Экспресс–метод товароведной оценки массовой доли олеиновой кислоты в масле из семян подсолнечника

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Масложировая промышленность занимает ведущее место среди отраслей, перерабатывающих растительное сырье по объемам его переработки, многообразию и особенностям получаемой продукции. Значительная часть этого объема представлена растительными маслами, среди которых лидером является подсолнечное масло, так как в РФ наиболее распространенным масличным сырьем являются семена подсолнечника. Наиболее перспективными на сегодняшний день являются сорта и гибриды семян подсолнечника с высоким содержанием олеиновой кислоты. Свойства масел, полученных из семян высокоолеиновых сортов и гибридов семян подсолнечника, аналогичны оливковому. Преобладание в составе жирных кислот олеиновой кислоты обеспечивает их устойчивость к окислению и определяет особую физиологическую ценность.

В связи с этим актуальным является создание способов определения массовой доли олеиновой кислоты в подсолнечных маслах, обеспечивающих достаточную экспрессность, точность, максимальную сопоставимость и воспроизводимость результатов.

Целью нашего исследования являлась разработка экспресс-метода определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых сортах подсолнечных масел.

В процессе исследования решались следующие задачи:

- изучены известные методы определения жирнокислотного состава;

- обосновано определение массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых подсолнечных маслах на основе метода ядерно-магнитной релаксации; олеиновый кислота масло

- разработан и опробирован экспресс - способ определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновом подсолнечном масле.

В настоящее время известны и используются большое количество методов определения жирнокислотного состава.

Среди них можно выделить методы:

- на основе газожидкостной хроматографии;

- рефрактометрический метод;

- метод на основе ИК-спектроскопии;

- роданометрический метод;

- метод ядерно-магнитной релаксации.

Наиболее распространенным способом идентификации масел является газожидкостная хроматография (ГЖХ), основным преимуществом которой является достаточная точность получаемых результатов [1].

Метод ГЖХ обладает высокой разрешающей способностью разделения компонентов сложных смесей близких по свойствам соединений, возможностью точного количественного определения их, а также простотой выделения индивидуальных веществ [1].

Рефрактометрический метод используют для определения непредельной жирной кислоты в любом растительном масле, в котором массовая доля искомой кислоты преобладает над другими кислотами. Данный метод весьма прост, высокопроизводителен, экономически выгоден, так как при анализе не требуется никаких реактивов и приборов, за исключением рефрактометра [2].

Фальсификацию растительного масла можно выявить и с помощью метода ИК - спектроскопии, основанного на сопоставлении спектров исследуемого образца в ближней ИК - области (1400-2400 нм) со спектром масла высшего качества и проведении соответствующей математической обработки результатов методом перекрестной оценки /50/.

Для приблизительного установления жирнокислотного состава также не утратил своего значения, вследствие простоты определения, роданометрический метод. Определение жирнокислотного состава этим методом основывается на закономерности, состоящей в том, что родановое число олеиновой кислоты численно равно ее йодному числу. Однако, этот метод применим лишь к свежевыработанным не подвергшимся окислению маслам [2].

Применяемые в настоящее время методы определения жирнокислотного состава масла имеют ряд недостатков:

- требуют значительных затрат времени для получения результатов анализа;

- требуют применения токсичных реактивов;

- участие оператора на отдельных стадиях измерений вносит субъективные факторы, влияющие на ошибки измерений.

Учитывая это, возникает необходимость разработки способов определения массовой доли характеристических жирных кислот в маслах и идентификации растительных масел с помощью аппаратурных средств на основе аналитических параметров, которые позволяют обеспечить простоту реализации способов, сократить время их реализации и исключить применение токсичных химических реактивов.

Наиболее перспективным методом является метод ЯМ-релаксации [3-5].

Со времени его открытия метод ядерного магнитного резонанса занял исключительно важное место в экспериментальной химии, физикохимии, биологии, материаловедении и других разделах науки и техники.

Метод ЯМР в настоящее время является одним из наиболее перспективных методов количественного анализа, так как он характеризуется следующими преимуществами: простотой пробоподготовки, экспрессностью и отсутствием применения токсичных химических реактивов.

