Пищевая химия: учебник для студентов вузов

Йодное число, или так называемый коэффициент непредельности, характеризует степень ненасыщенности жира и выражается количеством йода в граммах, которое требуется для полного насыщения жирных кислот, содержащихся в 100 г жира (г I2/100 г жира). Это наиболее важная из констант жира. По величине этого показателя судят о преобладании в жирах насыщенных или ненасыщенных жирных кислот. Чем выше в жире содержание ненасыщенных жирных кислот, тем выше йодное число. Тугоплавкие жиры имеют низкое йодное число, легкоплавкие – высокое.

Йодное число дает возможность судить о склонности жира к различным изменениям (окислению, присоединению водорода и т. д.), происходящим при хранении и переработке пищевых жиров. Оно позволяет судить о чистоте и натуральности исследуемого жира. Кроме того, йодное число характеризует степень свежести жиров. При окислении жиров в процессе хранения йодное число снижается.

Йодное число	г I2/100 г жира:
подсолнечное масло	– 119,0–145,0;
кукурузное масло	– 111,0–133,0;
соевое масло	– 120,0–140,0;
китовый жир (покровное сало)	– 107,4–161,5;
рапсовое масло	– 95,0–106,0;
оливковое масло	– 86,0–88,0;
свиной жир	– 46,0–66,0;
молочный жир	– 26,0–46,0;
говяжий жир	– 32,0–47,0;
бараний жир	– 31,0–46,0.

Йодное число является показателем консистенции сливочного масла и должно учитываться при выборе температурных режимов обработки сливок в процессе их созревания и перемешивания. Этот показатель молочного жира зависит от кормовых рационов, стадии лактации, времени года, породы животного и т. д. Оно повышается летом и понижается зимой и лежит в пределах 28–45 г/100 г. Йодное число сливочного масла определяют при подозрении на наличие в нем примесей растительных масел.

Метод определения йодного числа основан на способности галогенов (йода, хлористого йода, бромистого йода) присоединяться по кратным связям. Непрореагировавший галоген оттитровывают тиосульфатом натрия в присутствии крахмала в качестве индикатора.

Кратные связи в полиненасыщенных жирных кислотах, входящих в состав жиров, насыщаются последовательно, причем время реакции присоединения возрастает по сравнению с мононенасыщенными. Насыщению галогенами в первую очередь подвержены кратные связи, наиболее удаленные от карбоксильной группы. Используя галогены, невозможно достичь полного насыщения сопряженных кратных связей. Величина йодного числа зависит:

§от числа этиленовых связей в ненасыщенных жирных кислотах (с увеличением количества этиленовых связей в углеродной цепи жирных кислот при одном и том же числе углеродных атомов йодное число увеличивается);

§от длины углеродной цепи в жирных кислотах (или от молекулярного веса);

§от положения этиленовых связей в углеродной цепи (с приближением этиленовой связи к карбоксильной группе жирных кислот их йодное число уменьшается);

§от наличия сопряженных связей (сопряженные этиленовые связи при использовании обычных методов определения йодного числа насыщаются не полностью).

Рекомендуемыми ГОСТ Р ИСО 3961–2010 «Жиры и масла животные и растительные. Определение йодного числа» являются следующие методы определения йодного числа: Гюбля (с хлорйодом), Кауфмана (с NaBr×Br2), Гануса (с бромйодом). Методы Гюбеля и Гануса дают одинаковые и близкие к теоретическим результаты. Названные методы рекомендуются для исследовательских целей, идентификации жиров и контроля производства. Метод Гануса неприемлем для анализа жиров с сопряженными кратными связями. Результаты опре­деления йодных чисел по методу Кауфмана обычно на 1–3% выше, чем по методу Гюбля.

Метод Гюбля основан на присоединении по кратным связям хлористого йода (раствор Гюбля), который образуется при взаимодействии сулемы с йодом в спиртовых растворах:

Хлористый йод практически полностью насыщает кратные связи жирнокислотных радикалов в жирах:

Избыток непрореагировавшего хлористого йода оттитровывают тиосульфатом натрия. Предварительно в реакционную среду необходимо внести йодид калия и воду для выделения эквивалентного количества йода из хлористого йода по следующей реакции:

Ход анализа. В предварительно высушенную колбу для титрования вместимостью 500 мл с пришлифованной пробкой внести пробу анализируемого жира в зависимости от величины йодного числа. Пробу жира растворить в 15 мл хлороформа и добавить 25 мл (пипеткой) раствора Гюбля. Закрыть колбу пробкой, смоченной в растворе йодида калия, и оставить при температуре около 20 оС в темном месте на 18–24 часа. Время настаивания анализируемого раствора и величину навески анализируемого жира выбрать в зависимости от предполагаемой величины йодного числа (табл. 1.3.7).

