книги из ГПНТБ / Лясковская Ю.Н. Методы исследования окислительной порчи жиров

гидразонов насыщенных альдегидов (гептилового альдегида) в видимой области спектра и гидразонов карбонильных соединений, выделенных из прогорклого жира индейки, имеют одинаковый ха­

рактер (рис, 2).

Рис. 2. Кривые спектрального поглощения щелочных растворов динитрофениЛгидре­ зонов:

/ — гептилового альдегида; 2 — карбо­ нильных соединений, изолированных из прогорклого жира индейки.

Метод был применен для определения прогорклого жира до­

машней птицы, прогорклой картофельной стружки, земляных оре­ хов и крекера (табл. 12).

Неймер и Дьюган [70] летучие карбонильные соединения, обра­ зующиеся при ускоренном окислении, кормовых продуктов, содер­

жащих 5% или более жира, улавливали бензолом, а окраску, развившуюся в результате обработки 2,4-динитрофенилгидрази- ном, измеряли спектрофотометрически при длине волны 480 ммк.

При этом было установлено хорошее совпадение полученных кар­ бонильных чисел с перекисными числами.

Хеник, Венка и Митчелл [48] описали метод определения кар­

бонильных соединений в прогорклых жирах и пищевых продук­ тах, основанный на применении 2,4-динитрофенилгидразина. Опре­ деление производится в. бензольном экстракте жира, извлеченного из пищи в присутствии, трихлоруксусной кислоты. Метод дает возможность определить суммарное и раздельное содержание на­ сыщенных и ненасыщенных карбонильных соединений. Уточнение расчетных уравнений было произведено позже [49].

Чжан и Куммеров [30] описали метод определения летучих карбонильных соединений с помощью специального аппарата. Летучие карбонильные соединения количественно вытесняются, из масла или жира струей азота в определенных условиях. Уловлен-,

ные в ловушке летучие соединения определяются реакцией с

2,4-динитрофенилгидразином в виде 2,4-динитрофенилгидразонов-

31

Таблица Г.

Результаты определений монокарбонильных соединений в прогорклых пищевых продуктах

1) 0,0; 2) 4,4; 3) 10,9; 4) 19,5; 5) 240,0.

** Хранение при комнатной температуре (примерно 23°).

альдегидов и кетонов с помощью хроматографии на бумаге. Ме-

32

тод разработан авторами на отдельных веществах и их смесях, применительно к альдегидам и кетонам, входящим в состав эфир­ ных масел, а также искусственным карбонильным ароматическим веществам.

Установлены коэффициенты распределения для многих альде­ гидов и рнитрофенилгидразонов, а также предел чувствительно­ сти цветных реакций с реактивом Шиффа, раствором бензидина и реактивом Несслера. Установлены также пределы чувствитель­ ности при открытии ряда кетонов и коэффициенты распределения

карбонильных соединений.

Навеска образца, взятая в соответствии с ожидаемым процен­

Раствор охлаждают до ком­

натной температуры, вставляют электроды и титруют 0.1N

электроды 10 мл дистиллированной воды. Два слепых определения должны сходиться в пределах 0,1 мл (соединения, не растворимые в холодном растворе, необходимо перемешивать во время тит­ рования).

А • N • 0,016

Карбонильный кислород (в %) = вес образца 100,

где: А —слепое титрование минус мл. HCI, ушедшей на обратное

титрование.

33

Приготовление реактивов

1) Спирт, свободный от карбонильных соединений, необходи­ мый для этой реакции, очищали следующим образом. 1 л 95-про­

30 мин. или 1 часа. Затем его перегоняли, отбрасывая первые и

спирта, свободного от карбонильных соединений. К раствору до бавляют 300 мл 0,5N спиртового раствора КОН, хорошо переме­ шивают и фильтруют. Фильтрат состоит из раствора солянокис­ лого гидроксиламина и свободного гидроксиламина. Раствор не­ сколько неустойчив при комнатной температуре, поэтому его луч­ ше готовить каждый день.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОНОКАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В ЖИРАХ И ДРУГИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ [75]

Метод основан па образовании 2,4-динитрофенилгидразонов монокарбонильцых соединений в бензольном растворе, устранении непрореагировавшего 2,4-динитрофенилгидразина и любых гидра­ зонов дикарбонильных соединений с помощью окиси алюминия и

фотоэлектроколориметрическом измерении гидразонов монокар-

бонильны.х соединений в щелочном растворе.

