Анализ качественных показателей жира. Анализ качественных показателей жира Цель работы
 Скачать 39.79 Kb.
|
|
«Анализ качественных показателей жира» Цель работы: Оценка качественных показателей жира, определение сортности исследуемых животных жиров Задачи: - изучить химические способы распознавания порчи жиров; - определить массовую долю влаги; - определить кислотное число; - провести качественная реакция на наличие свободных жирных кислот; - определить перекисное число; - определить йодное число; -определение степени окисления жира по реакции с нейтральным красным; - исследования жиров на прогоркание; - определить степень осаливания (стеаринизация) жира. Объекты исследования: животный жир: свиной, говяжий, бараний. Методические рекомендации: Порча жиров.В процессе хранения в жирах происходят сложныехимические изменения, приводящие к ухудшению их качества, называемые порчей. Органолептическая порча обнаруживается по появлению неприятного специфического вкуса и запаха, часто по изменению цвета и консистенции жира. Порче способствуют свободный доступ кислорода, действие света, повышенная температура, катализаторы, ферменты жировой ткани микроорганизмы, наличие воды. В жирах животных тканей процессы порчи могут развиваться в двух направлениях: в направлении окисления и в направлении гидролитического распада. Оба вида порчи иногда встречаются совместно, но могут развиваться самостоятельно. Гидролитическая порча характерна для жировой ткани (жир-сырец, соленый шпик, свинокопчености, тушка птиц и пр.). Для топленых жиров этот вид порчи не характерен, так как при вытопке жира липаза жировой ткани инактивируется нагреванием. Окислительной порче подвергаются все виды жира: топленый жир, жир-сырец, жир мяса, жир колбасных изделий, жир тушек птицы и т.п. Окисление. В основе современных представлений о механизмеокисления лежит перекисная теория медленного самопроизвольного окисления акад. А. Н. Баха и цепная теория акад. Н. Н. Семенова. Перекисная теория была создана в результате поисков промежуточных реакций в сложных химических процессах, протекающих в животных и растительных организмах. Позже она была перенесена на процессы, происходящие при самоокислении жиров, жирных кислот, каучука, нефти и т. д. и стала универсальной теорией окисления. Согласно перекисной теории, окисление происходит через промежуточное соединение - перекись, обладающее большей окисляющей способностью, чем молекулярный кислород. Прогоркание и осаливание. 06разовавшиеся перекиси подвергаютсядальнейшим вторичным превращениям, в результате которых образуется большое количество различных соединений. Среди них обнаружены альдегиды, низкомолекулярные кислоты, кетоны, оксикислоты и другие соединения. Известно, что многие представители указанных групп органических соединений обнаружены в окисленных жирах, имеющих неприятный запах и вкус. Например, гептиловый и масляный альдегиды имеют чрезвычайно едкий, неприятный запах; неприятным запахом характеризуются и некоторые другие альдегиды, а также различные метилалкилкетоны наптимер, митилнонилкетон. Едкий, раздражающий запах имеет масляная кислота; капроновая и каприловая кислоты имеют запах пота. Накопление некоторых из этих веществ, обладающих специфическим вкусом и запахом, приводит к порче жира, называемой п р о г о р к а н и е м. Причинами прогоркания считают воздействие света, кислорода воздуха, тепла, микроорганизмов, катализаторов. Этот вид порчи распознается по появлению альдегидов и низкомолекулярных кислот и органолептически характеризуется прогорклым запахом и вкусом. Механизм образования вторичных продуктов окисления, приводящих к прогорканию, до сих пор неясен. Другой вид окислительной порчи называется о с а л и в а н и е м и является результатом образования оксикислот СН3 - (СН3)7 - СН - СН - (СН2)7 - СООН диоксистеариновая кислота  ОН ОН Образование оксикислот обычно сопровождается укрупнением молекул. В этом случае первичным продуктом также являются перекиси, из которых в результате полимеризации (укрупнения) возникают более высокомолекулярные соединения. Осаливанию способствуют хранение жира под прямыми лучами света, вода, кислород, катализаторы (следы железа, свинца, меди, олова), чрезмерная механическая обработка. Осаливание распознается по появлению специфического запаха и сального вкуса; вследствие разрушения пигментов окрашенные жиры становятся белыми. Жир приобретает более плотную консистенцию, температура плавления и удельный вес его повышаются. Прогорклые