Пищевая химия: учебник для студентов вузов

В основе количественного определения антиокислителей лежат окислительно-восстановительные реакции с применением фосфорномолибденовой кислоты, хлорного железа в присутствии 2,2’-дипиридила или 2,6-дихлорхинонхлоримида. Названные реакции, за исключением реакции с 2,6-дихлорхинонхлоримидом, являющейся специфической для бутилгидроксианизола, характерны для всех антиокислителей фенольного типа. В связи с этим указанные реагенты могут быть использованы для количественного определения после проведения соответствующей качественной реакции.

Фотоколориметрический метод с хлорным железом стандартизирован (ГОСТ 11254–85. «Жиры животные топленые и мука кормовая животного происхождения»). В основе метода лежит цветная реакция между ионами железа (II), образующимися при восстановлении фенолами хлорного железа, и 2,2’-дипиридилом с образованием окрашенного соединения сложной структуры красного цвета.

Определение галлатов и бутилгидроксианизола (БОА)

Ход анализа. Навеску жира (около 20 г животного жира или 25 г растительного масла), содержащую антиокислитель (галлаты или БОА), растворить в 50 мл предварительно нагретого до 45–50 оС петролейного эфира. Полученный раствор количественно перенести в делительную воронку и добавить 25 мл 72%-го этилового спирта. Воронку закрыть пробкой и осторожно перевернуть несколько раз во избежание образования трудноразрушаемой эмульсии. После расслоения смеси отделить спиртовой слой и повторить экстракцию еще три раза, добавляя каждый раз по 25 мл 72%-го раствора этилового спирта.

Спиртовые экстракты объединить, отфильтровать через складчатый фильтр в мерную колбу вместимостью 150 мл и довести объем раствора до метки.

В калибровочную пробирку, обернутую черной бумагой, отобрать 1–5 мл экстракта и добавить 3 мл абсолютного этилового спирта, 2 мл свежеприготовленного 0,2%-го рас­твора хлорного железа и 2 мл 0,2%-го раствора 2,2’-дипиридила. Общий объем полученной смеси довести до 12 мл добавлением 72%-го раствора этилового спирта. Пробирку с анализируемой пробой закрыть пробкой, перемешать содержимое и выдержать в темном месте в течение 30 минут. Затем измерить оптическую плотность анализируемой пробы при длине волны 520 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм относительно контрольного раствора.

Контрольную пробу приготовить на основе 5 мл 72%-го этилового, 3 мл абсолютного спирта, 2 мл раствора хлорного железа и 2 мл раствора 2,2’-дипиридила.

По предварительно построенному для каждого из антиокислителей калибровочному графику определить содержание соответствующего антиокислителя в 12 мл анализируемой пробы. Содержание антиокислителя в жире (СА, %) рассчитать по формуле:

$C_A=\frac{C_K\times V_O\times 100}{m\times V\times 1000},$

где СК – содержание галлата или БОА, найденное по калибровочному графику, мг;
VO – общий объем экстракта, 150 мл;
m – масса навески исследуемого жира, г;
V – объем экстракта, взятого на цветную реакцию с хлорным железом в присутствии 2, 2’-дипиридила, мл;
1000 – коэффициент пересчета в г;
100 – коэффициент пересчета в проценты.

Построение калибровочного графика. Из стандартного раствора (0,002%) приготовить серию растворов галлатов или БОА, содержащих от 0,01 до 0,1 мг соответствующего антиокислителя в 72%-ном растворе этилового спирта. Для этого приготовить пять градуировочных растворов по схеме, приведенной в табл. 1.5.6.

Таблица 1.5.6. Схема приготовления калибровочных растворов галлатов и БОА

Стандартный раствор антиокислителя (0,02 мг/мл), мл	5	4	3	2	1
Этиловый спирт 72%, мл		1	2	3	4
Масса антиокислителя, мг	0,10	0,08	0,06	0,04	0,02

К 5 мл каждого из растворов добав­ить 3 мл абсолютного этилового спирта, 2 мл раствора хлор­ного железа и 2 мл раствора 2,2’-дипиридила. Калибровочные растворы выдержать в темноте в течение 30 минут и измерить оптическую плот­ность при длине волны 520 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм относительно контрольного раствора.

Построить калибровочный график в координатах оптическая плотность (А) – содержание антиокислителя (СА, мг/12 мл).

Определение бутилокситолуола (БОТ)

БОТ из жира извлекают путем перегон­ки с перегретым паром. Для этого собрать установку для перегонки, в которую входят парообразователь, пароперегреватель, приемники, холодиль­ник и колбы для перегонки. В качестве приемника следует использовать мерную колбу с воронкой, в которую вставлен плотный бумажный фильтр.

Ход анализа. Для определения БОТ в анализируемом масле в колбу для отгонки поместить 16 г безводного порошкообразного хлористого кальция и 10 мл дистиллированной воды. Содержимое колбы охладить до комнатной температуры и внести 5 г жира. Колбу соединить с хо­лодильником, аллонжем и приемником с помощью шлифов.