Готовят хромографическую колонку, заполняя ее окисью алюми­ ния на 3 см высоты. Затем пипеткой вносят 10 мл дииитрофенил-

гидразинового реактива и сразу же небольшими порциями добав­ ляют окись алюминия до достижения толщины слоя 10—11 см.

После введения всего раствора реактива в верхнюю часть колонки прибавляют 5 мл свежего бензола. Затем прибавляют образец (содержание альдегидов эквивалентно 0,05—0,50 микромолям), растворенный в 3—4 мл бензола. Вытекающий из колонки раст­ вор собирают в 25-миллиметровый градуированный цилиндр с притертой пробкой. В колонку вводят свежий бензол до доведе­ ния объема раствора в цилиндре до 19 мл. Затем объем раствора доводят до 25 мл спиртовым раствором КОН, перемешивают и не­ медленно измеряют поглощение при длине волны 435 ммк.

Бензольный раствор динитрофенилгидразонов устойчив, щелочный раствор быстро изменяет окраску (скорость исчезновения окраски

доводят до 25 мл спиртовым раствором КОН и используют для сравнения при колориметрическом измерении, считая его за нуле­ вой раствор (100% пропускание). Благодаря этому исключается ошибка, возможная в случае присутствия небольших количеств

34

карбонильных соединенней, обычно встречающихся в бензоле реак­

тивной степени чистоты.

Для расчета пользуются калибровочной кривой, получаемой пу­ тем фотоэлектроколориметрического измерения серии стандартных

растворов альдегида 1 различных разведений или коэффициентом

молярного поглощения 19200; при вышеуказанных условиях. Ре­ зультаты выражают в миллимолях.

Приготовление образцов

Жиры и масла легко растворяются в бензоле. Твердые продукты, например, ломтики картофеля, тщательно измельчают в ступке или мельнице. 1—2 г образца взвешивают и встряхивают в небольшом сосуде с бензолом. Бензольный экстракт вместе с твердыми частя­ ми помещают в пространство над окисью алюминия в хромато­ графической трубке с небольшой порцией бензола. Остальные про­

цессы такие же, как в случае жиров и масел.

Приготовление реактивов

1) Реактив 2,4-динитрофенилгидразина готовят путем раство­ рения 500 мг этого вещества в 1 л бензола при осторожном нагре­

вании и встряхивании. 2) Щелочный раствор готовят путем раство­ рения 60 г КОН в 1 л 99-прсцентного этилового спирта, свободно­

го от альдегидов. Раствор фильтруют через стеклянную вату или фильтр.

Спирт можно не очищать, если раствор делать ежедневно. 3) С

целью понижения активности активированной окиси алюминия

(проход через сито 80-200 отверстий на см2 к ней добавляют 15%

полностью гидратированного материала, приготовленного путем выдерживания окиси алюминия в водяных парах в вакуум'-эксика-

торе. Перед употреблением смешанную окись алюминия выдержи­

вают в течение нескольких часов в закрытом контейнере. Смешан­ ная окись алюминия в плотно закрытом контейнере остается устой­ чивой неограниченное время.

Хроматографические трубки

Хроматографические трубки имеют внутренний диаметр 7 мм,

длину ПО мм. Короткий конец трубки снабжен 1-миллиметровой капиллярной трубкой. Длинный 110-миллиметровый конец трубки имеет 10-миллиметровое расширение в верхней части. В верхний конец капилляра вносят маленький тампон из стеклянной ваты для удержания окиси алюминия.

1 Могут быть использованы масляный, изовалерьяновый, гептиловый и дру­ гие альдегиды.

35

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАСЫЩЕННЫХ И НЕНАСЫЩЕННЫХ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИИ [48]

Для определения степени окислительной порчи жиров и продук­ тов, содержащих жиры, по количественному накоплению карбо­ нильных соединений применяют следующий метод.

