Пищевая химия: учебник для студентов вузов

Перекисное число служит количественным показателем присутствия первичных продуктов окисления перекисей и гидроперекисей, то есть окислительных изменений, происходящих в жирах. По величине перекисного числа можно судить только о начальной стадии окисления липидов, на которой образуются пероксиды и гидропероксиды, существенно не влияющие на органолептические свойства жира. По величине перекисного числа можно судить о свежести жира задолго до появления неприятного вкуса и запаха.

Для определения перекисного числа используют различные методы анализа: физические, например полярографический, или химические (йодометрический, железороданидный). Наибольшее распространение получил йодометрический метод, основанный на взаимодействии активного перекисного или гидроперекисного кислорода с йодистоводородной кислотой:

Содержание перекисей, или так называемое перекисное число, принято выражать количеством миллиграмм йода, выделенного перекисями из 100 г жира (в процентах) или в миллимолях активного кислорода на килограмм жира (ммоль активного кислорода/кг). В табл. 1.5.2 приведены коэффициенты перевода перекисного числа, выраженного в процентах, в другие единицы.

Таблица 1.5.2. Единицы измерения перекисных чисел

Единица измерения перекисного числа	Коэффициент пересчета ПЧ, выраженного в процентах
Процент йода (на 100 г жира)	1
Миллиэквивалент активного кислорода перекисей (на 1000 г жира)	78
Миллимоль активного кислорода перекисей (на 1000 г жира)	39

Перекисное число не должно превышать 10 ммоль активного кислорода/кг для пищевых нерафинированных растительных масел и 2 ммоль активного кислорода/кг для рафинированных дезодорированных масел марки премиум, высшего сорта и предназначенных для детского питания (ГОСТ Р 52465–2005. Масло подсолнечное. Технические условия). Согласно международным стандартам ISO3960–1977 перекисное число в дезодорированном масле сразу после дезодорации не должно превышать 0,5 ммоль активного кислорода/кг. В табл. 1.5.3 приведены данные зависимости степени окисленности жира от величины перекисного числа.

Таблица 1.5.3. Зависимость степени окислительной порчи жира от перекисного числа

Перекисное число		Степень порчи жира
мг I2/100 г	ммоль активного кислорода /кг
до 0,03	3	Свежий
0,03–0,06	3–5	Свежий, но не подлежит хранению
0,06–0,10	5–8	Сомнительной свежести
более 0,10	8	Испорченный

Жир от охлажденных и замороженных тушек всех видов птицы считают све­жим, если значение перекисного числа не превышает 0,01 мг I2/100 г; куриный жир от охлажденных тушек с перекисным числом 0,01–0,04 мг I2/100 г, гусиный, ути­ный, индюшиный – 0,01–0,10 мг I2/100 г; жир от замороженных тушек всех видов птицы с перекисным числом 0,01–0,03 мг I2/100 г считают сомнительной свеже­сти, при превышении указанных значений жир птицы считается несвежим.

Титриметрический метод

Титриметрический метод определения перекисного числа основан на способности пероксидов окислять йодистоводородную кислоту с выделением свободного йода. Йодистоводородная кислота образуется в результате реакции йодида калия и уксусной кислоты:

KJ + CH3COOH → HJ + CH3COOK.

Если жир не содержит перекисных соединений, то свободный йод не выделяется в течение 3–5 минут. По истечении этого времени выделение свободного йода становится заметным вследствие окисления йодистоводородной кислоты кислородом воздуха. Выделившийся йод оттитровывают тиосульфатом натрия:

4 HJ + O2 → 2J2 + 2H2O

Если выделение свободного йода происходит сразу же после добавления к раствору жира уксусной кислоты и йодида калия, то это свидетельствует о присутствии перекисных соединений в жире.

Ход анализа. На аналитических весах в колбу с пришлифованной пробкой взвесить навеску жира на аналитических весах. Масса навески исследуемого жира зависит от степени его окисленности (табл. 1.5.4).