Нагреть воду в парообразователе до кипения и после того, как скорость конденсирования пара составит 4 мл/мин, соединить последовательно парообразователь с предварительно нагре­тым пароперегревателем и колбой для отгонки. Затем поместить колбу в нагретую глицериновую баню. Температуру в бане поддерживать в районе 160 оС с помощью кон­тактного термометра. Конденсат собирать в приемник, фильтруя через бумажный фильтр. Отгонку прекратить тогда, когда в приемнике накопится 125 мл конденсата.

Разобрать установку, промыть холодиль­ник и аллонж 125 мл горячего 96%-го этилового спирта. Смывы собрать в приемник и отфильтровать. Общий объем смеси конденсата со спиртом не должен превысить 250 мл.

Мерную колбу с конденсатом закрыть пробкой и аккуратно перемешать содержимое. Из полученной смеси конденсата со спиртом отобрать 8 мл смеси в обернутую чер­ной бумагой пробирку, добавить 2 мл 0,2%-го раствора 2,2’-дипиридила, 2 мл 0,2%-го раствора хлорного железа и переме­шать.

Контрольную пробу приготовить из 8 мл 50%-го этилового спирта, 2 мл 0,2%-го раствора 2,2’-дипиридила и 2 мл 0,2%-го раствора хлорного железа. Основную и контрольную пробы оставить в темном месте на 30 минут. Затем в обе колбы добавить по 5 мл н-бутилового спирта и выдержать в темноте еще 5 минут. Измерить оптиче­скую плотность анализируемой пробы относительно контрольной в кювете с длиной оптического пути 10 мм на фотоэлектроколориметре при длине волны 520 нм.

По предварительно построенной для БОТ калибровочному графику определить содержание БОТ в 17 мл окрашенного рас­твора. Содержание БОТ в жире (СБОТ, %) рассчи­тать по формуле:

${С}_{БОТ}=\frac{C_K\times V_O\times 100}{m\times V\times 1000}$

Построение калибровочного графика. Из стандартного раствора (0,001%) приготовить серию растворов БОТ, содержащих от 0,01 до 0,1 мг антиокислителя в 72%-ном растворе этилового спирта по схеме, приведенной в табл. 1.5.7.

Таблица 1.5.7. Схема приготовления калибровочных растворовБОТ

Стандартный раствор БОТ (0,01 мг/мл), мл	8	6	4	2	1
Этиловый спирт 72%, мл		2	4	6	7
Масса БОТ, мг	0,08	0,06	0,04	0,02	0,01

К 8 мл каждого из растворов добавить 2 мл 0,2%-го раствора 2, 2’-дипиридила, 2 мл 0,2%-го раствора хлорного железа. Калибровочные растворы выдержать в темноте в течение 30 минут. Затем во все растворы добавить по 5 мл н-бутилового спирта и выдержать в темноте еще 5 минут. Измерить оптическую плот­ность растворов на спектрофотометре при длине волны 510 нм или фотоэлектроколориметре (с зеленым светофильтром) в кюветах с длиной оптического пути 10 мм относительно контрольного раствора.

Построить калибровочный график (рис. 18, 19) в координатах: оптическая плотность (А) – содержание антиокислителя (СА, мг/17 мл).

Рис. 18. Калибровочный график для определения БОТ
на фотоэлектроколориметре с длиной волны 510 нм

Определение бутилгидроксианизола (БОА)

Для определения бутилгидроксианизола в пищевых продуктах используют специфическую реакцию с 2,6-дихлорхинонхлоримидом.

Ход анализа. Навеску жира массой 5 г поместить в делительную воронку, растворить в 25 мл гексана до получения прозрачного раствора (при необходимости раствор можно подогреть). К раствору жира в гексане добавить 15 мл 72%-го раствора этилового спирта, закрыть делительную воронку пробкой и перевернуть воронку несколько раз. Дождаться полного разделения слоев. Нижний спиртовой слой слить в мерную колбу вместимостью 100 мл. Экстракцию повторить дважды с тем же объемом спирта, полученные экстракты собрать в мерную колбу и довести объем до метки 72%-ным раствором этилового спирта. Содержимое колбы перемешать, при необходимости отфильтровать.

Рис. 19. Калибровочный график для определения БОТ
на спектрофотометре при длине волны 515 нм

На анализ взять 1–5 мл прозрачного фильтрата в градуирированную пробирку с пришлифованной пробкой и прилить 72%-ный раствор этилового спирта так, чтобы общий объем составил 10 мл. Добавить 2 мл свежеприготовленного 0,01%-го раствора 2,6-дихлорхинонхлоримидина, перемешать, прилить 2 мл 2%-го раствора буры и выдержать 15 минут. Затем измерить оптическую плотность раствора на фотоэлектроколориметре при длине волны 620 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм относительно контрольного раствора.