В процессе разработки метода определялись ядерно-магнитные релаксационные характеристики протонов триацилглицеринов высокоолеиновых подсолнечных масел; влияние температуры на изменение времен спин-спиновой релаксации и амплитуды сигналов ЯМР протонов; ЯМ-релаксационные характеристики триацилглицеринов высокоолеиновых подсолнечных масел; влияние различных факторов на величину погрешности определения массовой доли олеиновой кислоты в триацилглицеринах высокоолеинового подсолнечного масла.

Для исследование ядерно-магнитных релаксационных характеристик протонов триацилглицеринов масла использовали импульсный метод Карра-Парселла-Мейбума-Гилла на ЯМР-релаксометре с управлением и обработкой результатов на базе персонального компьютера.

Погрешность измерения амплитуд сигналов ЯМР (Аi) не более 0,1%, времен спин-спиновой релаксации протонов масла (Т2i) в диапазоне от 5 до 500 мс - не более 0,5%. При обработке результатов экспериментальных исследований применяли методы математического и физического моделирования; статистической обработки, интерполяции и корреляции анализа из пакета программ Mathcad.8 (Professional), Statistica 6.0 и Mathlab 5.1.

В качестве объектов исследования были взяты рафинированные дезодорированные, гидратированные и нерафинированные высокоолеиновые подсолнечные масла.

В таблице 1 приведены основные показатели исследуемых образцов высокоолеиновых подсолнечных масел.

Из приведенных в таблице 1 данных видно, что в анализируемых образцах наблюдается значительный диапазон колебаний основных физико-химических показателей качества, особенно это отмечено для таких показателей, как массовая доля олеиновой и линолевой кислот, содержание первой из которых является критерием идентификации подсолнечных масел на их принадлежность к высокоолеиновым.

Таблица 1 - Физико-химические показатели исследуемых

высокоолеиновых подсолнечных масел

Для исследования ядерно-магнитных релаксационных характеристик образцы масла отбирали по объему 10 см3, термостатировали в течение 1 часа и анализировали в интервале температур от 10 до 40С. Точность поддержания температуры в термостате ±0,2С.

Исследованиями установлено, что амплитуды сигналов ЯМР первой (А1) и второй (А2) компонент протонов триацилглицеринов высокоолеиновых подсолнечных масел зависят от массовой доли олеиновой кислоты в диапазоне температур от 10 до 40С, а амплитуда сигналов ЯМР третьей (А3) компоненты протонов триацилглицеринов масла в диапазоне температур 10-230С практически не зависит от массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых подсолнечных маслах.

Выявлено, что с увеличением массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновых подсолнечных маслах амплитуда сигналов ЯМР первой компоненты (А1) - снижается, а амплитуда сигналов ЯМР второй компоненты (А2) протонов ТАГ масла возрастает, что, по-видимому, можно объяснить особенностями молекул ТАГ, находящихся в масле в виде индивидуальных молекул и ассоциатов различного состава и структуры.

Установлено, что с увеличением массовой доли олеиновой кислоты времена спин-спиновой релаксации первой (Т21) и второй (Т22) компонент протонов ТАГ масла уменьшаются в интервале температур 10-400С, что обусловлено снижением подвижности, как индивидуальных молекул ТАГ, так и ассоциатов ТАГ, а время спин-спиновой релаксации протонов третьей компоненты (Т23) не зависит от массовой доли олеиновой кислоты в масле.

Установлено, что влияние массовой доли олеиновой кислоты в ТАГ высокоолеинового подсолнечного масла наиболее значимо для времени спин-спиновой релаксации первой (Т21) компоненты при температуре 230С.

Для разработки способа определения массовой доли олеиновой кислоты в масле необходимо было исследовать влияние вариаций массовой доли олеиновой кислоты на амплитуду сигналов ЯМР-компонент и времена спин-спиновой релаксации протонов этих компонент, а также исследовать влияние различных факторов (объема и температуры пробы масла, содержания сопутствующих веществ в масле) на величину погрешности определения.

Для исследования влияния массовой доли олеиновой кислоты на ЯМ-релаксационные характеристики протонов триацилглицеринов рафинированного дезодорированного высокоолеинового масла определяли времена спин-спиновой релаксации Т2i протонов триацилглицеринов при 10, 23 и 400С.

