Пищевая химия. Жирорастворимые витамины. Учебное пособие

тельных масел и масляных концентратов токоферол ацетата, полученных путем молекулярной дистилляции или экстракции.

Определение суммы токоферолов

Ход анализа. Точную навеску масла (2-3 г) взвесить в круглодонную колбу вместимостью 100 мл, прилить 10-15 мл 10 % спиртового раствора гидроксида калия и 50-60 мг пирогаллола. Соединить колбу с обратным холодильником и поместить в кипящую водяную баню на 30-45 мин. По окончании омыления содержимое колбы охладить и количественно перенести в делительную воронку. Колбу дважды ополоснуть дистиллированной воды (по 10 мл), смывы добавить в делительную воронку. Неомыляемые вещества экстрагировать из щелочного гидролизата с использованием диэтилового эфира (порции по 30–35 мл).

Объединенные эфирные экстракты, промыть дистиллированной водой до нейтральной реакции по фенолфталеину и высушить над свежепрокаленным сульфатом магния. Высушенный эфирный экстракт неомыляемых веществ отфильтровать в круглодонную колбу через воронку Шотта и промыть осушитель на фильтре диэтиловым эфиром. Колбу с эфирным экстрактом подсоединить к ротационному вакуумному испарителю и отогнать растворитель в атмосфере инертного газа досуха. Неомыляемый остаток растворить в 10 мл абсолютного бензола, перенести раствор в мерную колбу вместимостью 25 мл и довести объем до метки тем же растворителем.

Из полученного бензольного раствора отобрать пипеткой 8–10 мл и пропустить через адсорбционную колонку с диатомитом при слабом разряжении, для удаления пигментов. Смыть токоферолы с адсорбента 12–15 мл бензола. Элюат количественно перенести в мерную колбу вместимостью 25 мл и довести объем до метки тем же раствори-

телем (основной раствор).

71

Из основного раствора пипеткой отобрать 1–2 мл в колбу вместимостью 25 мл, прилить 10–20 мл бензола, 1 мл 0,5% раствора 2, 2′- дипиридила, перемешать и добавить по каплям 1 мл раствора хлорида железа (III). Раствор перемешать, довести объем до метки бензолом и оставить в темном месте на 10 мин. Ровно через 10 мин измерить оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре при длине волны 490 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм относительно бензола. Параллельно провести холостой опыт на реактивы.

Холостой опыт провести с теми же реагентами, заменив основной раствор на бензол. В колбу вместимостью 25 мл прилить 1 мл 0,5 % раствора 2, 2′-дипиридила, 1 мл раствора хлорида железа (III) и довести объем до метки бензолом. Измерить оптическую плотность холостого опыта при длине волны 490 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм относительно бензола.

По разнице значений оптических плотностей холостого и опытного образцов найти концентрацию суммы токоферолов по калибровочному графику и рассчитать массовую долю витамина Е (СЕ, мг%) по формуле

где СК – концентрация суммы токоферолов, установленная по калибровочному графику (по разнице значений оптической плотности между опытной и контрольной пробами), мкг/мл;

m – масса навески анализируемого масла, взятого на гидролиз, г;

V1 – объем первого разведения (раствора неомыляемого осадка в абсолютном бензоле – основной раствор, 25 мл;

V2 – объем второго разведения, 25 мл;

v1 – количество основного раствора, взятого на адсорбцию, 8–10 мл;

v2 – объем анализируемого раствора, взятого на цветную реакцию, 1–2 мл; 10 – коэффициент пересчета в мг%.

72

Построение калибровочного графика. В мерных колбах вмести-

мостью 25 мл из стандартного раствора α-токоферола (0,2 мг/мл) приготовить пять калибровочных растворов по схеме (табл. 21.)

Таблица 21 – Схема приготовления калибровочных растворов из стандартного раствора α-токоферола (0,2 мг/мл)

Ко всем калибровочным растворам прилить по 10 мл бензола, 1 мл 0,5 % раствора 2, 2′-дипиридила, перемешать и добавить по каплям 1 мл спиртового раствора хлорида железа (III). Растворы перемешать, довести объем до метки (25 мл) бензолом и оставить в темном месте на 10 мин. Ровно через 10 мин измерить оптическую плотность растворов при длине волны 490 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм относительно бензола. Параллельно провести холостой опыт на реактивы.

Холостой опыт. В мерную колбу вместимостью 25 мл отмерить пипеткой 1 мл 0,5 раствора 2, 2′-дипиридила, добавить по каплям 1 мл раствора хлорида железа (III), перемешать и довести объем раствора до метки бензолом.

