.

Приготовление растворов. Реактив Гануса: в стеклянный стакан помещают навеску растёртого до порошкового состояния йода 13 г и растворяют при размешивании стеклянной палочкой в 100 мл ледяной уксусной кислоты. Полученный раствор с использованием уксусной кислоты количественно переносятв мернуюколбу на 1 л и к нему приливают 2, 6 мл (8, 2 г) брома. Содержимое колбы тщательно перемешивают, доводят объём до метки ледяной уксусной кислотой и снова перемешивают. Приготовленный таким образом реактив Гануса переливают в тёмную склянку и хранят под вытяжкой.

20% раствор йодистого калия: 100 г KI растворяют в 400 мл дистиллированной воды, тщательно перемешивают и раствор хранят в тёмной склянке.

0, 1 н раствор гипосульфита натрия: 24, 81 г Na₂ S₂ O₃ ∙ 5H₂ O растворяют в 500 мл дистиллированной свежепрокипячённой и охлаждённой воды в мерной колбе на 1 л, доводят объём такой же водой до метки, закрывают пробкой и затем содержимое колбы перемешивают. Раствору дают стоять в течение 10 дней в тёмном месте, после чего устанавливают его точный титр. Возможно приготовление указанного раствора из фиксанала.

1% раствор крахмала: 1 г растворимого крахмала смешивают в стакане с 20 мл дистиллированной воды и полученную смесь при перемешивании приливают к 80 мл нагретой до 70°С воды, затем содержимое стакана нагревают до полного просветления раствора. Раствор крахмала охлаждают и хранят в холодильнике в течение недели.

Ход определения. В колбу с пробкой на 200 мл с помощью капельницы отвешивают навеску растительного масла в зависимости от ожидаемого йодного числа (табл. 3). При взятии навески капли масла не должны попадать на стенки колбы. К навеске растительного масла в колбе с помощью дозирующего устройства приливают 10 мл хлороформа, после чего колбу закрывают пробкой, смоченной в 20% растворе КI, и её содержимое вращательными движениями перемешивают до полного растворения растительного масла. При плохом растворении масла смесь нагревают на водяной бане при температуре 30°С.

Таблица 3

Рекомендуемые навески масла для определения йодного числа

 

Йодное число	Масса навески, г	Время взаимодействия с реактивом Гануса при температуре 25-30°С, часы
до 30	0, 7-1	0, 5
30-60	0, 5-0, 6	0, 5
60-100	0, 3-0, 4	0, 5
100-130	0, 2-0, 3
130-160	0, 15-0, 2
160-200	0, 1-0, 15
Масло льна	0, 05-0, 07

К раствору масла с помощью дозирующего устройства приливают 25 мл реактива Гануса. Колбу плотно закрывают пробкой, смоченной в 20% растворе йодистого калия, и её содержимое перемешивают. Добавление реактива Гануса и хлороформа проводится в вытяжном шкафу. Затем колбу со смесью ставят в тёмное место для прохождения реакции на время, определённое по таблице 3 при темрературе выше 20°С, а при температуре 15-20°С время реакции увеличивают в 2 раза.

По истечении реакции в колбу с анализируемой смесью приливают 10 мл 20% раствора йодистого калия и 50 мл дистиллированной воды, тщательно смывая водой с пробки выделившийся йод. Содержимое колбы тщательно перемешивают и образовавшийся молекулярный йод оттитровывают 0, 1 н раствором гипосульфита натрия до появления слабо-жёлтого цвета титруемой смеси, а затем добавляют 0, 5 мл 1% раствора крахмала и продолжают медленно титровать при постоянном перемешивании окрашенную крахмалом в голубой цвет анализируемую смесь до её полного обесцвечивания.

Параллельно с анализом опытной пробы по такой же методике проводится определение йода в реактиве Гануса. В колбу с пробкой приливают 10 мл хлороформа и добавляют 25 мл реактива Гануса. Колбу закрывают пробкой и ставят в тёмное место вместе с анализируемой пробой. По истечении указанного выше времени, необходимого для прохождения реакции реактива Гануса с растительным маслом, в контрольную колбу (в которой нет масла) приливают 50 мл воды и 10 мл 20% раствора йодистого калия, полученную смесь перемешивают и титруют 0, 1 н раствором гипосульфита натрия до появления жёлтого окрашивания, а затем приливают в анализируемую смесь 0, 5 мл 1% раствора крахмала и заканчивают титрование раствором гипосульфита натрия до исчезновения голубой окраски, которая образуется при взаимодействии крахмала с йодом. Из объёма раствора гипосульфита натрия, затраченного на титрование кон-трольной пробы, вычитают объём раствора гипосульфита натрия, затрачен-ный на титрование анализируемой пробы, и полученный результат исполь-зуют для расчёта йодного числа.

Обработка и оценка результатов. Йодное число вычисляют по формуле:

V ∙ К ∙ 0, 01269 ∙ 100

ЙЧ = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ,

Н

 

 

где ЙЧ – йодное число в г йода в расчёте на 100 г масла;

V – объём 0, 1 н раствора гипосульфита натрия, затраченный на титрование оставшегося не связанным с растительным маслом йода, мл;

К – поправка к титру 0, 1 н раствора гипосульфита натрия;

0, 01269 – масса йода, эквивалентная 1 мл 0, 1 н раствора гипосульфита натрия, г;

100 – пересчёт на 100 г масла;

Н – навеска растительного масла, взятая для анализа, г.

Рассчитанное по указанной формуле йодное число сравнивают с теоретическими данными. На основе полученного при анализе йодного числа оценивают качество и жирнокислотный состав анализируемого растительного масла.

 

Контрольные вопросы

1. Как используется йодное число для оценки питательных и технических свойств растительных масел?

2. В каких пределах изменяется йодное число у различных жиров?

3. Как определяют йодное число?

4. В чём состоят особенности определения йодного числа по методу Гануса?

5. Для чего нужен контрольный вариант при определении йодного числа по Ганусу?

6. Каковы особенности титрования йода раствором гипосульфита натрия?

7. Как производится расчёт йодного числа по результатам титрования контрольной и анализируемой пробы?

8. Как изменяется качество растительного масла под влиянием природно-климатических факторов?

9. Почему ухудшается качество растительного масла семян масличных растений при их избыточном азотном питании?

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: