Способ количественного определения жиров и масел в маслосодержащем сырье

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1191 111) 685 1 И 33 02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСК лее 5пределПосле го охла туры. Выдеоценивают вычисляют массыбл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Научно-исследовательский институт гигиены водного транспорта (72) Э.А. Новикова(56) Авторское свидетельство СССР Р 845092, .кл. 6 О В 33/02, 1981. (54) СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖИРОВ И МАСЕЛ В МАСЛОСОДЕРЖАЩЕМ СЬ 1 РЬЕ(57) Изобретение относится к масложировой промышленности и касается способов определения жиров и масел, Целью изобретения является повышение точности и сокращение продолжительности определения. Это достигается тем, что навеску измельченных семян помещают в проточный фильтрующий экстракционный патрон и термостатируют его при температуре, требуемой дляэкстракции, прокачивают через него растворитель с постоянной скоростьюв течение определенного времени, обеспечивающего требуемую полноту извлечения жира. Образующийся экстракт направляют в приемник, из которого помере поступления экстракта отгоняютрастворитель при постоянном давлении533-800 гПа и при постоянной температуре нагревания 60-150 С во времяэкстракции и дополнительно 5-10 минпосле ее завершения. После этого снижают давление и температуру нагревания экстракта и поддерживают их напостоянном уровне - давление не богПатемпературу нагреваниях 80-950 С в течение 5-10 минтого нагревание выделенного жира прекращают и начинают дение до комнатной темпера ленный жир количественно гравиметрическим способом его содержание относительн аналитической навески. 4 тИзобретение относится к масложиро. ой промышленности и касается спосоов определения жиров и масел. Цель изобретения - повышение точ 5 ости и сокращение продолжительности определения.Способ осуществляется следующим образомНавеску измельченных семян помеают в проточный фильтрующий экстраконный патрон,и термостатируют егори температуре, требуемой для экстракции, прокачивают через него раст", воритель с постоянной скоростью в те чение определенного времени, обеспе.чивающего требуемую полноту извлече-. ния жира. Образующийся экстракт няп" равляют в приемник для экстракта, изкоторого по мере поступления экстрак та отгоняют растворитель при постоянном давлении в пределах 533-800 гПа и при постоянной температуре нагреваония в пределах 60-150 С во время экс тракции дополнительно 5-10 мин после 25ее завершения. После этого снижаютдавление и температуру нагреванияэкстракта и поддерживают их на постоянном уровне - давление не более 53 гПа, температуру нагревания в пре- ЗО делах 80-95 ОС в течение 5-10 мин. После этого нагревание выделенного жира прекращают и охлаждают его до комнатной температуры. Выделенный жир количественно оценивают гравиметрическим способом и вычисляют его содержание относительно массы аналитической навески.П р и м е р 1. Определение содержания масла в семенах подсолнечника. 40Из образца семян подсолнечника получают усредненную пробу путем измельчения семян порциями 15-18 г в электрической кофемолке в течение 50 с. Первый помол отбрасывают, ос тальные накапливают в химическом стакане и тщательно перемешивают. Анализируют параллельно тремя способами при четырехкратной повторности.В стандартном способе навеску из,мельченных семян массой 8-10 г экстреагируютдиэтиловым эфиром в течение 22 ч при 6-8 сливах в час. Из полученного экстракта отгоняют растворитель, выделенный жир доводят до постоянной массы путем выдерживания в электрическом сушильном шкафу при )05 С. Постоянство массы вьделенного жира устанавливают после 2-3 кратного контрольного взвешивания жира, охлажденного до комнатной температуры в эксикаторе над осушителем. Первое взвешивание производят через 1-5 ч нагревания в электрическом сушильном шкафу, последующие через 30 мин наг-. ревания, Содержание жира в измельчен ных семенах 49,17.Данные сравнительных испытаний из- вестногои предлагаемого способов определения содержания масла в семенахподсолнечника представлены в табл. 1.Результаты сравнительных испытаний (табл.1) показывают, что при использовании одного и того же растворителя при одинаковых скоростях прокачивания в известном и предлагаемом способах получаются близкие результаты анализа. В предлагаемом способе вре-. мя анализа составляет 100-105 мин при экстракции в течение б 0 мин, давлении в колбе-приемнике для экстракта 800 гПа и нагревании поступающего в приемник экстракта до 120 ОС в течение всего времени экстракции и дополнительно 10 мин, последующем снижении давления до 53 гПа и температуры нагревания экстракта до 95 С в течение 15 мин и охлаждения выделенного масла до 80 С при давлении 53 гПа в течение 15 мин. В известном способе общее время анализа достигает в 4- 4,5 ч, из них в течение б 0 мин проводят экстракцию ппи давлении 400 гПа в колбе-приемнике для экстракта и нагревании образующегося экстракта доо100 С в течение всего периода экстракции и дополнительных 30 мин после ее завершения, и 150-180 мин затрачивают на достижение постоянства массы выделенного масла.Повышение точности результатов анализа в предлагаемом способе достигается за счет того, что нагревание выделенного жира и его охлаждение до комнатной температуры проводят под вакуумом беэ контакта с воздухом, чем предотвращают окислительное изменение масла в процессе отгонки остатка рас" творителя,При давлении выше 800 гПа во время экстракции и выше 53 гПа после ее окончания снижается скорость отгонки растворителя, вследствие чего увеличивается количество оставшегося в выделенном масле растворителя и снижается точность анализа, а для удаления растворителя требуется затратить до 1386852полнительное время на его отгонку, в результате чего положительный эффект снижения длительности анализа дости-. гается не в полной мере или не дос 5 тигается совсем.П р и м е р 2. Определение содер" жания масла в семенах подсолнечника и сои при экстракции растворителями с различной температурой кипения.Анализируют образцы семян подсолнечника и сои со средней . маслично- стью соответственно 53,4 и 20,6 Е.Из образцов массой около 100 г . подготавливают усредненную пробу измельченных семян и анализируют параллельно с экстракцией тремя разными растворителями при трехкратной повторности анализа в каждой серии предлагаемым способом. Масса аналитичес-.о щ кой навески 8-10 г. Остаток растворителя во взвешиваемом масле оценивают газохроматографически. Условия анализа и полученные результаты представлены в табл.2. 25Результаты анализа (табл.2) показывают, что для каждого растворителя получают сходимость результатов в соответствии с требованиями стандартного способа (СКО = 0,2), количество оставшегося в масле растворителя находится на постоянном уровне содержания в каждой серии. Общее время анализа 90-105 мин при отгонке растворителя в течение 60 мин экстракции, дополнительных 5-10 мин после ее окончания без изменения условий и 10- 15 мин при пониженном давлении и нагревании с последующим охлаждением до комнатной температуры в течение 40 15-20 мин.Таким образом, в предлагаемом способе достигается. положительный эф-. фект, заключающийся в снижении длительности способа при использовании 45 для экстракции растворителей с широким диапазоном температуры кипения.Повьппение точности результатов анализа в предлагаемом способе достигается за счет постоянства количества растиорителя в выделенном масле. При последующем анализе в выбранных условиях остаток растворителя в выделенном масле остается на том же уровне.При давлении ниже 533 гПа во время экстракции возможно интенсивное. вскипание образующегося экстракта, которое приводит к нарушению устано-. вившегоея процесса экстракции и снижает точность получаемых результатов анализа, в пределе делает неосуществимым выполнением способа.Нижний предел давления при отгонке после окончания экстракции не ограничен, так как,чем ниже давление, тем эффективнее отгонка остатка растворителя из выделенного масла. Существен - но, чтобы уровень давления сохранял постоянное значение, так как при нестабильном давлении количества оставшегося в масле растворителя не пос- тоянно для выбранных условий анализа.Нагревание экстракта во время экстракции ниже предлагаемых пределово(60-150 С) и нагревание выделенного масла ниже 80 С снижает скорость отгонки растворителя и увеличивает остаток растворителя во взвешиваемом масле, вследствие чего положительный эффект, .выражающийся в снижении дли- тельности выполнения способа по срав-. нению с известным достигается не в полной мере или не достигается совсем.П р и м е р 3. Определение содержания масла в семенах подсолнечника при разных скоростях прокачивания растворителя.Из образца семян подсолнечника массой около 150 г подготавливают усредненную пробу измельченных семян и анализируют параллельно при трех уровнях расхода растворителя (хлороформ) при пятикратной повторности в каждой серии в предлагаемых пределах давления и температуры нагревания.Условия анализа и полученные результаты представлены в табл3.