жиры не пригодны в пищу не только из-за неприятных вкуса и запаха, но также вследствие того, что в них имеются токсические продукты разрушения жиров и значительно теряется питательная ценность. В процессе окисления жира разрушаются витамины А и Е, каротиноиды и необходимые жирные кислоты. Испорченные жиры стерильны, на них не могут развиваться микроорганизмы. Позеленение говяжьего жира при хранении. В процессе холодильногохранения топленый говяжий жир иногда теряет нормальную желтую окраску и приобретает зеленоватый оттенок. Нормальная желтая окраска говяжьего жира зависит главным образом от присутствия в нем β-каротина, так как крупный рогатый скот отличается избирательной способностью к накоплению в тканях именно этого пигмента. Каротин относится к углеводородам с большим числом сопряженных двойных связей, вследствие чего он легко окисляется. Окислительным изменениям каротина способствуют кислород воздуха, повышенная температура, свет, кислотность среды, ненасыщенные жирные кислоты, ферменты и т. д. В процессе окисления каротина уменьшается количество двойных связей в молекуле и изменяется окраска от желтого цвета через зеленый к бесцветному. Это изменение окраски можно легко установить спектральным анализом жира. Далеко зашедшее окисление каротина сопровождается обесцвечиванием жира и, как правило, прогорканием и осаливанием. Бесцветный говяжий жир не поглощает света в видимой области спектра. Гидролиз жиров (свиного,бараньего,говяжьего и др.),в составтриглицеридов которых не входят низкомолекулярные кислоты, не приводит к образованию продуктов со специфическими неприятными вкусом и запахом, так как в результате этого процесса освобождаются высокомолекулярные жирные кислоты. Последние не имеют вкуса и запаха, и поэтому вкус и запах жира не изменяются. Но если в состав жира входят низкомолекулярные кислоты (жир коровьего масла), то при гидролизе освобождаются низкомолекулярные кислоты имеющие, специфический вкус и запах, вследствие чего вкус и запах жира отклоняются от нормы. Однако несмотря на то, что свободные высокомолекулярные жирные кислоты не влияют на органолептические показатели жира, гидролиз нежелателен, так как он свидетельствует о развитии автолитических процессов, протекающих под действием липазы жировой ткани. Замедление автолитических процессов достигается охлаждением жира-сырца и быстрой его переработкой в топленый жир. Степень гидролиза жира распознают по повышению свободной кислотности. Даже очень свежие жиры всегда содержат небольшое количество свободных жирных кислот, так как они являются нормальным промежуточным продуктам обмена жировой ткани. При хранении жира-сырца количество их увеличивается. О количестве свободных жирных кислот судят по кислотному числу. Гидролизу способствуют ферменты, вода, тепло, микроорганизмы, катализаторы. Химические способы распознавания порчи. Различные химическиеметоды распознавания порчи основаны на определении тех или иных продуктов, образующихся в процессе порчи. Так как первым аналитически обнаруживаемым продуктом окисления жиров являются перекиси, то естественно, что широкое применение получили методы определение перекисей. Распространенным является метод, основанный на реакции окисления йода активным кислородом перекисей. Количество перекисей в жирах принято выражать преимущественно в процентах йода. Обнаружить перекиси можно при помощи пероксидазы, которая способствует окислению субстрата за счет активного кислорода перекисей. Совершенно свежие жиры не содержат перекисей. Они могут появиться в жире в процессе технологической переработки и во время хранения. Высокая температура и присутствие кислорода при вытопке, излишняя передержка жира в отстойниках, к которой иногда прибегают, для того чтобы снизить количество влаги до нормы, могут привести к появлению перекисей. В процессе хранения жиров в надлежащих условиях на холодильникахколичество перекисей увеличивается медленно. При нарушении требуемых условий хранения наблюдается быстрый рост перекисей. Степень окислительной порчи топленого жира в зависимости от величины перекисного числа может быть выражена следующим образом (табл.4): Таблица 4 - Степень окислительной порчи топленого жира в зависимости от величины перекисного числа
