Определение кислотного числа растительных жиров
Вводные пояснения. В растительных жирах после их выделения из масличного сырья в небольших количествах содержатся фосфолипиды и стероидные липиды (0,5-3%), свободные жирные кислоты (0,5-1,5%), токоферолы (50-100 мг%), пигменты (каротиноиды, хлорофилл). Кроме того, жиры некоторых растений могут содержать алкалоиды, гликозиды, дубильные вещества, эфирные масла.
Концентрация свободных жирных кислот возрастает при длительном хранении растительных масел или растительных продуктов, содержащих жиры, вследствие активизации в них гидролитических процессов, которые могут происходить с участием ферментов (липаз, фосфолипаз) или неферментативным путем. Источниками ферментов являются исходное растительное сырье и микробная инфекция. Гидролиз ацилглицеринов жира неферментативным путем усиливается при повышении температуры.
Наличие свободных жирных кислот ухудшает вкусовые качества растительного жира и инициирует в нем окислительные процессы, связанные с образованием пероксидов и гидропероксидов жирных кислот, альдегидов и кетонов, которые являются основными продуктами прогоркания жира. Для оценки содержания в жирах свободных жирных кислот используется специальный показатель, называемый кислотным числом. Кислотное число выражается в мг гидроксида калия, затраченного на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Для свежего очищенного растительного жира этот показатель обычно находится в пределах 0,5-2, в процессе длительного хранения жира он может возрастать до 3-3,5. Если кислотное число жира больше 3,5, его используют на технические цели, а если превышает 5 - такой жир направляют на повторную очистку. Для нерафинированных масел допускается кислотное число, не превышающее 6. Кислотное число жира, выделенного из недозревших или прорастающих семян, может достигать 20-40.
Принцип метода. Пробу растительного масла смешивают с насыщенным водным раствором NaCl, а затем содержащиеся в масле свободные жирные кислоты титруют в присутствии индикатора водным раствором гидроксида калия в соответствии со следующей реакцией:
RCOOH + КОН = RCOOK + Н2О
Оборудование. Весы лабораторные с точностью взвешивания ±0,01 г; микробюретка на 5 мл; колбы конические вместимостью 100 заполненной натронной известью; воронка стеклянная диаметром 6-8 см; цилиндры мерные на 50 и 250 мл; стакан химический на 1 л; склянка для хранения насыщенного раствора NaCl.
Реактивы. Хлористый натрий; гидроксид калия (фиксанал); 1% спиртовой раствор фенолфталеина; 1% водный раствор тимолфталеина; вода дистиллированная (свободная от диоксида углерода).
Приготовление растворов. 0,1 М водный раствор КОН: готовится из фиксанала в мерной колбе на 1 л; ампулу фиксанала пробивают специальным стержнем и промывают дистиллированной водой в мерную колбу через воронку, доводят объем раствора в колбе до метки и затем содержимое колбы тщательно перемешивают. Для защиты от поглощения из воздуха диоксида углерода колбу закрывают пробкой с поглотительной трубкой, заполненной йатронной известью.
Насыщенный раствор NaCl: в химическом стакане емкостью 1 л нагревают 800 мл дистиллированной воды до температуры 80°С и в ней растворяют до полного насыщения хлористый натрий; после охлаждения полученный раствор фильтруют в склянку и далее используют для анализа.
1% раствор фенолфталеина: 1 г фенолфталеина растворяют в 100 мл 50% этилового спирта.
1% раствор тимолфталеина: 1 г тимолфталеина растворяют в 100 мл 80% этилового спирта.
Ход определения. Для анализа берутся образцы растительного масла с разным содержанием свободных жирных кислот. Навеску растительного масла для определения кислотного числа устанавливают по таблице 2. Коническую колбу на 100 мл ставят на весы и приливают в нее пипеткой необходимый объем растительного масла, равный по массе установленной навеске. Навеска растительного масла взвешивается с точностью ± 0,01 г.
Затем в колбу приливают измерительным цилиндром 50 мл насыщенного раствора хлористого натрия и 5 капель раствора фенолфталеина, полученную смесь перемешивают и титруют из микробюретки 0,1 М раствором КОН до образования устойчивого розового окрашивания, не исчезающего в течение 30 с. По шкале бюретки определяют объем раствора КОН, затраченный на титрование. В качестве контроля проводится также титрование раствором КОН 50 мл насыщенного раствора хлористого натрия, в который приливали навеску растительного масла. Объем раствора КОН, затраченный на титрование контроля, вычитают из результата титрования анализируемой пробы растительного масла и полученное значение показателя используется при расчете кислотного числа.
Таблица 4.1 – Рекомендуемые навески жира для определения кислотного числа
| Ожидаемое кислотное число | Масса навески жира, г |
| меньше 1 | |
| 1-4 | <2,5 |
| 4-15 | >1,0 |
| 15-75 | 0,5 |
| более 75 | 0,1 |
При определении кислотного числа светлых и темноокрашенных масел при титровании лучше использовать в качестве индикатора 1% водный раствор тимола, который дает более контрастное синее окрашивание.
Определение кислотного числа проводят в двукратном повторении, расхождение между которыми не должно превышать 0,05 мг КОН.
Обработка и оценка результатов. Кислотное число жира вычисляют по следующей формуле:
где КЧ - кислотное число в мг КОН в расчете на 1 г жира;
V – объем 0,1 М раствора КОН, затраченный на титрование свободных
жирных кислот в пробе растительного масла за вычетом результата
титрования контроля, мл;
К – поправка к титру раствора КОН (в данном случае К = 1, так
как раствор приготовлен с использованием фиксанала);
Н – навеска растительного масла, г;
5,611 – масса КОН в мг, содержащаяся в 1 мл 0,1 М раствора КОН.
На основе рассчитанного по указанной формуле кислотного числа дается оценка качества растительного масла. С использованием коэффициента пересчета на олеиновую кислоту, равного 0,503, определяют примерное содержание свободных жирных кислот в анализируемом растительном масле, выраженное в процентах, по следующей формуле:
где W - cодержание свободных жирных кислот, %;
КЧ – кислотное число;
282,3 – молярная масса олеиновой кислоты, г/моль;
56,11 - молярная масса КОН, г/моль;
1000 - пересчет кислотного числа из мг в г;
100 - коэффициент пересчета в проценты.
Контрольные вопросы
1. Каков химический состав нерафинированного растительного
масла?
2. Под влиянием каких факторов повышается содержание свободных жирных кислот в растительных маслах?
3. Что такое кислотное число и как этот показатель используется для оценки качества растительных масел?
4. В чем состоит принцип определения кислотного числа жиров?
5. Какова последовательность выполнения анализа при определении кислотного числа растительных жиров и какие при этом используются реактивы?
6. В чем состоят особенности титрования растительных масел в смеси с насыщенным раствором NaCl водным раствором КОН?
7. Каковы принципы расчета кислотного числа и примерного содержания свободных жирных кислот в растительных жирах?
Лабораторная работа № 5