В 50-миллиметровую мерную колбу отмеривают пипеткой 3 мл

раствора трихлоруксусной кислоты, 5 мл раствора 2,4-динитрофе-

пилгидразина и 5 мл раствора бензола, содержащего исследуемый

жир. Раствор жира должен иметь не более 250ХЮ-6 молей карбо­ нильных соединений. Колбу закрывают пробкой и нагревают в во­ дяной бане при температуре 60° в течение 30 мин., а затем охлажда­ ют до комнатной температуры. Раствор устойчив в течение несколь­ ких часов. В эту же колбу вносят 10 мл раствора КОН и доводят до метки абсолютным этиловым спиртом, свободным от карбониль­ ных соединений. Содержимое колбы встряхивают и оставляют на 10 мин. Поглощение измеряют при длине волны 430 и 460 ммк параллельно с контрольной пробой, в которой раствор жира за­ менен 5 мл бензола.

Молярный коэффициент ослабления, определенный при длине волны 430 ммк, для насыщенных соединений составил 21000 и при

У0,469

X = 3,067 Л5400 - 1,724 • У,

где: -AS4eo и AS/130—оптическая плотность при длине волны 460

и 430 ммк, соответственно.

Оба уравнения приведены в исправленном виде, согласно более позднему дополнению авторов [49].

Приготовление реактивов

Бензол, свободный от карбонильных соединений. Если бензол

имеет поглощение при длине волны 430 ммк больше 0,35' против воды, то его очищают следующим образом. К 1 л бензола прибав­ ляют 5 г 2,4-динитрофенилгидразина и 1 г трихлоруксусной кис­ лоты; смесь нагревают в колбе с обратным холодильником в тече­ ние 1 часа и перегоняют с елочным дефлегматором.

Этиловый спирт, свободный от карбонильных соединений (см.

стр. 47).

0,05-процентный раствор 2,4 динитрофенилгидразина. В 1 л бен­

зола растворяют 0,5 г 2,4-динитрофенилгидразина, дважды пере­

36

кристаллизованного из метанола, свободного от карбонильных сое­ динений (по типу этилового спирта). Реактив устойчив в течение нескольких месяцев.

4,3-процентный раствор трихлорук-сусной кислоты. 43 г три­ хлоруксусной кислоты растворяют в бензоле, свободном от кар­ бонильных соединений и объем доводят до 1 л.

4-процентный раствор едкого калия. 4 г КОН растворяют в

100 мл абсолютного этилового спирта, свободного от карбониль­ ных соединений, при легком нагревании и встряхивании. Раствор фильтруют через стеклянную вату, применяя отсасывание. Раст­ вор готовят ежедневно.

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ КАРБОНИЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [30]

Для отгонки летучих карбонильных соединений применяется аппарат, показанный на рис. 3.

Пробирку 1 аппарата помещают в масляную баню с темпера­ турой 80±0,2° (удобнее пользоваться ультратермостатом). Ловуш­ ку 2 погружают g сосуд Дьюара, Отверстие счетчика газов из стекла пирекс калибруют с по­ мощью газовой бюретки, соеди­ ненной с отверстием С. Конец В трубки 3 превращают путем на­

37

ную воронку помещают в горловину пробирки 1 и переносят в нее образец. Воронку переносят обратно в сосуд для взвешивания, а

трубку А ставят на место. Азот барботируется через образец мас­ ла или жира в течение 2 час. со скоростью 84 см31мин (стандарт­

ная температура и давление) по газовому счетчику, соединенному с аппаратом в точке С. Отсчет времени начинают с момента про­

хождения первого пузырька азота через В.

Пустой сосуд и стеклянную воронку взвешивают, разность в весе относят к весу образца.

По истечении двух часов трубку отсоединяют, а конденсат ко­ личественно растворяют в охлаждаемой ловушке в 5 мл метило­ вого спирта, свободного от карбонильных соединений.

1 мл этого раствора переносят в пробирку размером 22X90 мм с пришлифованной стеклянной пробкой. Затем добавляют 1 мл 2,4-динитрофенилгидразинового реактива и 0,01 мл концентриро­ ванной соляной кислоты, пробирку закрывают притертой пробкой и нагревают в течение 30 мин. в водяной бане при 50 ==0,5°. Пробир­ ку быстро охлаждают холодной водой, внутренние стенки ее смывают (книзу) 5 мл раствора КОН и окрашенный раствор вы­ держивают в течение 10 минут. Одновременно с опытным раство­ ром готовят слепой раствор с 1 мл метилового спирта, свободного от карбонильных соединений.

Поглощение растворов определяют при длине волны 480 ммк с помощью спектрофотометра, сравнивая их со слепым раствором.