Несмотря на то, что накопление перекисей достаточно хорошо совпадает с органолептической оценкой качества жира, прогорклый вкус и запах придают не перекиси, а вторичные продукты окисления, образующиеся из перекисей или при их участии - альдегиды, кетоны, низкомолекулярные кислоты и др. Кратковременно пищевые жиры хранят в темных сухих помещениях при 5 – 6 °С и относительной влажности воздуха 85 % в течение месяца. Перед закладкой на хранение жир охлаждают до 7 °С. Продолжительность охлаждения – 24 ч. Для длительного хранения жиры закладывают в холодильные камеры, температура в которых составляет -5...-8 °С при относительной влажности 90 %. Срок хранения при таких условиях – до 6 месяцев. При снижении температуры до - 12 °С срок хранения жира увеличивается до 12 месяцев. Хранение костных жиров свыше 6 месяцев не допускается. Хранение жиров с антиокислителями допускается до 2 лет при температуре -5-8 °С. Нормы убыли пищевых животных жиров при температуре 5 – 6 °С в первые 7 суток составляет 0,02 %, в первые 15 суток – 0,03 % и в первые 30 суток – 0,04 % . Во время хранения необходимо постоянно наблюдать за состоянием жиров и бочек. Бочки должны быть сухими и без плесени. Периодически проверяют качество жира. В процессе холодильного хранения говяжий жир иногда теряет свойственную ему желтую и светло-желтую окраску и приобретает зеленоватый оттенок. Нормальная желтая окраска говяжьего жира зависит от присутствия в нем красящего пигмента - каротина. Каротин способен к самоокислению. Окислительный распад приводит к образованию промежуточных соединений зеленого цвета. Глубокое окисление каротина приводит к образованию бесцветных соединений. Скорость появления светло-зеленых оттенков в говяжьем жире зависит от температуры хранения и уровня содержания каротина. При хранении говяжьи жиры быстрее окисляются при -5-6 °С. В жирах, хранившихся при -10 и -15 °С, светло-зеленый оттенок появляется соответственно через 9 и 15 месяцев хранения. Для удлинения сроков хранения жиров используют различные способы: – добавление в жир антиокислителей или дезактиваторов металлов; – механическая защита жиров от окисляющего действия внешних факторов (упаковка в герметичную или непрозрачную тару, хранение в инертных газах и при низких температурах). Антиокислители подразделяют на основные ингибиторы (производные ди- и полифенолов, ароматические амины) и кислотные (аскорбиновая, лимонная и фосфорная кислоты, кефалин, бутилокситолуол, бутилоксианизол и др.). Смеси антиокислителей более эффективны, чем отдельные составляющие их вещества. Ход работы: 1 Органолептическая оценка пищевых жиров Органолептическая оценка качества пищевых топленых жиров включает определение цвета, запаха, вкуса, консистенции и прозрачности. Цвет жира определяют визуально или фотометрически. При визуальной оценке жир при 15 – 20 °С помещают на пластинку молочного стекла слоем толщиной около 5 мм, после чего определяют цвет. В спорных случаях используют фотометрический метод (арбитражный). Запах и вкус жира определяют органолептически при15 – 20 °С,перемешивая его шпателем или стеклянной палочкой. Консистенцию определяют при15 – 20 °С,надавливая на исследуемыйобразец металлическим шпателем. Прозрачность определяют путем внесения жира в пробирку(не менееполовины объема пробирки) из бесцветного стекла с внутренним диаметром 15 мм и высотой 150 мм, который расплавляют на водяной бане при 60 – 70 °С и при дневном рассеянном проходящем свете фиксируют его прозрачность. При наличии в жире пузырьков воздуха пробирки выдерживают 2 – 3 мин, после чего определяют прозрачность. В спорных случаях прозрачность жира определяют фотоэлектроколориметрическим методом. 1.1Определение массовой доли влаги (ГОСТ Р 50456-92) Метод основан на высушивании образца жира до постоянной массы. Порядок выполнения работы. Образец жира (2 - 3 г) помещают в предварительно высушенную до постоянной массы бюксу взвешивают с точностью до 0,0002 г и высушивают в сушильном шкафу при 102 -105 0С до постоянной массы. Первое взвешивание проводят через 1 ч после высушивания последующие - через 30 мин высушивания (для жиров находящихся на хранении, первое взвешивание проводят после высушивания в течение 30 мин, последующие - через 15 мин). Перед взвешиванием бюксу охлаждают в
