Способ определения содержания восков и воскоподобных веществ Российский патент 2022 года по МПК G01N33/03 G01N30/02 

Изобретение относится к масложировой промышленности, в частности к способу количественного и качественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, и может быть использовано для контроля процесса очистки растительных масел и определения их качества.

Известен способ количественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в рафинированных растительных маслах (Патент RU №2522239 опубл. 10.07.2014 г. Бюл. №19), при котором в измерительной кювете размещают предварительно подготовленную пробу масла при заданной начальной температуре, измеряют коэффициент оптического пропускания эталонного и исследуемого образцов масла при облучении образцов и определяют концентрацию восковых соединений, при этом в измерительной кювете размещают пробу горячего растительного масла, производят одновременно облучение пробы и изменение ее температуры, пробу охлаждают от начальной температуры до температуры полного застывания пробы, непрерывно измеряют световой поток, проходящий через пробу, и световой поток, рассеянный объемом пробы и внутренней поверхностью кюветы, вычисляют в зависимости от температуры отношение проходящего и рассеянного световых потоков и по максимуму этого отношения на заданном температурном участке охлаждения пробы на основе предварительно полученной на эталонных пробах калибровочной кривой определяют количественное содержание восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла.

Недостатком данного способа является возможность определения только количественного содержания восков и воскоподобных веществ в рафинированных растительных маслах, что значительно ограничивает область его применения при необходимости определения качественного состава.

Прототипом изобретения является способ количественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в рафинированных растительных маслах (патент RU №2606850, опубл. 10.01.2017 г. Бюл. №1), при котором в измерительной кювете размещают предварительно подготовленную пробу растительного масла при заданной начальной температуре, охлаждают ее до температуры полного застывания пробы с одновременным облучением ее световым потоком и измерением величины светового потока, проходящего через пробу и рассеянного пробой и внутренней поверхностью измерительной кюветы, при этом перед началом испытаний производят фильтрацию пробы через бумажный фильтр, затем в течение 10 минут термостатируют пробу при температуре около 120°С, после термостатирования незамедлительно начинают измерение, при котором в процессе охлаждения пробу в кювете поочередно облучают оптическим излучением на двух различных длинах волн, выбранных в длинноволновой области излучения из диапазона 800-950 нм, а в коротковолновой области излучения из диапазона 500-700 нм, непрерывно измеряют проходящие через пробу и рассеянные пробой и внутренней поверхностью кюветы световые потоки раздельно для каждой из двух длин волн, вычисляют в зависимости от температуры отношения проходящего и рассеянного световых потоков раздельно для каждой из длин волн, вычисляют результирующее отношение вычисленных отношений, находят среднее значение этого отношения и на основе предварительно полученных на эталонных пробах калибровочных кривых определяют количественное содержание восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла.

Задачей изобретения является разработка способа определения содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, позволяющее расширить ассортимента способов данного назначения.

Техническим результатом изобретения является реализация способа определение количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ обеспечивающего высокую точность и экспрессность измерения.

Технический результат достигается тем, что способ определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах включает подготовку пробы путем охлаждения, фильтрования и нагревания, анализ пробы, расчет содержания восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла на основе предварительно полученных при хроматографировании калибровочных прямых, при этом подготовку пробы осуществляют путем ее охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр, с промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровываем образовавшегося в процессе выдерживания осадка через бумажный фильтр, трехкратное промывание 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушивание при температуре 75°С до постоянного веса и растворение в хлороформе, при этом анализ пробы осуществляют путем хроматографирования с использованием масс-детектора, определения площади пиков восков и восковых веществ, а расчет содержания восков и восковых веществ в испытуемой пробе растительного масла осуществляют по предварительно составленному уравнению, описывающему калибровочную прямую, построенную в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ - площадь пиков восков и воскоподобных веществ»:

где у - содержание восков и воскоподобных веществ, мас.%;

х - площадь пика пробы растительного масла;

a и b - коэффициенты, получаемые при математической обработке калибровочной прямой.