Если показания превышают 0,4, то исходный раствор соответ­ ственно разбавляют метиловым спиртом, свободным от карбо­ нильных соединений, и измеряют его поглощение.

Поглощение 1 мл раствора, аликвотного 5 мл метанолово­ го раствора в охлаждаемой ловушке, полученного из 100 г иссле­ дуемого образца, увеличенное в 1000 раз, принимают за карбониль­

ный индекс масла. Он может быть рассчитан по следующей фор­ муле

Число K=D~- 1000,

где: К— карбональное число; D—оптическая плотность; е — навеска, в г.

Приготовление реактивов

1) Метиловый спирт, свободный от карбонильных соединений,

готовят следующим образом. 10 г 2,4-динитрофенилгидразина и

1 мл концентрированной соляной кислоты прибавляют к 1 л ме­

тилового спирта и нагревают в колбе с обратным холодильником

в течение двух часов. После охлаждения избыток 2,4-динитро­ фенилгидразина отфильтровывают, а фильтрат дважды перего­ няют, применяя елочный дефлегматор. 2) Насыщенный раствор

38

2,4-динитрофенилгидразина в метиловом спирте готовят из хими­

чески чистого 2,4-динитрофенилгидразина, дважды перекристал­ лизованного из метилового спирта. Раствор устойчив не более од­ ной недели. Для перекристаллизации и приготовления раствора применяют метиловый спирт, свободный от карбонильных соеди­ нений. 3) 10 г едкого кали растворяют в 20 мл дистиллированной

воды и объем раствора доводят до 100 мл метиловым спиртом, ■свободным от карбонильных соединений.

„Все применяемые реактивы должны быть химически чистыми.

Очистка аппарата

Все стеклянные части прибора обезжиривают бензином, про­

соединений в жирах и маслах в процессе прогоркания.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭПОКСИДНОГО (ОКСИРАНОВОГО)

КИСЛОРОДА

Среди вторичных продуктов глубокого окисления жиров и близких к ним веществ найдены эпоксисоединения.

Суэри и др. [97] разработали метод определения оксиранового кислорода в продуктах глубокого окисления метилолеата на осно­ ве оригинального метода Николле и Паултера [71]. Данный метод

основывается на количественном расщеплении оксиранового коль­ ца безводным хлористым водородом в абсолютном этиловом эфире.

Сравнительно недавно был описан [37] метод прямого титрова­ ния оксиранового кислорода бромистымводородом в уксусной кислоте.

- С-С- 'о'

-С\-/С- + НВг

о

Карбоновые кислоты, альдегиды, простые и сложные эфиры, перекиси и гидроперекиси не мешают определению, хотя гидропе­ рекиси слабо реагируют с реактивом. Этот метод является быст­ рым, не требует определения кислотного числа и введения поправ­

39

ки. Он обеспечивает более высокую точность определений, чем метод с хлористым водородом.

При определенных условиях оксирановый кислород прямо тит­

руется НВг в уксусной кислоте.

Этот метод уточнен и отработан Всесоюзным научно-исследо­

вательским институтом жиров [15 6].

Для определения содержания эпоксисоединений в пищевых то­ варных жирах после воздействия на них высокой температуры Зеелькопф [91] применил хлоргидрат органического основания в ледяной уксусной кислоте [261 Исследуемый образец жира (при­

мерно 5 г) обрабатывался солянокислым триметиламином в без­

водной ледяной уксусной кислоте не менее 36 часов. Присоединив­

шийся хлористый водород определялся по Фольгарду по разнице

содержания НС1 перед и после реакции с эпоксикислородом.

Реактив устойчив длительное время. В товарных пищевых жирах,

подвергавшихся нагреванию в течение 90 мин. при 170—190 , были обнаружены эпоксисоединения; до нагревания их не было.

0,1 мл).

свеженейтрализованного 95-процентного этилового спирта (если необходимо, растворяют при нагревании). Масла, нерастворимые в спирте, обрабатывают в колбе с обратным холодильником спир­ том в течение 5 минут, а затем охлаждают до комнатной темпера­ туры. Титруют 0,1 N раствором NaOH с фенолфталеином.

.Количество оксиранового кислорода рассчитывают следующим образом:

0 = В(Т-А)^^_ 1()0>

40