СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ЖИРОВ И ЖИРОСОДЕРЖАЩИХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2002 года по МПК G01N33/03 

Изобретение относится к анализу и контролю пищевых продуктов, в частности жиров и жиросодержащей продукции, и может быть использовано при оценке их качества, а также в масложировой промышленности.

Известен способ определения жирно-кислотного состава растительных масел [1] , основанный на превращении триглицеридов жирных кислот в метиловые (этиловые) эфиры жирных кислот с последующим газохроматографическим исследованием состава.

Способ [1] применим исключительно для растительных масел, т.к. этим способом идентифицируются только наиболее характерные для этого продукта жирные кислоты. Расчет массовых долей эфиров жирных кислот производится без учета отклика детектора газового хроматографа.

Известен также способ контроля качества жиросодержащих пищевых продуктов [2] , позволяющий определять суммарное содержание одних лишь высших жирных кислот. Критерием в оценке качества жиров в этом способе является соотношение суммы полиненасыщенных жирных кислот к насыщенным.

Однако этот показатель не дает полной объективной оценки качества продукта в целом, поскольку указанное соотношение варьируется в пределах одного вида пищевого продукта.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения качества пищевых продуктов [3], основанный на разделении метиловых эфиров жирных кислот, полученных из липидов пищевых продуктов, с последующим анализом методом газожидкостной хроматографии. Способ предусматривает отбор пробы продукта, выделение его жировой фазы растворением жиров в гексане, щелочной гидролиз жировой фазы при кипячении реакционной смеси с образованием свободных жирных кислот, метилирование их метанольным раствором соляной кислоты при кипячении, экстракцию полученных метиловых эфиров жирных кислот гексаном. Гексановый раствор их затем исследуют методом газо-жидкостной хроматографии, разделенные продукты идентифицируют.

Способ [3] применим для определения состава жирных кислот пищевых продуктов. Однако в процессе обработки пробы перед газохроматографическим исследованием часть жирных кислот теряется или претерпевает изменения, вследствие чего жирно-кислотный состав продукта получают в искаженном виде по отношению к исходному. Это происходит, прежде всего, по причине осуществления гидролиза триглицеридов жиров в довольно жестких условиях при кипячении, когда наряду с их гидролизом наблюдается частичный распад моно- и полиненасыщенных жирных кислот, сопровождаемый увеличением числа короткоцепочечных насыщенных жирных кислот. Кроме того, экстракция метиловых эфиров этих кислот, производимая гексаном, не позволяет достичь полной экстракции конечного продукта - эфиров жирных кислот, вследствие различий во взаимной полярности с экстрагентом.

Решаемая техническая задача предлагаемого способа состоит в обеспечении возможности определения полного жирно-кислотного состава исследуемых жиров и жиросодержащих продуктов.

Техническим результатом является достижение высокой точности, достоверности и объективности в определении качества жиров и жиросодержащей продукции, а именно, способ позволяет различать разновидности жиров и масел, дает оценку пригодности продуктов к употреблению, незаменим при выявлении фальсификации.

Для достижения этого результата при осуществлении метода контроля качества жиров и жиросодержащих продуктов путем определения их жирно-кислотного состава, предполагающего отбор пробы продукта, отделение жировой фазы органическим растворителем, щелочной гидролиз жировой фазы с образованием свободных жирных кислот, метилирование этих кислот и экстракцию полученных метиловых эфиров жирных кислот из реакционной смеси с последующей идентификацией методом газо-жидкостной хроматографии и уравнением с эталонным образцом, согласно предлагаемому способу гидролиз жировой фазы ведут в интервале температур (+25)÷(+40)^oС, реакцию метилирования осуществляют в присутствии концентрированной серной кислоты, экстракцию метиловых эфиров жирных кислот производят изооктаном, а оценку качества анализируемого продукта осуществляют с учетом его полного жирно-кислотного состава, включающего жирные кислоты и их изомеры с числом углеродных атомов (С) от 4 до 26, при этом о снижении качества продукта судят по увеличению степени изомеризации жирных кислот по сравнению с полным жирно-кислотным составом натурального эталонного образца продукта. При обнаружении в полном жирно-кислотном составе исследуемой пробы отсутствия или изменения количественного содержания и/или соотношения групп изомеров жирных кислот, определяемых в эталонном образце, делают заключение о фальсификации исследуемой продукции другими жировыми веществами.

