Пищевая химия: учебник для студентов вузов

В основе метода лежит способность фосфорной кислоты и ее солей образовывать с молибденовой кислотой комплексное соединение, которое легко восстанавливается различными восстановителями с образованием окрашенной в синий цвет молибденовой сини.

Сущность метода заключается в окислении (минерализации) образца в избытке окисляющего реагента и дальнейшем получение фосфорномолибденового комплекса, восстановлении его и измерении интенсивности поглощения света голубыми растворами продукта колориметрической реакции. Стабильность колориметрической реакции зависит от типа восстановителя, выбор которого определяется условиями сжигания. Минерализацию пробы можно вести по методу сухого (с магнезией) или мокрого сжигания (серной и азотной, а также хлорной и азотной кислотами). В качестве восстановителей применяют хлористое олово, гидрохинон, 1, 2, 4-аминонафтолсульфоновую кислоту, гидразин, гидразинсульфат и метол.

Измерение оптической плотности раствора ведут при длине волны, соответствующей максимуму полосы поглощения. Количество фосфора в анализируемом растворе определяют по калибровочным графикам, построенным в координатах оптическая плотность (А) – содержание фосфора (СФ, мг/мл) на основании данных, полученных для растворов с известным содержанием фосфора.

Содержание фосфора в анализируемом растворе определяют по калибровочному графику и рассчитывают по формуле:

$C_{Ф}=\frac{C_K\times V}{m\times 1000}\times 100,$

Содержание фосфатидов в условном пересчете на окись фосфора и стеароолеолецитин – по формулам:

$C_{ОФ}=\frac{2,29\times C_K\times V}{m\times 1000}\times 100,$  $C_{Л}=\frac{25,44\times C_K\times V}{m\times 1000}\times 100,$

где V – объем раствора, взятого на цветную реакцию, мл;
m – масса осадка, г;
СК – количество фосфора в анализируемом растворе, найденное по калибровочному графику, мг/мл;
2,29; 25,44 – коэффициент пересчета фосфора на Р2O5 и стеароолеолецитин соответственно;
100 – коэффициент пересчета в проценты.

Метод с применением в качестве восстановителя гидрозинсульфата

Метод стандартизирован (ГОСТ Р 52676–2006. «Масла растительные. Методы определения фосфорсодержащих веществ») и рекомендован для опре­деления фосфора в нерафинированных, гидратированных, рафи­нированных маслах, фосфатидном концентрате, фузе и в других веществах, содержащих более 0,002% фосфора. Навеску масла выбирают в зависимости от содержания в нем фосфатидов. Для нерафинированных масел, фосфатидных концентратов, фуз – 0,2–0,4 г, для гидратированных масел – 0,5–0,9 г, для рафинированных масел – 1,0–1,5 г. Сжигание пробы ведут с применением оксида магния.

Ход анализа. Навеску масла около 0,2–1,5 г (в соответствии с примерным содержанием фосфатидов) взвесить в фарфоровую чашку, добавить 0,75 г свежепрокаленной окиси магния и по­местить чашку в сушильный шкаф на 15 минут при температуре 105 оС до полного впитывания масла. Затем чашку с содержимым на­греть на открытом огне до полного озоления навески. Остаток прокалить в муфельной печи при температуре 800–900 оС в течение часа.

Охлажденный до комнатной температуры минерализат количественно перенести в мерную колбу вместимостью 100 мл с помощью трех порций дистиллированной воды общим объемом 20 мл. Добавить в колбу 20 мл 2 н серной кислоты и нагреть колбу на водяной бане до полного растворения оксида магния. После растворения осадка в колбу добавить 20 мл раствора молибденового реагента и вы­держать колбу 30 минут на водяной бане для развития окраски.

Затем охладить содержимое мерной колбы до комнатной температуры и довести объем раствора дистиллированной водой до метки. Измеряют оптическую плотность анализируемого раствора на фотоэлектроколориметре при длине волны 680 нм по отношению к контрольной пробе в кюветах с длиной оптического пути 10 мм.

Контрольную пробу приготовить в мерной колбе вместимостью 100 мл из 0,75 г свежепрокаленной окиси магния, 20 мл 2 н серной кислоты, 20 мл молибденового реагента, 20 мл дистиллированной воды. Смесь нагреть на водяной бане в течение 30 минут, охладить и довести объем раствора до метки дистиллированной водой. Полу­ченный раствор должен быть совершенно прозрачным.