Контрольную пробу приготовить на основе смеси из 10 мл 72%- го этилового спирта, 2 мл свежеприготовленного 0,01%-го раствора 2,6-дихлорхинонхлоримидина, 2 мл 2%-го раствора буры.

По предварительно построенному калибровочному графику определить содержание БОА в 14 мл анализируемой пробы. Рассчитать массовую долю БОА (ХБОА, %) по формуле:

$C_{БОА}=\frac{{С}_K\times V_O\times 100}{m\times V\times 1000},$

где СК – содержание БОА, найденное по калибровочному графику, мг;
m – масса навески исследуемого жира, г;
VO – общий объем спиртового экстракта, 100 мл;
V – объем экстракта, взятого на цветную реакцию с 2,6-дихлорхинонхлоримидином, мл;
1000 – коэффициент пересчета в г;
100 – коэффициент пересчета в проценты.

Построение калибровочного графика. Из стандартного раствора БОА (0,001%) приготовить серию растворов, содержащих от 0,02 до 0,2 мг антиокислителя, в 72%-ном растворе этилового спирта по схеме, приведенной в табл. 1.5.8.

Таблица 1.5.8. Схема приготовления калибровочных растворов БОА

Стандартный раствор БОА 0,01 мг/мл, мл	10	8	6	4	2
Этиловый спирт 72%, мл		1	2	3	4
Масса БОА, мг	0,20	0,16	0,12	0,08	0,04

К первому раствору прилить 2 мл свежеприготовленного 0,01%-го раствора 2,6-дихлорхинонхлоримида, 2 мл 2%-го раствора тетрабората натрия, перемешать и через 15 минут определить светопоглощение раствора на спектрофотометре при длине волны 615 нм или фотоэлектроколориметре (с зеленым светофильтром) в кюветах с длиной оптического пути 10 мм относительно контрольного раствора.

Рис. 20. Калибровочный график для определения БОА
на фотоэлектроколориметре с зеленым светофильтром

Через каждые 5 минут готовить новый раствор для определения оптической плотности. В качестве контрольного раствора использовать смесь из 10 мл 72%-го раствора этилового спирта, 2 мл 0,01%-го раствора 2,6-дихлорхинонхлоримидина и 2 мл 2%-го раствора буры. Построить калибровочный график (рис. 19, 20) в координатах: оптическая плотность (А) – содержание антиокислителя (мг/17 мл).

Рис. 21. Калибровочный график для определения БОА
на спектрофоторметре при длине волны 615 нм

Необходимые реактивы, посуда, оборудование: §петролейный эфир (гептан или гексан), 50-, 72-, 96%-ный этиловый спирт, абсолютный этиловый спирт, 0,2%-ный раствор хлорного железа, 0,2%-ный спиртовой раствор 2,2’-дипиридила, н-бутанол, рабочие (0,1%) и стандартные (0,002%) растворы антиокислителей, 0,01%-ный раствор 2,6-дихлорхинонхлоримидина, 2%-ный раствор натрия тетраборнокислого (буры), безводный хлористый кальций, фильтровальная бумага; §делительные воронки, мерные колбы (вместимостью 100 мл, 150 мл, 250 мл), градуирированные пробирки (с пришлифованными пробками), пробирки, обернутые темной бумагой, установка для перегонки с острым паром (парообразователь, пароперегреватель, приемники, холодильник, аллонж, перегонная колба), воронки, мерные цилиндры; пипетки, колориметрические кюветы с длиной оптического пути 10 мм; §фотоэлектроколориметр (l = 520 нм, 620 нм), масляная баня, аналитические весы.

0,2%-ный раствор хлорного железа (FeCl3). Навеску хлорного железа массой 0,2 г количественно перенести в мерную колбу вместимостью 100 мл с помощью дистиллированной воды и довести объем до метки.

0,2%-ный раствор 2,2’-дипиридила (С10Н8N2). Навеску 2,2’-дипиридила количественно перенести с помощью 96%-го этилового спирта в мерную колбу вместимостью 100 мл и довести объем до метки тем же растворителем.

0,01%-ный раствор 2,6-дихлорхинонхлоримидина. Навеску 2,6-ди-хлорхинонхлоримидина массой 0,02 г взвесить в мерной колбе вместимостью 100 мл, растворить в абсолютном этиловом спирте и довести объем до метки тем же растворителем.

Основной раствор антиокислителя (0,02%). Навеску антиокислителя массой 0,02 г количественно перенести с помощью 96%-го этилового спирта в мерную колбу вместимостью 100 мл и довести объем до метки тем же растворителем. Срок хранения раствора – 1 месяц.

Стандартный раствор антиокислителя (0,002%, 0,02 мг/мл). В мерную колбу вместимостью 100 мл внести пипеткой 10 мл основного раствора антиокислителя (0,02%) и довести объем до метки 50%-ным раствором этилового спирта.