Предлагаемые условия обработки проб анализируемых жиров и жиросодержащих продуктов минимизируют искажение жирно-кислотного состава, которое возможно в процессе гидролиза и при метилировании свободных жирных кислот. В частности, температурный режим протекания гидролиза жиров позволяет обходиться без кипячения пробы, в то же время он обусловливает возможность гидролиза и одновременно при этом режиме не возникает деструкция свободных жирных кислот в реакционной смеси.

Осуществление реакции метилирования свободных жирных кислот в присутствии концентрированной серной кислоты, взятой в избытке, в значительной мере ускоряет этот процесс, сокращая при этом время проведения анализа. Кроме того, в этих условиях метилирование протекает адекватно для всех свободных жирных кислот реакционной смеси. Экстракция метиловых эфиров жирных кислот изооктаном обусловлена лучшей экстрагирующей способностью последнего по отношению к метиловым эфирам жирных кислот с числом углеродных атомов от 4 до 26.

В целом условия протекания реакций при обработке проб продукта, а также подбор экстрагентов способствуют наиболее полному определению жирно-кислотного состава жиров и жиросодержащих веществ по сравнению с известными способами, что обеспечивает надежность и достоверность контроля качества продуктов заявляемым способом.

На фиг. 1 приведены хроматограммы жирно-кислотных составов образцов шоколадных изделий;
на фиг. 2, а,б - хроматограммы жирно-кислотных составов образцов масла сливочного.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Навеску образца пробы помещают в коническую колбу и нагревают ее на водяной бане при температуре 45-50^oС для переведения пробы в жидкое состояние. Для жидких продуктов эта операция не производится. В отдельную стеклянную емкость наливают диэтиловый эфир. Отмеренное количество жидкой пробы из конической колбы помещают в стеклянную емкость с диэтиловым эфиром. К смеси прибавляют гранулированную щелочь в виде КОН и приливают затем метанол. Содержимое стеклянной емкости взбалтывают до полного растворения щелочи. Щелочной гидролиз триглицеридов жира при температуре +25^oС заканчивается через 2 часа. Для ускорения температура нагревания может быть повышена до +40^oС. По окончании гидролиза к смеси в стеклянной емкости прибавляют концентрированную серную кислоту, после смесь снова взбалтывают, дают выделиться осадку, затем в другую стеклянную емкость дозатором отбирают метанольный раствор метиловых эфиров мирных кислот. Последние окончательно отделяют от остатков реакционной смеси экстракцией изооктаном при интенсивном перемешивании. После экстракции и отстаивания пробы до полного расслоения пипеточным дозатором отбирают 1 мл верхнего изооктанового раствора метиловых эфиров жирных кислот, которые затем подвергают идентификации с использованием метода газожидкостной хроматографии. Газохроматографический анализ метиловых эфиров жирных кислот проводят на газовом хроматографе с пламенно-ионизационным детектором и с установленной кварцевой капиллярной колонкой. В качестве газа-носителя используют азот, гелий или водород. Время проведения хроматографирования от 60 до 90 мин. Объем вводимой пробы 1 мкл. Обработку результатов хроматографического анализа проводят методом внутренней нормализации с учетом отклика детектора на жирные кислоты с различным числом углеродных атомов (С). Массовые доли метиловых эфиров жирных кислот и их изомеров для исследованных жиросодержащих продуктов заявляемым способом приведены в табл. 1 и 2.

Перечисленные операции проделывают с натуральным эталонным образцом жира или жиросодержащего продукта, с которым сравнивают данные жирно-кислотного состава. Имея полный жирно-кислотный состав с числом углеродных атомов (С) от 4 до 26 самих кислот и их изомеров исследуемого образца продукции и эталонного, сопоставляют полученные данные и делают вывод о качестве: если наблюдается увеличение степени изомеризации жирных кислот исследуемого образца продукции по отношению к аналогичному составу эталонной пробы, следует заключить, что качество исследуемой продукции ухудшилось; отсутствие характерных для данного вида жиросодержащей продукции групп изомеров жирных кислот в общем жирно-кислотном составе относительно эталонного натурального образца или изменение их количественного содержания и/или соотношения служит прямым указанием на фальсификацию исследуемой продукции другими жирами или жиросодержащими веществами.

