Способ контроля показателей окисления растительных масел

Изобретение относится к способам определения показателей окисленности растительных масел и может быть использовано в масложировой промышленности при технохимическом контроле в процессе производства, применения растительных масел, в частности для определения целесообразности дальнейшего хранения, а также контроля безопасности и качества продукции в процессе хранения.

Перекисное число является одним из важнейших химических показателей безопасности растительного масла. При получении, переработке и хранении этого продукта происходит его окисление атмосферным кислородом, что ведет к ухудшению пищевой ценности масла. В соответствии с ГОСТами и нормативными документами Таможенного Союза перекисное число не должно превышать 10,0 ммоль активного кислорода на килограмм или 10,0 мэкв/кг соответственно. Перекисное число отражает степень окисленности жира или масла, обусловленную накоплением перекисных соединений (перекисей и гидроперекисей) при окислении жира или масла в процессе хранения, особенно активно протекающего на свету. При хранении растительных масел в них развиваются окислительные процессы, в основе которых лежат цепные реакции автоокисления непредельных жирных кислот. Продукты этих реакций отрицательно влияют на вкус и придают маслу неприятные органолептические свойства. Знание прогноза перекисного числа существенно снижает риски хранения больших товарных партий масла и позволяет предлагать покупателям масла требуемого качества.

Анизидиновое число является показателем, определяющим содержание в испытуемом масле, твердом жире, липидах вторичных продуктов окисления (альдегидов, кетонов). Данный показатель позволяет более полно оценить безопасность и сохраняемость масел, выявить нарушения технологических режимов. Высокое анизидиновое число исходного жира или масла свидетельствует о том, что данный продукт хранился в течение продолжительного времени в неудовлетворительных условиях, также возможно, что он подвергался длительному механическому и термическому воздействию (например, частому перекачиванию и нагреву). При использовании такого продукта в качестве исходного сырья в производстве неизбежны проблемы по органолептическим показателям.

Известен способ определения перекисного числа жировой фазы эмульсионного жирового продукта прямого типа, характеризующийся тем, что осуществляют отбор пробы эмульсионного жирового продукта прямого типа. Для выделения жировой фазы пробу смешивают с хлороформом в соотношении 1:2,5-1:6, настаивают при температуре 18-25°C и периодическом перемешивании в течение 30-40 мин, фильтруют с использованием безводного сернокислого натрия или хлористого кальция. Затем отбирают аликвотные части хлороформного экстракта масла в количестве 10-12 см³ в две колбы: для определения перекисного числа и для определения массы масла. Измерение перекисного числа осуществляют путем непосредственного смешивания экстракта масла в хлороформе с уксусной кислотой и насыщенным раствором йодистого калия с последующей экспозицией смеси в темном месте. Добавляют воду и водный раствор крахмала, перемешивают и выделившийся йод титруют водным раствором тиосульфата натрия. Массу масла определяют путем удаления из второй колбы хлороформа и высушивания остатка масла до постоянной массы. Количественный показатель массы масла используют для расчета перекисного числа (RU 2337357 C1, 10.04.2007).

Недостатком данного способа является дополнительная стадия отгонки хлороформа, также высушивание масла, что приведет к изменению параметров перекисного и анизидинового числа.

Известен способ определения перекисного числа, предусматривающий взвешивание навески масла, добавление раствора смеси уксусной кислоты с изооктаном или хлороформом, перемешивание полученной смеси до ее полного растворения, добавление насыщенного раствора йодистого калия и взбалтывание не менее 3 раз в течение 59-61 с, затем добавление дистиллированной воды. Полученную смесь титруют раствором тиосульфата натрия, добавляют раствор крахмала и продолжают титрование при постоянном встряхивании. Вычисляют перекисное число по формуле (ГОСТ Р 51487-99. Масла растительные и жиры животные. Метод определения перекисного числа).

Недостатком данного способа является его значительная продолжительность за счет использования большого числа компонентов.

Наиболее близким аналогом является способ контроля качества жира методом УФ-спектрофотометрии, предусматривающий взвешивание 0,25 г масла и добавление его в мерную колбу объемом 25 мл, куда далее вводят растворитель до метки 25 мл и полученную смесь гомогенизируют. Полученную гомогенезированную смесь добавляют в кварцевую кювету и проводят измерения при длинах волн 232, 268 или 270 нм. Затем при длинах волн от 268 до 270 нм проводят измерения поглощения при λ_max, λ_max+4 и λ_max-4. Далее по формуле определяют коэффициент экстинции и затем рассчитывают среднее значение из результатов (Ultraviolet abcorbtion was determined using the International Olive Council method COI/T.20/Doc19/Rev2 (2008).

Недостатком наиболее близкого аналога является продолжительность, сложность и трудоемкость анализа из-за сложных математических расчетов.

Задачей изобретения является создание точного экспресс-способа определения перекисного и анизидинового числа растительных масел.