Заявленная совокупность признаков позволяет провести идентификацию восков и воскоподобных веществ в растительном масле не только по их количественному содержанию, но и по качественному составу. Подготовка испытуемой пробы путем охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр, промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровывание образовавшегося в течение выдерживания осадка через бумажный фильтр и трехкратное промывание 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушивание при температуре 75°С до постоянного веса и растворение в хлороформе, позволяет обеспечить максимальное отделении фракции восков и увеличить точность идентификации качественного и количественного состава.

Применение при анализе масс-детектора позволяет определить качественный состав восков и воскоподобных веществ, что существенно расширяет возможности использования данного способа, т.к обеспечивает возможность проведения анализа в максимально короткий срок с получением как количественного так и качественного состава восков и воскоподобных веществ.

Таким образом, совокупность предлагаемых признаков позволяет достичь поставленный технический результат, заключающийся в реализации способа определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, обеспечивающего высокую точность и экспрессность измерения.

Пример 1. В стакан помещают 500 г подсолнечного масла (образец 1) и выдерживают при температуре 0°С в течение 16 часов. Выпавший осадок отфильтровывают при 0°С через складчатый бумажный фильтр. Далее фильтр промывают петролейным эфиром, охлажденным до температуры 0°С, до полного обезжиривания.

Далее осадок на фильтре промывают 95%-ным этиловым спиртом температурой 80°С, при этом воски переходят в спиртовой раствор. Далее для кристаллизации воска из спиртового раствора, полученный спиртовой раствор выдерживают при температуре 0°С в течение 16 часов. Образовавшийся осадок, отфильтровывают через взвешенный тигель с пористой пластинкой №1 или 2 с вложенным в него бумажным фильтром и три раза промывают 25 мл 95%-ным этиловым спиртом температурой 0°С. Промытый осадок высушивают до постоянного веса при температуре 75°С, после чего осадок растворяют в 5 мл хлороформа, получая, таким образом, исследуемые пробы, и подвергают хроматографированию.

Построение калибровочной прямой. Градуировочные растворы с концентрацией восков и воскоподобных веществ от 0,05 мг/мл до 0,5 мг/мл, что перекрывает весь возможный диапазон содержания восков в растительных маслах, готовят путем растворения в гексане стандартных образцов восков и воскоподобных веществ. Приготовленные растворы хроматографируют.

Полученные градуировочные растворы и исследуемые пробы хроматографируют в следующих условиях:

Режим ионизации масс-спектрометра - электронный удар.

Детектирование может проводиться в режимах селективного ионного детектирования (SIМ), или по полному ионному току (SСАМ) или в режиме одновременной регистрации SIМ/ SСАМ.

Колонка - DВ5МS 0,25мм*30 м

Температурные режимы колонки: до 40°С в течение 1 мин, до 320°С со скоростью 12°С в мин в течение 100 мин

Температура испарителя - 300°С

Скорость потока - 2мл/мин

Режимы детектор: задержка - 3 мин

Диапазон определяемых масс: 50-800 M/Z

Температура ионного источника - 300°С

Температура переходной линии - 300°С

На основании данных полученных при хроматографировании градуировочных растворов, определяют площади пиков и строят калибровочную кривую в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ - площадь пиков восков и воскоподобных веществ» (фиг.1). На основании математической обработки калибровочной прямой составляют уравнение:

где у - содержание воска и восковых веществ, мас.%;

х - площадь пика воска и восковых веществ.

На основании данных полученных при хроматографировании исследуемой пробы осуществляют определение площади пиков восков и воскоподобных веществ, и производят расчет содержания восков и воскоподобных веществ растительного масла по уравнению 2.

Для качественного определения восков и воскоподобных веществ идентификацию проводили путем сравнения масс-спектров, полученных в ходе эксперимента с масс спектрами базы данных масс-спектров NIST 11.

Определение количественного и качественного состава восков и воскоподобных веществ проводили в трех различных образцах подсолнечных масел.