Построить калибровочный график в координатах: разность показания оптической плотности калибровочных растворов и холостого опыта (А490) – суммарное содержание витамина Е (СЕ, мкг/мл).

Определение суммы β-, γ-, δ-токоферолов

и других форм токоферола

Из основного раствора анализируемого продукта, после того как из него отобрали 1–2 мл для определения суммы токоферолов, ото-

73

гнать растворитель на ротационном вакуумном испарителе в атмосфере инертного газа. Сухой остаток растворить в точном объеме (8–10 мл) абсолютного этилового спирта. В делительную воронку вместимостью 50 мл отобрать пипеткой 1–2 мл полученного спиртового раствора, добавить 0,2 мл ледяной уксусной кислоты и 3 мл 2 % раствора нитрита натрия из быстро освобождающейся пипетки. Смесь интенсивно перемешать в течение 5 с и оставить на 1 мин. Ровно через 1 мин внести 2 мл 20 % раствора гидроксида калия, перемешать и добавить 10 мл дистиллированной воды, 12 мл петролейного эфира и 0,7–1,0 г безводного сернокислого натрия. Смесь интенсивно перемешать и дать отстоятся. Верхний слой петролейного эфира, окрашенного в желтый цвет, отделить в кювету с длиной оптического пути 10 мм и колориметрировать при длине волны 400 нм относительно петролейного эфира.

Параллельно приготовить холостой опыт. Для этого в делительную воронку вместимостью 50 мл отобрать пипеткой такое же количество полученного спиртового раствора (1–2 мл), добавить 10 мл дистиллированной воды, 12 мл петролейного эфира и 0,7–1,0 г безводного сернокислого натрия. Смесь интенсивно перемешать, дать отстоятся. Верхний слой петролейного эфира колориметрировать при длине волны 400 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм относительно петролейного эфира.

По разнице значений оптических плотностей между опытной и холостой пробами относительно петролейного эфира найти концентрацию нитрозированных токоферолов по калибровочному графику построенному для γ-токоферола. Рассчитать массовую долю нитрозирующихся токоферолов (СТФ, мг%) по формуле

74

где СК – концентрация нитрозирующихся токоферолов, установленная по калибровочному графику (по разнице значений оптической плотности между опытной и холостой пробами), мкг/мл;

m – масса навески анализируемого масла, взятого на гидролиз, г;

V1 – объем первого разведения (раствора неомыляемого осадка в абсолютном бензоле – основной раствор, 25 мл;

V2 – объем второго разведения, 25 мл;

v1 – количество основного раствора, взятого на реакцию с солями азотистой кислоты, 8–10 мл;

v2 – объем анализируемого раствора, взятого на цветную реакцию, 1–2 мл; 10 – коэффициент пересчета в мг%.

Построение калибровочного графика. Из стандартного раствора

γ-токоферола (0,4 мг/мл) подготовить шесть калибровочных растворов, отбирая для каждого соответственно 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2 мл стандартного раствора. Для каждого раствора в отдельности провести в делительной воронке реакцию нитрозирования по методике приведенной выше. Полученные окрашенные экстракты нитрозированных токоферолов в петролейном эфире колориметрировать при длине волны 400 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм относительно петролейного эфира.

Построить калибровочный график в координатах: разность показаний оптическая плотность калибровочного раствора и контрольного (А400) – содержание нитрозирующихся токоферолов (СТФ, мкг/мл). Массовую долю α-токоферола (Сα-ТФ, мг%) рассчитать как разность между общей суммой токоферолов и суммой нитрозирующихся токоферолов (β-, γ-, δ-) по формуле

Сα-ТФ = СЕ - СТФ.

Необходимые реактивы, посуда, оборудование:

75

бензол, абсолютный этиловый спирт, петролейный эфир, 0,025 % спиртовый раствор хлорида железа (FeCl3 ·6H2O), натрий сернокислый безводный, 0,5 % спиртовый раствор 2, 2′-дипиридила (С10Н8N2), 10 % и 20 % спиртовые растворы гидроксида калия, пирогаллол, 1 % спиртовый раствор фенолфталеина, 100 % препарат α-токоферол ацетат, концентрат γ-токоферола, ледяная уксусная кислота, 2 % раствор нитрита натрия;

колбы с пришлифованными пробками вместимостью 100 мл, обратные холодильники, делительные воронки, воронки Шотта, мерные колбы вместимостью 25 мл, пипетки, адсорбционная колонка с диатомитом (высота слоя диатомита – 3,5 см, диаметр – 1,5 см);

фотоэлектроколориметр (кюветы с длиной оптического пути 10 мм), аналитические весы, ротационный испаритель, водяная баня.