где т1, т2 - масса бюксы с жиром соответственно до и после высушивания, г т0 - масса образца,г. Расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,05 %. Принимая во внимание возможность окисления жира при высушивании, приводящего к увеличению массы, в расчет принимают наименьшее ее значение. 2 Определение кислотного числа Кислотным числом называется количество миллиграммов едкого кали, которое необходимо затратить для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Жиры состоят из нейтрального жира и очень небольшого количества свободных жирных кислот. При длительном хранении жира, особенно жира-сырца, количество свободных кислот увеличивается. Коническую колбочку емкостью 100 мл взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г, сначала пустую, затем с жиром. Навеска жира составляет около 2 г. Жир расплавляют, погружая колбочку в горячую воду, и вливают из цилиндрика 20 мл спирто-эфирной смеси. предварительно нейтрализованной по фенолфталеину до бледно-розовой окраски. После полного растворения жира жидкость титрvют 0,1 N paствором едкой щелочи (NaOH или КОН) до розовой окраски, устойчивой в течение 5-10 сек. Кислотное число рассчитывают по формуле:
где: К. Ч. -кислотное число; V -количество0,1 N раствора едкой щелочи в мл; g -навеска исследуемого жира в г. Опыт ставят с параллельным определением. Спирто - эфирную смесь готовят путем смешивания спирта и эфира в отношении 1 : 2. Добавляют фенолфталеин и щелочью, лучше спиртовой, нейтрализуют. 3 Перекисное число (ГОСТ Р 51487-99) Перекисным числом называют количество граммов йода, выделенного из йодистого калия перекисями, содержащимися в 100 г жира. Чаще всего его определяют йодометрически. В коническую колбу с притертой пробкой емкостью 300 мл помещают навеску топленого жира, взвешенную на аналитических весах. Навеска берется в пределах 0,5-1 г. Жир расплавляют, погружая колбу в горячую воду; по стенке смывая следы жира, вливают из цилиндрика 10 мл хлороформа и из другого цилиндрика 10 мл ледяной уксусной кислоты. Быстро вливают 0,5 мл 50 % - ного свежеприготовленного раствора йодистого калия, закрывают колбу пробкой, одновременно переворачивают трехминутные песочные часы, колбу ставят в темное место. По прошествии 3 мин. в колбу вливают 100 мл дистиллированной воды и 1 мл 1 % -ного раствора крахмала и титруют 0,01 N раствором гипосульфита до исчезновения синей окраски. Отмечают количество миллилитров гипосульфита, пошедшее на титрование. Для проверки чистоты реактивов проводят контрольное определение, отличающееся от основного только тем, что оно делается без жира. Перекисное число рассчитывают по формуле:
где: П. ч. - перекисное число, выраженное в % йода; а - количество 0,01 N раствора гипосульфита, пошедшее на основной опыт, в мл; б - количество 0,01 N раствора гипосульфита, пошедшее на контрольный опыт, в мл; е - навеска жира в г; 0,00127 - количество йода. эквивалентное 1 мл 0,01 N раствора гипосульфита, в г. 4 Йодное число Йодное число выражается количеством граммов йода, которое может присоединиться по двойным связям к 100 г жира или другого исследуемого продукта. Для определения йодного числа применяют растворы хлорида йода - ICl, бромида йода - IBr или йода в растворе сулемы, которые обладают большей реакционной способностью, чем растворы йода в спирте или других растворителях. Йодное число является мерой ненасыщенности кислот жиров. Оно особенно важно для оценки качества высыхающих масел. Точную навеску испытуемого вещества (обычно 0,1- 0,5 г) помещают в сухую колбу с притертой пробкой - емкостью 250-300 мл, растворяют в 10 мл хлороформа и добавляют 25 мл раствора бромида йода. Содержимое колбы перемешивают, плотно закрывают пробкой и оставляют на 1 ч в темном месте. По истечении этого времени реакционная масса должна оставаться бурой. Если жидкость обесцветилась или значительно посветлела, опыт повторяют с меньшей навеской вещества. После этого прибавляют 20 мл раствора йодида калия и около 100 мл воды и титруют 0,1 я. раствором тиосульфата натрия до светло-желтой окраски, а затем прибавляют крахмал и титруют до обесцвечивания. Параллельно проводят контрольный опыт, йодное число вычисляют по формуле: Йодное число = (V1 - V2) * 0,01269 х 100 / a(навеска вещества, г) где V1 - количество 0,1 н. раствора тиосульфата натрия, пошедшее на титрование в контрольном опыте, мл; V2 - количество 0,1 н. раствора-тиосульфата натрия, пошедшее на титрование испытуемого вещества, мл; а – навеска вещества, г., 0,01269 – номинальное значение массовой концентрации тиосульфата натрия. Проведение анализа с помощью хлорида йода отличается от описанного тем, что вместо хлороформа берут эфир, а выдержка после прибавления ICl составляет 1-3 мин. 5 Качественная реакция на наличие свободных жирных кислот Проба проводится с индикатором нейтральным красным, способным изменять окраску в зависимости от кислотности среды. Пробу топленого жира (примерно 0,5-1 г) помещают в маленькую фарфоровую ступку, заливают раствором нейтрального красного и после тщательного растирания пестиком сливают раствор нейтрального красного (оставшиеся капли жидкости, если они мешают наблюдению, смывают водой). После такой обработки жир приобретает одну из следующих окрасок (таблица 5): Таблица 5 - Показатели свежести жира по реакции с нейтральным красным