Пример 2. В стакан помещают 500 г кукурузного масла (образец 2) и проводят исследования аналогично примеру 1.

Пример 3. В стакан помещают 500 г подсолнечного масла (образец 3) и проводят исследования аналогично примеру 1.

Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 Наименование компонента (длина углеродной цепи) Содержание восков и воскоподобных веществ в
образцах подсолнечных масел, % Образец 1 Образец 2 Образец 3 С 36 0,019 0,021 0,017 С 37 0,015 0,016 0,014 С 40 0,021 0,023 0,019 С 41 0,027 0,029 0,024 С 42 0,009 0,010 0,008 С 43 0,008 0,009 0,008 С 48 0,011 0,012 0,010 Е восков 0,11 0,12 0,10

На фиг.2 представлен пример хроматограммы полученной восковой фракции образца 1 подсолнечного масла.

Таким образом, совокупность признаков позволяет достичь поставленный технический результат.

Исследования выполнялись с использованием оборудования ЦКП "Исследовательский центр пищевых и химических технологий" КубГТУ (CKP_3111), развитие которого поддерживается Минобрнауки РФ (Соглашение № 075-15-2021-679).

Изобретение относится к масложировой промышленности, а именно к способу количественного и качественного определения содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах. Способ определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах включает подготовку пробы путем охлаждения, фильтрования и нагревания, анализ пробы, расчет содержания восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла на основе предварительно полученных при хроматографировании калибровочных прямых, при этом подготовку пробы осуществляют путем ее охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр с промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровываем образовавшегося в процессе выдерживания осадка через бумажный фильтр, трехкратным промыванием 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушиванием при температуре 75°С до постоянного веса и растворением в хлороформе, при этом анализ пробы осуществляют путем хроматографирования с использованием масс-детектора, определения площади пиков восков и восковых веществ, а расчет содержания восков и восковых веществ в испытуемой пробе растительного масла осуществляют по предварительно составленному уравнению, описывающему калибровочную прямую, построенную в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ – площадь пиков восков и воскоподобных веществ»:

y=ax +b,

где у – содержание восков и воскоподобных веществ, мас.%; х – площадь пика пробы растительного масла; a и b – коэффициенты, получаемые при математической обработке калибровочной прямой. Вышеописанный способ обеспечивает высокую точность и экспрессность измерения. 2 ил., 1 табл., 3 пр.

Способ определения количественного и качественного содержания восков и воскоподобных веществ в растительных маслах, включающий подготовку пробы путем охлаждения, фильтрования и нагревания, анализ пробы, расчет содержания восков и воскоподобных веществ в испытуемой пробе растительного масла на основе предварительно полученных при хроматографировании калибровочных прямых, отличающийся тем, что подготовку пробы осуществляют путем ее охлаждения до температуры 0°С и выдерживания в течение 16 часов, фильтрования через бумажный фильтр с промыванием полученного осадка до полного обезжиривания петролейным эфиром температурой 0°, а затем 95%-ным этиловым спиртом с температурой 80°С, выдерживанием полученного спиртового раствора в течение 16 часов при температуре 0°С, отфильтровываем образовавшегося в процессе выдерживания осадка через бумажный фильтр, трехкратным промыванием 95%-ным этиловым спиртом с температурой 0°С, высушиванием при температуре 75°С до постоянного веса и растворением в хлороформе, при этом анализ пробы осуществляют путем хроматографирования с использованием масс-детектора, определения площади пиков восков и восковых веществ, а расчет содержания восков и восковых веществ в испытуемой пробе растительного масла осуществляют по предварительно составленному уравнению, описывающему калибровочную прямую, построенную в координатах «концентрация восков и воскоподобных веществ – площадь пиков восков и воскоподобных веществ»:

где

у - содержание восков и воскоподобных веществ, мас.%;

х - площадь пика пробы растительного масла;

a и b - коэффициенты, получаемые при математической обработке калибровочной прямой.