Таблица 1.5.4. Зависимость массы навески исследуемого жира от величины перекисного числа

Значение перекисного числа		Масса навески, г
ммоль активного кислорода/кг	мг I2/100 г
до 6,0 6,0–10,0 10,0–15,0 15,0–25,0 25,0–40,0	до 0,07 0,07–0,13 0,13–0,20 0,20–0,32 0,32–0,50	2,0–5,0 1,2–2,0 0,6–1,2 0,5–0,6 0,3–0,5

Твердый жир расплавить на водяной бане. По стенке, смывая следы жира, прилить 10 мл спирта этилового (или 10 мл хлороформа) и 15 мл ледяной уксусной кислоты. Затем внести 1 мл свежеприготовленного 50%-го раствора йодида калия. Смесь тщательно перемешать, закрыть пробкой и оставить в темном месте при температуре 15–25 оС. В случае расслоения реакционной смеси необходимо добавить растворителя.

Спустя 3 минуты в колбу влить 75 мл дистиллированной воды, в которую заранее добавить 5 капель 1%-го раствора крахмала, до появления фиолетово-синей окраски. Выделившийся йод оттитровать 0,01 н раствором тиосульфата натрия до молочно-белой окраски, устойчивой в течение 5 с (опыт).

Контрольный опыт проводят параллельно, вместо жира внести 1 мл воды. К 10 мл спирта (или 10 мл хлороформа) и 15 мл ледяной уксусной кислоты добавить 1 мл 50%-го раствора йодида калия, 75 мл воды, в которую заранее добавить 5 капель 1%-го раствора крахмала, и оттитровать полученную смесь 0,01 н раствором тиосульфата натрия. Если на контрольное измерение идет более 0,1 мл 0,01 н раствора тиосульфата натрия, то необходимо проверить реактив.

Перекисное число (ПЧ, г/100 г) анализируемого жира рассчитать по формуле:

$П{Ч}_1=\frac{\left(V_0-V_K\right)\times 0,001269}{m}\times 100,$

где Vо – объем 0,01 н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование опытного образца, мл;
Vк – объем 0,01 н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование контрольного образца, мл;
0,001269 – титр 0,01 н раствора тиосульфата натрия, г/мл;
100 – коэффициент пересчета на 100 г анализируемого жира;
m – масса исследуемого жира, г.

Перекисное число (ПЧ, ммоль ½О/кг) жира рассчитать по формуле:

$П{Ч}_0=\frac{\left(V_0-V_K\right)\times 0,01}{m}\times 1000,$

где 0,01 – концентрация раствора тиосульфата натрия, ммоль/мл;
1000 – коэффициент пересчета на килограмм.

Для пересчета перекисного числа в единицах ммоль активного кислорода/кг (ПЧО) необходимо величину перекисного числа, выраженную в процентах (ПЧI), умножить на коэффициент – 78.

ПЧО = 78×ПЧI

Необходимые реактивы, посуда, оборудование: §1%-ный раствор крахмала (индикатор), 0,1 н раствор йода, 0,1 н, 0,01 н растворы тиосульфата натрия, хлороформ, ледяная уксусная кислота, диэтиловый эфир, 50%-ный раствор йодида калия; §колбы для титрования с пришлифованными пробками (250 мл); пипетки, бюретки, мерные цилиндры; §водяная баня, аналитические весы.

Раствор йодида калия (50%) для определения перекисного числа. В мерном стаканчике на 150 мл взвесить 50–55 г йодида калия и добавить 50–55 мл дистиллированной воды. Использовать свежеприготовленный раствор, хранить в темной посуде. Для проверки перед анализом к 0,5 мл раствора йодида калия добавить 30 мл уксусной кислоты и хлороформа в соотношении 3:2 и две капли 0,5%-го раствора крахмала. В случае появления голубой окраски, которая обесцвечивается при добавлении более чем одной капли 0,01 н раствора тиосульфата натрия, раствор йодида калия готовят заново.