Конкретное применение способа для отдельных видов жиросодержащей продукции рассматривается в следующих примерах.

Пример 1.

1 г измельченного образца шоколада растворяют в 5 мл диэтилового эфира. Отбирают 1 мл растворенной в эфире жировой фазы продукта и осуществляют обработку этой пробы вышеописанным способом. Всего исследовано 5 образцов шоколада от пяти производителей. Шестой образец эталонного натурального шоколада. Данные жирно-кислотных составов шести образцов шоколада приведены в табл. 1. По данным табл. 1 легко определить отличия жирно-кислотных составов образцов 1-5 шоколада от состава, представленного для масла какао (эталонного образца продукции). Хотя образцы 1 и 2 наиболее близки по своим жирно-кислотным составам к эталону, однако в их составах обнаружены трансизомеры олеиновой и изомеры линолевой кислот, которые отсутствуют в составе жирных кислот масла какао. Из сравнения образцов 1 и 2 шоколада можно заключить, что они одинаковы по качеству и имеют несоответствие соотношения содержания пальмитиновой, стеариновой и олеиновой кислот в сравнении с эталонным образцом шоколадной продукции, следовательно, эти образцы являются искусственной смесью растительных жиров, т.е. фальсифицированы другими растительными жирами.

Образца 3 и 4 шоколада также характеризуются несоответствием соотношения упомянутых выше кислот в их общем жирно-кислотном составе по отношению к эталонному образцу и также содержат несвойственные ему жирные кислоты. Следовательно, они, как и образцы 1 и 2, являются подделкой под шоколад.

Образец 5 шоколада, судя по его жирно-кислотному составу, выработан на основе жира лауриновой группы и по сути является жировым продуктом на основе кокосового масла.

Представленные на фиг.1 хроматограммы образцов 1, 4 и 5 шоколадной продукции, а также эталонного образца - масла какао, наглядно иллюстрируют охарактеризованные различия жирно-кислотных составов исследованных образцов, подтверждая заключение о их качестве.

Пример 2.

10 г пробы масла сливочного нагревают на водяной бане при температуре 45-50^oС в конической колбе. В отдельную стеклянную емкость наливают 1 мл диэтилового эфира и добавляют из конической колбы 0,1 мл жидкого масла, после чего пробу обрабатывают вышеописанным способом, переводя раствор жира в метиловые эфиры свободных жирных кислот, идентификацию которых осуществляют методом газожидкостной хроматографии.

Всего исследуют 5 образцов масла сливочного, из которых образец 3 является эталоном для остальных. В табл. 2 представлены полные жирно-кислотные составы пяти образцов масла сливочного, включающие 67 компонентов жирных кислот и их изомеров. На фиг. 2 изображены хроматограммы образцов масла 3 (эталон) и 5. Из приведенных в табл. 2 данных можно заключить, что масло сливочное образаца 5 произведено изготовителем без использования молочного жира. Доказывается это тем, что в его жирно-кислотном составе отсутствуют жирные кислоты, характерные для молочного жира, а именно, С4:0, С10:1, С12: 1, С14: 1. Кроме того, в составе отмечается большое количество трансоктадеценовых кислот (С18:1t), появление которых однозначно указывает на использование гидрированных жиров в его производстве, т.е. образец 5 масла является маргарином.

Жирно-кислотные составы остальных четырех образцов характерны для натурального сливочного масла и их качество не вызывает сомнений.

Пример 3.