Содержа­ние фосфора в анализируемой пробе определить по градуировочному графику и рассчитать содержание фосфатидов по вышеназванным формулам.

Приготовление калибровочных растворов. На основании стандартного раствора однозамещенного фосфорнокислого калия (0,01 мг/мл) приготовить калибровочные растворы с известной концентрацией фосфора. Для этого в мерные колбы вместимостью 100 мл внести пипеткой необходимое количество стандартного раствора однозамещенного фосфорнокислого калия в соответствии с табл. 1.4.13.

Таблица 1.4.13. Схема приготовления калибровочных растворов
для определения содержания фосфора в жирах

Стандартный раствор КН2РО4, мл	Содержание фосфора, мкг/мл	Стандартный раствор КН2РО4, мл	Содержание фосфора, мкг/мл
0,25	0,025	8,00	0,800
0,50	0,050	10,0	1,000
1,00	0,100	12,0	1,200
1,50	0,150	14,0	1,400
2,00	0,200	16,0	1,600
4,00	0,400	18,0	1,800
6,00	0,600	20,0	2,000

В каждой колбе довести объем раствора до 20 мл дистиллированной водой, добавить по 20 мл 2 н серной кислоты, 0,75 г оксида магния и поместить колбы в кипящую баню для растворения оксида магния. Затем в каждую колбу внести по 20 мл молибденового реактива, содержимое колб перемешать и выдержать 30 минут в кипящей водяной бане. Растворы охладить до комнатной температуры и довести объем до метки дистиллированной водой.

Измерить оптическую плотность калибровочных растворов относительно контрольного, приготовленного аналогичным образом, без добавления стандартного раствора однозамещенного фосфорнокислого калия. Измерение вести при длине волны 630–725 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм.

На основании результатов анализа растворов с известным содержанием фосфора построить калибровочный график (рис. 12) в координатах оптическая плотность (А) – содержание фосфора (СФ, мг/мл).

Рис. 12. Калибровочный график содержания фосфора по методу с применением
в качестве восстановителя гидразинсульфата

Необходимые реактивы, посуда, оборудование: §оксид магния (MgO), 2 н серная кислота, молебденовый реагент (с гидразинсульфатом), гидразинсульфат (N2H4×H2SO4), концентрированная серная кислота, молибденовокислый аммоний ((NH4)2Mo4), основной (с концентрацией фосфора 0,1 мг/мл) и стандартный (с концентрацией фосфора 0,01 мг/мл) растворы однозамещенного фосфорнокислого калия (КН2РО4); §колбы Кьельдаля, мерные колбы (100 мл), пипетки, фотоколориметрические кюветы с длиной оптического пути 10 мм; §аналитические весы, плитки, муфельная печь, фотоэлектроколорметр, сушильный шкаф, фарфоровые чашки.

Молибденовый реагент. В мерной колбе вместимостью 1 л растворить 6,85 г молибденовокислого аммония и 0,4 г гидразинсульфата в 100 мл ди­стиллированной воды, добавить 100 мл концентрированной сер­ной кислоты и после охлаждения до комнатной температуры довести объем раствора до метки дистиллированной водой.

Полученный светло-коричневый раствор выдержать в тем­ном месте в течение 10 часов и перелить в склянку из темного стекла. Реагент можно хранить в течение месяца.

Основной раствор однозамещенного фосфорнокислого калия (КН2РО4). На аналитических весах в стаканчике взвесить навеску 0,4392 г прокаленного до постоянного веса однозамещенного фосфорнокислого калия. Растворить в небольшом количестве дистиллированной воды и количественно перенести в мерную колбу вместимостью 1 л. Довести объем раствора до метки дистиллированной водой. Массовая концентрация фосфора в растворе составляет 100 мкг/мл.

Стандартный раствор однозамещенного фосфорнокислого калия. В мерную колбу вместимостью 1 л отмерить пипеткой 100 мл основного раствора однозамещенного фосфорнокислого калия и довести объем раствора до метки дистиллированной водой. Массовая концентрация фосфора в растворе составляет 10 мкг/мл.

Метод с применением в качестве восстановителя метола

Метод применяется для определения содержания фосфора в нерафиниро­ванных, гидратированных, рафинированных маслах, концентратах фосфатидов и в других веществах с содержанием фосфора более 0,005%. Для ускорения сжигания используют сильный окислитель – хлорную кислоту, в качестве восстановителя – метол, буфера – раствор из смеси сульфита и бисульфита натрия.