Как видно из представленных в табл,З данных, при увеличении скорости прокачивания растворителя от 2 до 5 мл/мин время, затраченное на достижение одинаковой полноты извлечения масла из исследуемых семян, сокращается с 60 до 30 мин. Общее время анализа уменьшается с 95 до 60 мин. Во всех трех сериях получают близкие результаты. Остаток растворителя во взвешиваемом масле 0,061 10,023.Приведенные в табл.З данные подтверждают получение положительного эффекта, заключающегося в снижении длительности способа и повышении его точности при различ;ых скоростях прокачивания .растворителя через навеску40Навеску семян помещают в проточный фильтрующий патрон, термостатируют при 60 С и прокачивают через него хлороформ с постоянной скоростью 2,5 мл/мин в течение 60 мин. Образующийся экстракт направляют в колбу- приемник для экстракта, которую нагревают при 130 С при давлении 613 гПа в течение 60 мин экстракции и дополнительно 5,мин после ее окончания.о 50 Затем снижают нагревание до 90 С, а давление до 40 гПа и продолжают отгонку из выделенного масла в течение 15 мин. После этого нагревание прекращают и охлаждают выделенное маслокомнатной температуры в течение 5мин. Количество выделенного масла оценивают гравиметрически. Вычисляют постоянную и пропорциональную систедо 15 исследуемого материала в предлагаемых пределах давления и нагреванияобразующегося экстракта во время экс,тракции, после ее завершения и приохлаждении выделенного масла до ком;натной температуры.Увеличение температуры нагреванияэкстракта во время экстракции вьппе150 С приводит к термическому измене Онию выделенного масла после удаленияосновного количества растворителя,вследствие того, что при интенсивномнагревании разбавленного экстрактаскорость образования паров растворителя (а, следовательно, скорость отгонки) пропорциональная нагреванию,при этом температура самого экстрактаостается близкой к температуре кипе,ния растворителя. По мере концентрирования экстракта скорость отгонкисущественно снижается, при этом снижается теплоотвод за счет испарения,и температура масла резко возрастаетдо температуры нагревания, 25П р и м е р 4. Установление пра-вильности способа определения содер-;жания жира в исследуемом материале.Для анализа используют образец семян подсолнечника с масличностью3049,8 Х. Из образца массой около 130 гподготавливают усредненную пробу измельченных семян и параллельно анализируют предлагаемым способом при одинаковых условиях навески массой около 9, 4,5 и 9 г, к которой добавлено1 г извлеченного из семян масла. Кратность параллельных определений в кажчой серии составляет и = 6, значимость.Для этого вычисляют средние результаты Я,), выборочные стандартные отклонения (Бд). Приближенное значение постоянной систематической погрешности (параметр а) вычисляют по формуле а =. 24 ч Ф,где ф, и с- средние значения количества выделенного масла в 1-й и 2-й сериях.Стандартное отклонение параметра а оценивают (по закону аддитивности дисперсий) по формуле 8 + 488и Принимают, что постоянная погрешность значима, если параметр а превьппает предельную случайную погрешность на уровне значимости 0,05 при числе степеней свободы Г = и, + и2 = 10,Приближенное значение пропорциональной систематической погрешности (параметр Ь - 1) вычисляют из соот- ношения где ц и- средние значения коли 3чества выделенного масла р 1-й (основная навеска) и 3-й (навескас добавкой) сериях определений;С - количество добавленного масла.,Стандартное отклонение параметра Ь - 1) оценивают по формуле2Б3Принимают, что пропорциональная систематическая погрешность значима, если параметр (Ь - 1) превьппает предельную случайную погрешность при уровне значимости 0,05 и числе степе ней свободы Е = и, + и - 2 = 10.Полученные результаты даны в табл,4. Ср х Б а зывае пропо мо от ин а с С нение велпо к и О,95 1 О остоянна погрешно что как циональнаяичаются от и". овательно,нуля, сл матические погрешности и оценивают их1386852 способ можно признать правильным на принятом уровне значимости,Такая проверка проведена на образцах семян подсолнечника с содержанием 5 масла в диапазоне 38,9-587., характерном для этого вида семян, и подтверждена правильность предлагаемого способа для всего диапазона.Из приведенных в табл.4 данных: 10 видно, что использование удвоения навесок и добавок известного количества определяемого вещества в предлагаемом способе позволяет эффективно оценить значимость методических оши бок, возникающих вследствие недоиз-. влечения и недоотгонки. Положительный эффект, который достигается в результате такого выполнения способа заклю- . чается в повышении точности и досто верности результатов анализа.