Для проведения реакции применяют свежеприготовленный 0,01 % -ный раствор нейтрального красного на водопроводной воде (рН 7,0-7,2). Реакцию можно проводить и с другими животными жирами, но при этом получаются менее четкие результаты. Та или иная окраска жира после обработки зависит от наличия высокомолекулярных и низкомолекулярных жирных кислот; окраска изменяется более резко в присутствии ничтожных количеств низкомолекулярных кислот. 5 Определение прогоркания жиров Процесс протекает при доступе к жирам воздуха и солнечного света. Прогоркание может протекать при низкой влажности воздуха и отсутствии плесеней. Однако высокая влажность и наличие плесеней ускоряют этот процесс. Прогоркание жира начинается с распада триглицеридов на глицерин и свободные жирные кислоты. Но весьма часто при высокой кислотности жира прогоркание может быть выражено слабо или вовсе отсутствовать, и наоборот, при низкой кислотности - сильное прогоркание. Образующийся под действием фиолетовых и ультрафиолетовых лучей озон энергично вступает в реакцию с нейтральными жирными кислотами. При прогоркании в жире накапливаются образующиеся при его расщеплении пероксиды и продукты более глубокого распада: альдегиды, кетоны и низкомолекулярные жирные кислоты. Жир приобретает зеленоватый или желтый цвет, резкий неприятный запах, острый горький вкус. Для исследования жиров на прогоркание проводят качественные реакции на альдегиды. Все они основаны на способности альдегидов в кислой среде вступать в реакцию конденсации с многоатомными фенолами (флюроглюцином, резорцином и др.), образуя окрашенные соединения. Реакция с резорцином в бензоле (по Видману). В пробирку к1млрасплавленного жира прибавляют 1 мл концентрированной соляной кислоты (удельная масса – 1,19) и 1 мл насыщенного на холоде раствора резорцина в бензоле. Пробирку закрывают резиновой пробкой и хорошо встряхивают. При наличии альдегидов (испорченный жир) нижний слой содержимого в пробирке окрасится в красно-фиолетовый цвет или появится кольцо фиолетового цвета. Реакция с флюроглюцином в эфире (по Крейсу). К2мл исследуемогожира, расплавленного в пробирке, добавляют такой же объем кон-центрированной соляной кислоты и 1 %-ного раствора флюроглюцина в этиловом эфире. Пробирку закрывают резиновой пробкой и энергично встряхивают. При наличии альдегидов (недоброкачественный жир) через 2 – 5 мин в пробирке появляется красное окрашивание. Реакция с флюроглюцином на ацетоне (по Видману). К 2 мл рас- плавленного в пробирке жира добавляют такой же объем 1 %-ного раствора флюроглюцина на ацетоне и 2 капли концентрированной серной кислоты. Пробирку закрывают резиновой пробкой и энергично встряхивают. В присутствии альдегидов содержимое пробирки через 2 – 3 мин окрасится в красный цвет. Реакция Горегляда. К2мл расплавленного в пробирке жира добавляют2мл концентрированной соляной кислоты, пробирку встряхивают, прибавляют 0,5 мл раствора пирогалловой кислоты. Смесь энергично встряхивают. Недоброкачественный жир через 2 – 3 мин дает реакцию в виде кольца малинового или красного цвета между жиром и соляной кислотой. 6 Определение осаливания жира Осаливаются, как правило, животные жиры, в которых преобладают триглицериды непредельных жирных кислот (коровье масло, свиной, гусиный жир и др.), после чего плотность и температура плавления и застывания их повышаются. Жиры, содержащие в основном триглицериды предельных жирных кислот (говяжий, бараний), не осаливаются из-за того, что в них химические процессы идут в направлении прогоркания и повышения кислотности. Осаливание характеризуется образованием в жире оксикислот, а также продуктов полимеризации и конденсации жирных кислот. При органолептической оценке осаленный жир не имеет естественной окраски, обесцвечен, характеризуется мажущейся консистенцией, неприятным салистым запахом. Оформление результатов: Полученные расчетные и экспериментальные данные студенты оформляют в таблице 6 следующего вида Таблица 6 – Органолептические и физико-химические показатели пищевых и животных жиров
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||