Ход анализа. Навеску масла 0,2–0,4 г поместить в колбу Кьельдаля, прилить 4 мл 72%-ный хлорной кислоты и 5 капель 65%-ной азотной кислоты. Озоление вести при слабом нагреве, избегая разбрызгивания и воспламенения. Спустя 15–20 минут после окончания реакции добавить еще 10 капель 65%-ной азотной кислоты и продолжить нагрев более интенсивно до исчезновения желтой окраски.

Минерализат охладить, добавить к нему 10 мл дистиллированной воды и количественно перенести в мерную колбу вместимостью 100 мл. Колбу трижды промыть небольшими порциями дистиллированной воды по 10 мл и тоже слить в мерную колбу. К полученному раствору добавить 4 мл раствора молибденовокислого аммония (на азотной кислоте), 8 мл раствора восстановителя (раствор бисульфита, сульфита натрия и метола) и довести объем воды до метки дистиллированной водой. Через 15 минут после появления окраски измерить на фотоэлектроколориметре оптическую плотность окрашенного раствора при длине волны 680 нм по отношению к контрольной пробе в кюветах с длиной оптического пути 10 мм.

Контрольную пробу приготовить в мерной колбе вместимостью 100 мл. Для этого к 4 мл 72%-ной хлорной кислоты добавить капли 65%-ной азотной кислоты. Аккуратно нагреть колбу с пробой на плитке в течение 15–20 минут. После окончания реакции добавить еще 10 капель 65%-ной азотной кислоты и продолжить нагрев более интенсивно до исчезновения желтой окраски. Содержание фосфора в анализируемом растворе найти по калибровочному графику и рассчитать содержание фосфатидов по выше приведенной формуле.

В мерных колбах вместимостью 100 мл приготовить калибровочные растворы из стандартного раствора монозамещенного фосфорнокислого калия (0,01 мг/мл) по схеме, приведенной в табл. 34. В каждой колбе объем раствора довести до 20 мл дистиллированной водой, добавить по 4 мл раствора молибденовокислого аммония (приготовленный на азотной кислоте), 8 мл раствора восстановителя (раствор бисульфита, сульфита натрия и метола). Затем охладить содержимое колбы до комнатной температуры и довести объем калибровочных растворов до метки дистиллированной водой.

Через 15 минут после появления окраски измерить на фотоэлектроколориметре оптическую плотность окрашенного раствора при длине волны 680 нм по отношению к контрольной пробе в кюветах с длиной оптического пути 10 мм. На основании результатов анализа растворов с известным содержанием фосфора построить калибровочный график (рис. 13) в координатах: оптическая плотность (А) – содержание фосфора (СФ, мг/мл).

Рис. 13. Калибровочный график содержания фосфора по методу
с применением в качестве восстановителя – метол

Необходимые реактивы, посуда, оборудование: §72%-ный раствор хлорной кислоты (НСlО4) 65%-ная азотная кислота (r = 1,4 г/мл), 5%-ный раствор молибденовокислого аммония, восстановитель – метол (п-метиламинофенолсульфат – (C7H9NO)2×H2SO4) с бисульфитом (NaHSO3) и сульфитом натрия (Na2SO3), основной (с концентрацией фосфора 0,1 мг/мл) и стандартный (с концентрацией фосфора 0,01 мг/мл) растворы однозамещенного фосфорнокислого калия (КН2РО4); §колбы Кьельдаля, мерные колбы (100 мл), пипетки, фотоколориметрические кюветы с длиной оптического пути 10 мм; §аналитические весы, плитки, фотоэлектроколорметр.

5%-ный раствор молибденовокислого аммония. К 5 г молибденовокислого аммония добавить 95 мл дистиллированной воды. Для растворения соли раствор немного подогреть.

Раствор восстановителя. В мерную колбу вместимостью 100 мл взвесить на аналитических весах 12,5 г бисульфита натрия (NaHSO3), 0,5 г ме­тола, 2,4 г сульфита натрия (Na2SO3) и довести объем до метки дистиллированной водой.

72%-ная хлорная кислота (НС1О4) (r = 1,67 г/мл). 42 или 56%-ную продажную хлорную кислоту сконцентрировать под вакуумом при остаточном давлении 5–8 мм рт. ст. путем отгонки воды. Хлорная кислота 72% взрыво­опасна, ее используют только для сжигания малых количеств вещества.