Раствор крахмала (индикатор). Навеску растворимого крахмала (0,5 г) развести в 5 мл воды и добавить к 100 мл кипящей воды. Кипятить в течение 3 минут. Полученный раствор должен быть прозрачным, слегка опалисцирующим. Раствор крахмала хранить в холодильнике, перед употреблением прогреть на кипящей водяной бане.

Колориметрический метод

Колориметрический метод определения пероксидов в окисленных органических соединениях основан на восстанавливающей способности роданида железа (II) в кислой среде с последующим измерением интенсивности окраски образующегося роданида железа (III):

Максимум поглощения кроваво-красного комплекса роданида железа (III) лежит при 500 нм. Интенсивность окраски комплекса зависит от его координации, поэтому химическую реакцию ведут в избытке роданида аммония, а для подавления гидролиза раствор подкисляют. Из-за неустойчивости окраски необходимо строго выдерживать время фотоколориметрирования.

Метод стандартизирован (ГОСТ Р 51453–99. «Жир молочный. Метод определения перекисного числа в безводном жире») и рекомендован для анализа образцов, содержащих малые количества пероксидов. Для анализа веществ, содержащих значительное количество пероксидов, более пригодным и точным является йодометрический метод.

Колориметрический метод определения перекисного числа применяют для оценки качества безводного молочного жира, коровьего масла (сливочное и топленое) и безводного молочного жира других животных, перекисное число которых не превышает 2,0 ммоль активного кислорода/кг. Метод неприемлем для масел, содержащих соли галловой кислоты и другие антиокислители.

Ход анализа. Пробу анализируемого продукта (навеска – 0,5 г) взвесить на аналитических весах в закрытом бюксе и осторожно расплавить ее на плитке. Расплавленную пробу растворить в смеси растворителей хлороформ–метанол (7:3), количественно перенести в мерную колбу вместимостью 10 мл и довести объем раствора до метки тем же растворителем. Отобрать пипеткой 9,6 мл полученного раствора в фотометрическую кювету с длиной оптического пути 15 мл, пипеткой добавить 0,05 мл раствора роданистого аммония, смесь перемешать. Измерить оптическую плотность (А0) при длине волны 500 нм, используя в качестве раствора сравнения смесь растворителей хлороформ–метанол.

Затем в кювету добавить 0,05 мл раствора хлористого железа, перемешать и через 5 минут вновь измерить оптическую плотность смеси (А2) при длине волны 500 нм относительно растворителя (смесь хлороформ–метанол). С момента взвешивания пробы до измерения оптической плотности должно пройти не более 10 минут.

Контрольный опыт провести с теми же реагентами, заменив раствор анализируемого жира на смесь хлороформ–метанол. Для этого в фотометрическую кювету (с длиной оптического пути 15 мм) внести пипеткой 9,9 мл смеси хлороформ–метанол (7:3), пипеткой добавить 0,05 мл раствора роданистого аммония, 0,05 мл раствора хлористого железа и перемешать. Через 5 минут измерить оптическую плотность контрольного раствора при длине волны 500 нм относительно смеси хлороформ–метанол (А1).

По разности найти оптическую плотность анализируемой пробы (А500 , ед. оптической плотности):

А500 = А2 – (Ао-А1),

где А2 – оптическая плотность опытного раствора после добавления раствора хлористого железа;
А1 – оптическая плотность опытного раствора без добавления раствора хлористого железа;
Ао – оптическая плотность контрольного опыта.

Исходя из величины оптической плотности (А500) по калибровочному графику найти массовую долю железа (m, мкг). Перекисное число жира (ПЧ, ммоль активного кислорода/кг ) рассчитать по формуле:

$ПЧ=\frac{m_0}{55,84\times m},$

где mо – массовая доля железа (III), найденная по калибровочному графику, мкг;
m – масса навески молочного жира, г;
55,84 – молекулярная масса железа, г/моль.