При экстракции разными растворителями получаются несопоставимые ре-. ульэультаты анализа при их одинаковой сходимости, как это видно из табл.1 25 и 2, что затрудняет интерпретацию по. - лученных данных, сравнение со стандартным способом в этом случае также не эффективно иэ-за разного состава сопутствующих веществ, извлекаемых из 30 семян вместе с нейтральным жиром, так как коэффициент пересчета для растворителей с различной экстрагирующей способностью не может бытЬ выведен .из-за влияния качества извлекаемого масла на состав коэкстрагируемых веществ.Поэтому анализ дополнительной навески, вдвое меньшей, чем основная по массе, существенно повышает достоверность полученных результатов аналиТаблица 1 Предлагаемый способ 1 Условия анализа Известный способ 12 2 34 Экстракция. Гексан Растворитель Хлоро- . Гексанформ 1,25 2,5 1,25 Время экстракции, мин 60 180 60 60 60 60 Отгонка во времяэкстракции. Скорость прокачивания, мл/мин 1,25 за и отсутствие стандартных образцов, следовательно, отпадает необходимость в сравнении со стандартным способом, что дополнительно дает положительный эффект, выражающийся в снижении времени, затрачиваемого на проверку правильности результатов анализа в предлагаемом способе.Использование предлагаемого способа для определения содержания жира в других материалах - сушеных рыбопродуктах, крилевой и рыбной муке - подтверждают его осуществимость. Формула изобретения Способ количественного определения жиров и масел в маслосодержащем сырье, включающий экстракцию под вакуумом путем прокачки растворителя через сырье с постоянной скоростью, подачу экстракта в емкость при нагреве для отгонки растворителя, отгонку растворителя под .вакуумом, гравиметрический анализ и нахождение искомой величины по полученному значению, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности исокращения продолжительности определения, при подаче экстракта в емкость отгонку ведут при остаточном давлении 533-800 гПа, при температуре 60-150 С, а после завершения подачи экстракта отгонку ведут при темопературе 80-95 С и остаточном давлении не более 53 гПа, а перед гравиметрическим анализом экстракт выдерживают при том же остаточном давлении до достижения комнатной температуры.-.ю еевЕВФВЕЮаВЮФМЮ 4 еусловия анализа Предлагаемый способ 1. 1. 1 0 0 00 8 Давление. гПа 8Температура на 0 00 2 0 120 евания,Отгонка послетракции без изнения условий.Время, мин э и 0Отгонкаэкстракци 53 е, гПа 53 л Темпе грева тура ная, С 9Время, ми гПа 5 0 0 Температура,С 2 5 емя,Доведение до постоянной массы. Кратность ввания 150-18 Вре бщее вр иэа, ми я ана 00 105 270 0 0 эультаты анание ж 46,40 4 6,4+0,19 , +О 0,16 10,2 0,1 Число параллельных определений 4Отгонка пдении.Давлен лиэа.Содер ра, Х Продолжение табл 1 Известный способ Нагревание в СЗШ при 95 С с после ющим охлаждением,1386852 Таблица 2 Условия анализа Растворитель Экстракция. Скорость прокачивания,мл/мин 2,5 30 60 80 Время экстракции, мин 60 60 60,800 613 533 60 120 130 Время, мин 10 Отгонка после экстракции 27 47 27 85 85 85 10 10 15 Отгонка при охлаждении Давление, гПа 47 27 27 20 20 20 15 20 105 90 90 Следы 0,04 0,18 При экстракции сои расход хлороформа 2,0,мл/мин. Температура экстракции, С Отгонка во время экстракции.. /Давление, гПаТемпература нагревания, С Отгонка после экстракции безизмецения условий. Давление, гПа Температура нагревания, СВремя, мин Температура, СВремя, мин.Общее время анализа, минРезультаты анализа Содержание жира в сое, Е Содержание жира в подсолнечнике, 7 Число параллельных определений Количество растворителя вжиреф о Диэтиловый Хлороформ Трихлорэтиленэфир 19,63+ 0,14 20,8 + 0,10 52,33 + 0,22 53,62 + О,9 54,47 + 0,17+0,19 +0,23 1:0,14 Скорость прокачивания,мл/мин Время экстракции, мин Отгонка во время экстракцииОтгонка после экстракции безизменения условий Отгонка после экстракции Отгонка при охлаждении Общее время анализа, минРезультаты анализа Содержание жира, % Среднеквадратичноеотклонение Показатели. для уровня расхода1 б 15 1386852 Т а б л и ц а 4 Показатели для серии 2% Заказ 1487/40 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 11 авеска семян Я г15 ьщелено масла с., г1 Дисперсия результатов наблюдений 3 Постоянная систематическаяпогрешность параметра а Предельная случайная погрешностьпараметра а ( О з," 2,23) Пропорциональная систематическаяпогрешность Ь, - 1) Предельная случайная погрешностьпараметра (Ь - 1) 8,9295 4)2978 0,0313 0,0154 4,4505 2,1696 9,8895 5,3292