Таблица 1.3.7. Рекомендуемая масса пробы и время настаивания
в зависимости от величины йодного числа

Значение йодного числа, г I2/100 г	Масса пробы, г	Время настаивания, ч
от 5 до 20 включительно	1,0	6
свыше 20 до 50 включительно	0,6	8
свыше 50 до 100 включительно	0,3	12
свыше 100 до 150 включительно	0,2	18
свыше 150 до 200 включительно	0,15	24
свыше 200	0,10	24

По истечении вышеуказанного времени до титрования в колбу для анализа внести 20 мл 10%-го раствора йодида калия и 100 мл дистиллированной воды, смесь перемешать. Избыток выделившегося йода оттитровать 0,1 н раствором тиосульфата натрия до появления желто-соломенной окраски. В конце добавить несколько капель 1%-го раствора крахмала и продолжить титрование до перехода цвета анализируемого раствора из фиолетового в бесцветный.

Контрольный опыт проделать с тем же количеством реагентов в аналогичных условиях, но без добавления жира: 15 мл хлороформа, 25 мл раствора Гюбля. Колбу закрыть пробкой, смоченной в растворе йодида калия, и оставить в темном месте на 18–24 часа. Перед титрованием в колбу для анализа внести 20 мл 10%-го раствора йодида калия и 100 мл дистиллированной воды и оттитровать.

Йодное число (ЙЧ, г I2/100 г или %) вычислить по формуле:

$ЙЧ=\frac{\left(V_K-V_0\right)\times 0,01269}{m}\times 100,$

где VK – количество 0,1 н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование контрольного образца, мл;
VO – количество 0,1 н раствора тиосульфата натрия, израсходованного на титрование опытного образца, мл;
0, 01269 – титр 0,1 н раствора тиосульфата натрия, мг/мл;
m – масса исследуемого жира, г;
100 – коэффициент пересчета на 100 г анализируемого жира.

Метод Гануса основан на использовании бромистого йода, растворенного в безводной уксусной кислоте (реактив Гануса), который количественно присоединяется по кратным связям. Бромистый йод получают посредством смешения брома с йодом в безводной уксусной среде:

Бромистый йод присоединяется по кратным связям ненасыщенных жирных кислот.

Избыток бромистого йода после введения йодида калия и воды оттитровывают тиосульфатом натрия.

Ход анализа. В колбу для титрования на 500 мл с пришлифованной пробкой внести пробу анализируемого жира в количестве 0,1–0,2 г и растворить в 15 мл хлороформа. Пипеткой внести 25 мл раствора Гануса, закрыть пробкой, смоченной в растворе йодида калия и оставить в темном месте на один час. Перед титрованием в колбу для титрования внести 20 мл 10%-го раствора йодида калия и 100 мл дистиллированной воды.

Избыток выделившегося йода оттитровать 0,1 н раствором тиосульфата натрия до появления желтой окраски. В конце титрования добавить несколько капель 1%-го раствора крахмала и продолжить титрование до перехода цвета анализируемого раствора из фиолетового в бесцветный. Контрольный опыт проделать в аналогичных условиях с тем же количеством реагентов, но без добавления жира.

Метод Кауфмана основан на применении в качестве реагента непрочного соединения NaBr×Br2, которое образуется при раство­рении в метиловом спирте соответствующих количеств брома и бромистого натрия:

Бром из соединения NaBr×Br2 отщепляется и присоединяется к этиленовым связям жирных кис­лот, причем активность его недостаточна для замещения водо­рода:

При прибавлении к раствору Кауфмана йодистого калия выделяется эквивалентное количество йода, который оттитровывают тиосульфатом натрия.

Ход анализа. Анализ аналогичен методу Гюбля. В колбу для титрования на 500 мл с пришлифованной пробкой внести пробу анализируемого жира в таких же количе­ствах, как и в методе Гюбля и добавить 10 мл хлороформа. Пипеткой прилить 20 мл раствора Кауф­мана, закрыть пробкой, смоченной в растворе йодида калия, оставить колбу с реакционной смесью в темном месте на 1–1,5 часа. Время зависит от предполагаемой величины йод­ного числа (на 1 час для масел с йодным числом до 100; на 1,5 часа – больше 100).