Стандартный раствор α-токоферола (0,2 мг/мл). Точную на-

веску 0,05 г чистого α-токоферол ацетата растворить 50 мл бензола, количественно перенести в мерную колбу вместимостью 250 мл и довести объем раствора до метки тем же растворителем.

Стандартный раствор γ-токоферола (0,4 мг/мл). Точную на-

веску 0,04 г чистого концентрата γ-токоферола растворить 50 мл бензола, количественно перенести в мерную колбу вместимостью 100 мл и довести объем раствора до метки тем же растворителем.

Контрольные вопросы

1.К производными каких соединений по химическому строения относят витамин Е? Как различаются по степени насыщенности боковой цепи витамеры токоферолов? Чем отличаются токоферолы от токотриенолов? Назовите их природные источники.

2.Назовите основные формы токоферолов? Как они различаюся по витаминной активности и антиокислительной способности?

76

3.Сколько асимметрических атомов содержат токоферолы и где они расположены? Какова конфигурация асимметричных атомов в природных и синтетических токоферолах? Как это влияет на биологическую активность?

4.Какие особенности в химическом строении хроманового кольца

втокоферолах влияют на витаминную активность? И почему эфиры токоферолов, используемые для обогащения пищевых продуктов, приобретают витаминную активность только после гидролиза в организме человека?

5.Назовите пищевые источники витамина Е растительного и животного происхождения. Какие из них используются для витаминизации основных потребительских продуктов питания?. С чем связаны потери витамина Е при рафинации пищевых продуктов?

6.Каков механизм антиоксидантного действия витаминов Е? Какие витамеры проявляют большую антиокислительную способность? Существует ли связь между витамином Е и другими компонентами антиоксидантной системы человека?

7.В каких единицах измеряютя биологическая активность различных форм витамина Е? Активность какой формы витамина Е принята за единицу?

8.Какова суточная потребность в витамине Е и от чего она зависит? Связана ли она с другими антиоксидантами, применяемыми в пищевой промышленности?

9.Для каких целей и в какой форме используют витамин Е в пищевой промышленности? Какова его стабильность при технологической обработке пищи?

10.Опишите промышленные способы получения витамина Е? Как различаются по биологической активности синтетические и природные формы витамина Е? Объясните, почему токоферол ацетат гораздо более устойчив к действию окислителей, чем токоферол?

77

11.Приведите основные недостатки колориметрического метода количественного определения витамина Е в пищевых продуктах. Какие приемы используют для устранения влияния посторонних примесей и повышения селективности метода? Для чего добавляют витамин С при растворении анализируемого продукта?

12.Для каких форм токоферолов использую титриметрический метод с сульфатом церия? Напишите уравнение реакции.

78

1.4 ВИТАМИН К

Витамин К (филлохиноны и менахиноны) открыт в 1929 г.

Х.Дамом, как антигеморрагический фактор у цыплят, химическое строение установлено в 1939 г. Это большая группа витаминов – коагулянтов

– производных 1,4– нафтохинона. Различают две группы витамина К: филлохиноны, обозначающиеся К-n (или К1), и менахиноны – КM-n (или К2).

Филлохиноны содержат в боковой цепи асимметрические атомы в положениях С7′, С11′ и т.д., которые имеет R-конфигурацию, и одну двойная связь транс-конфигурации. Для филлохинона К-2 возможно два оптических антипода и один рацемат, т.к. ассиметрические атомы углерода в положениях С7′ и С11′ по знаку удельного вращения, как правило, однозначны.

2

1

Витамин К-n (филлохинон)

O

Богатым природным источником филлхинонов является мука люцерны, они присутствуют в зеленых растениях (крапиве, укропе, шпинате, зеленых листьях каштана). Овощи и фрукты бедны филлохинонами, исключение составляет земляника и шиповник (табл. 22).

Менахиноны оптической активностью не обладает, но содержат изопреноидную боковую цепь, которая имеет полную трансконфигурацию. Присутствуют менахиноны в животных тканях и продуцируются микроорганизмами.

79

O

n

n= 1–9

Таблица 22 – Содержание витамина К в пищевых продуктах

Широко используются синтетические аналоги 1,4-нафтохинона – менадионы, которые не содержат боковой цепи, но проявляют К–

80