Четыре пробы масла сливочного, отобранные из одной партии, в виде навесок по 5 г каждая в отдельных емкостях нагревают на водяной бане до жидкого состояния при температуре 45-50^oС. В четыре другие стеклянные емкости наливают по 0,5 мл диэтилового эфира, к которому прибавляют в каждую емкость по 0,1 мл жидкого масла. Диэтиловые растворы затем обрабатывают аналогично описанному в примере 1, переводя их в метиловые эфиры свободных жирных кислот путем осуществления реакций щелочного гидролиза и метилирования. При этом щелочной гидролиз проб осуществляют при разных температурах: пробу 1 масла сливочного подвергали гидролитическому расщеплению при температуре +15^oС, пробу 2 - при температуре +25^oС, пробу 3 - при температуре +40^oС, пробу 4 - при температуре +60^oC. По результатам газохроматографического исследования метиловых эфиров жирных кислот данных проб масла зафиксирован суммарный отклик пламенно-ионизационного детектора на метиловые эфиры жирных кислот (по площадям пиков) в зависимости от температур щелочного гидролиза каждой пробы. Данные представлены в табл. 3. В качестве показателей, характеризующих процесс гидролиза проб одного и того же образца сливочного масла, принято среднеарифметическое значение относительных стандартных отклонений отклика пламенно-ионизационного детектора на конкретные жирные кислоты, которые отражают полноту протекания щелочного гидролиза. По данным табл. 3 можно заключить, что более полно гидролиз жира осуществлен в пробах 2 и 3, т. е. при температурах +25^oС и +40^oС.

Величина стандартного отклонения указывает на равномерность гидролиза отдельно взятых триглицеридов. Чем меньше значение стандартного отклонения, тем равномернее протекает гидролиз. Наименьшее значение стандартного отклонения (0,66) получено для проб 2 и 3 и наибольшее значение (16,17 и 10,35) для проб 1 и 4.

Пример 4.

Данный пример осуществляют для сопоставления достоверности данных исследования жирно-кислотного состава заявляемым способом и методом, взятым из прототипа.

Для исследования жирно-кислотного состава берут две пробы масла сливочного одной партии. Пробу 1 масла сливочного обрабатывают вышеописанным способом перед проведением газохроматографического анализа. Пробу 2 обрабатывают способом, взятым из прототипа. Данные составов по основным жирным кислотам проб 1 и 2 масла сливочного представлены в табл. 4. Из этих данных следует, что жирно-кислотный состав пробы 2 искажен относительно официальных данных по содержанию масляной кислоты (C4:0), согласно которым оно не превышает 3,2%. Содержание масляной кислоты в пробе 1 соответствует принятым нормам.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 30418-96. Масла растительные. Метод определения жирно-кислотного состава.

2. Патент РФ 1719988, МПК 6 01 N 33/02, опубл. 15.03.92, Бюл. 10.

3. Руководство по методам анализа, качества и безопасности пищевых продуктов. РАМН. Институт питания. Под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М., "Брандес", "Медицина", 1998. стр. 7.

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к анализу и контролю пищевых продуктов, в частности жиров и жиросодержащей продукции. Способ определения предусматривает отбор пробы исследуемого продукта, выделение жировой фазы органическим растворителем. Гидролиз жировой фазы проводят в интервале температур 25 - 40^oС. Далее осуществляют реакцию метилирования в присутствии серной кислоты. Экстракцию метиловых эфиров жирных кислот производят изооктаном. Далее оценивают качество анализируемых продуктов, учитывая полный состав жирных кислот и их изомеров. Изобретение позволяет различить разновидности жиров и масел и дать оценку пригодности продуктов к употреблению. 4 табл., 2 ил.

Способ определения качества жиров и жиросодержащих продуктов путем установления их жирно-кислотного состава, предусматривающий отбор пробы исследуемого продукта, выделение жировой фазы органическим растворителем, щелочной гидролиз ее с образованием свободных жирных кислот, метилирование последних и экстракцию полученных метиловых эфиров жирных кислот из реакционной смеси с последующей идентификацией их методом газожидкостной хроматографии и сравнением с эталонным образцом, отличающийся тем, что гидролиз жировой фазы проводят в интервале температур +25 - +40^oС, реакцию метилирования осуществляют в присутствии концентрированной серной кислоты, экстракцию метиловых эфиров жирных кислот производят изооктаном, оценивая качество анализируемых продуктов, учитывают полный состав жирных кислот и их изомеров с числом углеродных атомов (С) от 4 до 26, при этом об изменении качества исследуемой продукции судят по увеличению степени изомеризации жирных кислот относительно полного жирно-кислотного состава эталонного образца продукта.