Калибровочная кривая. На основе рабочего раствора хлорида железа приготовить калибровочные растворы. В четыре фотометрические кюветы (с длиной оптического пути 15 мм) внести реактивы в количествах и последовательности, указанных в табл. 1.5.5.

Таблица 1.5.5. Схема приготовления калибровочных растворов

Рабочий раствор хлористого железа, мл	Смесь хлороформ– метанол, мл	Масса железа (III), мкг
0,25 0,50 1,00 2,00	9,65 9,40 8,90 7,90	12,5 25,0 50,0 100,0

К каждому калибровочному раствору добавить по 0,05 мл раствора роданистого аммония и 0,05 мл 0,2 н соляной кислоты. Для каждого калибровочного раствора отмерить по 5 минут и измерить оптическую плотность при длине волны 500 нм относительно смеси хлороформ–метанол. Построить калибровочный график в координатах: оптической плотности раствора (А500) – массовая доля железа (СFe, мкг).

Необходимые реактивы, посуда, оборудование: §хлорид бария, железо сернокислое, железный порошок, раствор роданистого аммония, стандартный раствор хлорного железа, раствор хлористого железа, хлороформ, метанол, железный порошок, соляная кислота (r­­20 = 1,18 г/мл), 0,2 н раствор соляной кислоты, раствор перекиси водорода; §бюксы с крышками, мерные колбы вместимостью 10 мл, 100 мл, пипетки, мерные цилиндры, стаканы вместимостью 100 мл, кюветы с длиной оптического пути 15 мм; §аналитические весы, фотоэлектроколориметр.

0,2 н раствор соляной кислоты. В мерную колбу вместимостью 1 л внести 20 мл концентрированной соляной кислоты (r20 = 1,18 г/ мл) и довести объем дистиллированной водой до метки.

Раствор хлористого железа (II). Раствор готовить при непрямом рассеянном свете. В лабораторный стакан вместимостью 100 мл взвесить на аналитических весах 0,4 г хлорида бария (ВаС12 × 2Н2О), добавить 50 мл дистиллированной воды при перемешивании до полного растворения соли. В другой лабораторный стакан вместимостью 100 мл взвесить 0,5 г железа сернокислого (FeSO4 × 7H2O), добавить 50 мл дистиллированной воды при перемешивании до полного растворения.

Смешать приготовленные растворы, прилив к раствору сернокислого железа (II) раствор хлорида бария при постоянном перемешивании. К полученному раствору хлористого железа (II) прилить 2 мл раствора концентрированной соляной кислоты (r20 = 1,18 г/мл).

Смесь растворов хлороформа и метанола. Мерным цилиндром отмеряют 70 мл хлороформа и 30 мл метанола. Реактив хранить в посуде из темного стекла.

Раствор роданистого аммония (NH4SCN). В мерную колбу вместимостью 250 мл внести 30 г роданистого аммония, добав­ить 100 мл дистиллированной воды и перемешать до полного растворения соли. Для обесцвечивания раствор роданистого аммония перелить делительную воронку и экстрагировать изоамиловым спиртом порциями по 5 мл до полного обесцвечивания раствора. Бесцветный раствор роданистого аммония перелить из делительной в мерную колбу вместимостью 250 мл и довести объем до метки.

Стандартный раствор хлористого железа для построения калибровочного графика. В коническую колбу из термостойкого стекла вместимостью 100 мл взвесить 0,5 г железного порошка, добавить 50 мл раствора концентрированной соляной кислоты (r20 = 1,18 г/мл) и 1–2 мл раствора пероксида водорода и довести объем до метки дистиллированной водой.

Рабочий раствор хлористого железа. В мерную колбу вместимостью 100 мл отобрать 1 мл стандартного раствора хлористого железа и довести объем до метки дистиллированной водой.