Установлено, что между временем спин-спиновой релаксации протонов первой и второй компонент и массовой долей олеиновой кислоты в триацилглицеринах высокоолеиновых подсолнечных масел имеется линейная зависимость, при этом значения времени спин-спиновой релаксации первой и второй компонент уменьшаются с увеличением массовой доли олеиновой кислоты [6].

Следует отметить, что при температурах 10 и 23С времена спин-спиновой релаксации протонов третьей компоненты практически не зависят от массовой доли олеиновой кислоты.

При температуре 40С наблюдаются только две компоненты, при этом зависимость времен Т21 и Т22 от массовой доли олеиновой кислоты в триацилглицеринах высокоолеинового подсолнечного масла имеет такой же характер, как и при температурах 10 и 23?С.

Установлено, что самое высокое значение коэффициента корреляции (0,993) при линейной аппроксимации наблюдается для зависимости времен спин-спиновой релаксации протонов первой компоненты (Т21) триацилглицеринов рафинированного дезодорированного высокоолеинового подсолнечного масла от массовой доли олеиновой кислоты при температуре 23?С.

Зависимость времен спин-спиновой релаксации протонов первой компоненты (Т21) триацилглицеринов высокоолеинового подсолнечного масла имеет линейный характер в широком интервале массовой доли олеиновой кислоты и является наиболее оптимальным аналитическим параметром для определения массовой доли олеиновой кислоты.

Таким образом, в качестве аналитического параметра при определении массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновом подсолнечном масле с применением метода ЯМ-релаксации целесообразно использовать время спин-спиновой релаксации протонов первой компоненты Т21 триацилглицеринов масла.

К основным факторам, влияющим на результаты определения массовой доли олеиновой кислоты, наряду с объемом пробы масла, относится и температура пробы.

Приведенные исследования показали, что изменение температуры пробы масла на 1С приводит к изменению измеренного значения массовой доли олеиновой кислоты в масле на 0,5% абс. При поддержании температуры с точностью ±0,2С погрешность измерения составляет не более ±0,1% олеиновой кислоты [7].

В результате исследования влияния массовой доли влаги в анализируемых маслах на величину погрешности определения массовой доли олеиновой кислоты с применением метода ЯМ-релаксации было установлено, что содержание влаги в диапазоне от 0,1 до 0,3 % не приводит к появлению погрешности.

В процессе дальнейших исследований было изучено влияние содержания свободных жирных кислот, фосфолипидов и неомыляемых веществ в высокоолеиновом подсолнечном масле на результаты определения массовой доли олеиновой кислоты.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что содержание свободных жирных кислот, фосфолипидов и неомыляемых веществ в высокоолеиновом подсолнечном масле практически не оказывают влияния на результаты измерения массовой доли олеиновой кислоты.

В таблице 2 приведены основные характеристики разработанного способа определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновом подсолнечном масле.

Таблица 2 - Основные характеристики способа определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновом подсолнечном масле

Данные, приведенные в таблице, позволяют сделать вывод о преимуществе метода ядерно-магнитной релаксации для определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновом подсолнечном масле, по сравнению с методом газо-жидкостной хроматографии.

Разработанный экспресс - способ определения массовой доли олеиновой кислоты в высокоолеиновом подсолнечном масле, характеризуется высокой скоростью, экологической чистотой и позволяет исключить применение токсичных химических реактивов.

Список литературы

1 CODEX STAN 33-81 Масло оливковое неочищенное (однократного прессования) и рафинированное, масло оливковое рафинированное из выжимков олив. Стандарт кодекса

2 Фаррар Т. Импульсная и Фурье спектроскопия ЯМР. М.: Мир, 1973. 163 с.

3 Слиткер Ч. Основы теории магнитного резонанса. М.: Мир. 1981. 448. с.

4 Леше А. Ядерная индукция. М.: Мир. 1963. 684 с.

5 Александров И. В. Теория магнитной релаксации. М.: Мир. 1975. 399 с.

6 Наумов Н.Н. и др. Разработка способа определения содержания олеиновой кислоты в триацилглицеринах масла семян подсолнечника // Известия вузов. Пищевая технология. 2006. № 2-3. С. 96- 97.

7 Наумов Н.Н. и др. Исследование влияния температуры на ЯМ-релаксационные характеристики растительных масел // Известия вузов. Пищевая технология. 2007. № 1. С. 87-88.

Размещено на Allbest.ru