По истечении указанного времени в колбу прилить 10–15 мл 10%-го раствора йодистого калия и 50–60 мл дистиллирован­ной воды. Избыток выделившегося йода оттитровать 0,1 н раствором тиосульфата натрия до появления желтой окраски. В конце титрования добавить несколько капель 1%-го раствора крахмала и продолжить титрование до перехода цвета анализируемого раствора из фиолетового в бесцветный.

Контрольный опыт проделать с тем же количеством реагентов, но без добавления жира.

Метод Маргошеса является ускоренным методом определения йодного числа. Хотя он и уступает по точности вышеописанным методам, но может использоваться для анализа жиров, содержащих жирные кислоты с сопряженными кратными связями. В качестве реагента используется раствор Маргошеса, содержащий йодноватистую кислоту.

В спиртовых растворах образование из йода йодноватистой кислоты происходит в ничтожных количествах, но ускоряется в присутствии ненасыщенных связей и особенно в избытке воды. Образующаяся йодноватистая кислота взаимодействует по этиленовым связям быстрее галоидов:

Избыток непрореагировавшего йода оттитровывают тиосульфатом натрия.

Ход анализа. В сухую колбу для титрования вместимостью 500 мл с пришлифованной пробкой взвесить на аналитических весах 0,1–0,15 г растительного масла или 0,2–0,25 г животного жира. Для растворения навески жира добавить 10 мл смеси этилового спирта и хлороформа (10:1). Если проба жира плохо растворяется, следует закрыть колбу воздушным холодильником и нагреть на водяной бане с температурой 50–60 оС в течение 15–20 минут. По истечении указанного срока колбу охладить до комнатной температуры и добавить пипеткой к анализируемой пробе 25 мл раствора Маргошеса (0,2 н спиртовой раствор йода). Оставить полученный раствор в темном месте. Спустя ровно 5 минут влить 200 мл дистиллированной воды, закрыть колбу пробкой и хорошо перемешать. Полученную смесь через 5 минут оттитровать 0,1 н раствором тиосульфата натрия до перехода коричневой окраски в желтую. Затем добавить индикатор – 1%-ный раствор крахмала – и продолжить титрование до исчезновения фиолетовой окраски (опыт).

Контрольный опыт проделать с теми же реактивами. К 10 мл смеси этилового спирта и хлороформа (10:1) добавить 25 мл 0,2 н раствора Маргошеса и оставить полученный раствор в темном месте. Спустя ровно 5 минут влить 200 мл дистиллированной воды и тщательно перемешать. Полученную эмульсию оттитровать 0,1 н раствором тиосульфата натрия в присутствии крахмала.

Необходимые реактивы, посуда, оборудование: §реактивы Гюбля, Гануса, Кауфмана, Маргошеса, 1%-ный раствор крахмала (индикатор), 0,1 н раствор йода, 0,1 н, 0,01 н растворы тиосульфата натрия, 10%-ный раствор йодида калия, диэтиловый эфир, хлороформ, спиртово-эфирная смесь (для рефрактометра); §колбы для титрования с пришлифованными пробками (500 мл), пипетки, бюретки, мерные цилиндры; §водяная баня, аналитические весы, термостат.

Реактив Гюбля. В 500 мл 96%-го этанола растворить 30 г сулемы. В 500 мл 96%-го этанола растворить 25 г кристаллического йода. Растворы хранить раздельно в темной посуде, смешать за двое суток (48 часов) до анализа. При необходимости раствор сулемы перед смешением фильтруют.

Реактив Гануса. В мерной колбе на 1 л растворить 13 г кристаллического йода в 700 мл ледяной уксусной кислоты, добавить 8,2 г брома (2,61 мл, r20 = 3,14 г/мл) и довести объем раствора уксусной кислоты до метки.

Раствор бромистого натрия и брома в метиловом спирте (метод Кауфмана). В 1 л метилового спирта (перегнанного над окисью кальция) растворить 140 г бромида натрия (NaBr), высушенного при 130 °С. Раствор хорошо перемешать и оставить на 24 часа. По истечении указанного срока к раствору прибавляют 5,1 мл брома. Через 10–15 минут раствор го­тов к употреблению.

Раствор Маргошеса. В 1000 мл 96%-го этилового спирта растворить 25 г дважды возогнанного йода. Раствор можно использовать в течение 14 дней. К 30 дню титр раствора меняется более чем на 3%.