Поставленная задача решается тем, что способ контроля показателей окисления растительных масел предусматривает подготовку растительного масла к измерению без замораживания путем его перемешивания в емкости и отбора из ее середины пробы, при этом для жидкого масла навеска пробы составляет 0,1 г, которую вносят в пенициллиновый пузырек, а для твердого масла навеска составляет 0,5 г, которую вносят на край горловины пузырька, затем 20 мл изооктана порциями по 4 мл добавляют в вышеуказанный пузырек, растворенную в изооктане навеску перемешивают путем набора жидкости с последующим сливанием в раствор без доступа воздуха 4 раза, далее добавляют в кварцевую кювету 4 мл изооктана и не менее 4 мл полученной навески, измерение оптической плотности на УФ-спектрофотометре с дейтериевой лампой проводят последовательно при длинах волн 232 нм и 270 нм, для каждого образца проводят два параллельных измерения, в каждом из которых осуществляют 5 последовательных измерений, далее определяют среднее арифметическое значение оптической плотности, а затем определяют индекс окисления (ИО)

ИО=2⋅D_cp/m,

где D_cp - среднее арифметическое значение оптической плотности для каждого образца при 5 измерениях,

m - масса навески, г,

при этом при длине волны 232 нм определяют индекс окисления по перекисному числу, а при длине волны 270 нм - индекс окисления по анизидиновому числу.

При этом если оптическая плотность превышает значение 2, то осуществляют разбавление образца в два раза.

Достигаемый технический результат заключается в том, что позволяет создать максимально точный, легкодоступный в технологическом исполнении способ определения перекисного и анизидинового чисел растительных масел.

Спектрофотометрия - это оптический метод исследования газообразных, жидких и твердых веществ, основанный на определении интенсивности поглощения света веществом (абсорбционная спектрофотометрия) или интенсивности излучения им света (эмиссионная спектрофотометрия) в зависимости от длины волны. Получаемые при этом (при помощи специальных приборов - спектрофотометров) абсорбционные и эмиссионные спектры являются характерными для каждого данного вещества. Для экспериментов в области оптики коротких волн требуется источник света со спектром менее 400 нм. Источником света является дейтериевая лампа, имеющая диапазон свечения от 112 нм до 900 нм. Дейтериевая лампа состоит из вольфрамовой нити накала, размещенной в одной части баллона лампы и анода, размещенного с другой стороны лампы. В баллоне дейтериевой лампы находится молекулярный дейтерий, тяжелый стабильный изотоп водорода. В отличие от ламп накаливания нить не является источником света в дейтериевой лампе. Вместо этого в процессе работы лампы в ней создается дуга от нити накала к аноду, подобно тому как это происходит в дуговых лампах. Поскольку для работы нить накала должна иметь очень высокую температуру, на разогрев накала требуется не менее 20 с. После этого происходит подключение анодного напряжения, и загорается дуга. Так как температура горения очень высока, нить накала (подогреватель) отключается после появления дуги. Дуга возбуждает молекулы дейтерия, содержащиеся в лампе, на более высокое энергетическое состояние. Дейтерий затем излучает свет при переходе обратно в исходное состояние. Этот процесс вызывает непрерывное ультрафиолетовое излучение.

Пример

Анализу подвергают масло подсолнечное рафинированное дезодорированное. Для проведения измерений оптической плотности на УФ-спектрофотометре используются кварцевые кюветы.

Проба №1 - масса навески составляет 0,1018 г.

Осуществляют определение оптической плотности при длине волны 232 нм. Оптическая плотность составляет 1,807; 1,808; 1,809; 1,810 и 1,810. Рассчитывается среднее арифметическое значение, которое составляет 1,809. Далее рассчитывает индекс окисления перекисного числа (ИП ПЧ)

ИО ПЧ=2⋅1,809/0,1018=35,540.

Осуществляют определение оптической плотности при длине волны 270 нм. Оптическая плотность составляет 0,658; 0,658; 0,659; 0,0659 и 0,0659. Рассчитывается среднее арифметическое значение, которое составляет 0,659. Далее рассчитывает индекс окисления анизидинового числа (ИП АЧ)

ИО АЧ=2⋅0,659/0,1018=12,947.

Проба №2 - масса навески составляет 0,1047 г.

Осуществляют определение оптической плотности при длине волны 232 нм. Оптическая плотность составляет 1,832; 1,832; 1,832; 1,835 и 1,836. Рассчитывается среднее арифметическое значение, которое составляет 1,833. Далее рассчитывает индекс окисления перекисного числа (ИП ПЧ)

ИО ПЧ=2⋅1,833/0,1047=35,014.

Осуществляют определение оптической плотности при длине волны 270 нм. Оптическая плотность составляет 0,664; 0,664; 0,664; 0,0664 и 0,0664. Рассчитывается среднее арифметическое значение, которое составляет 0,664. Далее рассчитывает индекс окисления анизидинового числа (ИП АЧ)

ИО АЧ=2⋅0,664/0,1047=12,684.

Затем рассчитывают среднее значение индекса окисления двух параллельных измерений

ИО ПЧср=35,277 и ИО АЧср=12,815.

Затем для каждого вида масла строится калибровочная кривая зависимости, которая описывается уравнение

У=aX+b,

где по оси У отмечаются значения ИО ПЧ,

по оси X - значения ПЧ для данного вида масла,

a – коэффициен, равный 1,1,

b – коэффициент, зависящий от химического состава масла.

Определяют индекс окисления перекисного числа и по калибровочной прямой определяют значений перекисного числа.

Таким образом, технический результат наглядно достигнут изобретением.