Пирлиева Сона Оразовна. Изучение физикохимических свойств пальмового масла

• Название: Изучение физикохимических свойств пальмового масла
• Дата: 01.07.2022
• Размер: 1.27 Mb.
• Имя файла: Пирлиева Сона Оразовна.docx
• Тип: Документы; #622526
• страница: 4 из 8

2. Экспериментальная часть

2.1 Оборудование и реактивы

В качестве исследуемых образцов были использованы следующие образцы пальмового масла:

1. 
   Образец 1 – нерафинированное натуральное пальмовое масло;
   
2. 
   Образец 2, образец 3 – пальмовый стеарин, используемый в косметических целях;
   
3. 
   Образец 4 – нерафинированное пищевое пальмовое масло;
   
4. 
   Образец 5 – рафинированное пищевое пальмовое масло.
   

Приготовление растворов обоих масел шло по одной и той же схеме. Навеску масла массой 0,08-0,10 г растворяли в мерной колбе на 100,0 мл в 50,0 мл этилового спирта. После растворения отфильтровывали через бумажный фильтр. Из фильтрата готовили растворы с меньшей концентрацией разбавлением исходного раствора.

Для приготовления буферных растворов использовали 1М уксусную кислоту и концентрированный аммиак. К 200 мл 1М раствора уксусной кислоты по каплям добавляем концентрированный аммиак до появления окраски лакмусовой бумаги определенного цвета. Проверку кислотности проводили на pH-метре ЭКСПЕРТ-pH с комбинированным электродом. В конечном итоге были получены буферные растворы с pH=1; 2; 4; 5; 7; 9; 10; 12; 14.

Спектры эмиссии флуоресценции снимали на спектрофлуориметре RF-5301 PC «SHIMADZU».

Образцы сушили в сушильном шкафу ЭКРОС ES-4620.

Спектры снимались на ИК- спектрометре ИНФРАЛЮМ ФТ-08.

Показатели преломление определяли на PZO RL 2.

Для определения кислотного числа и свободных жирных кислот использовали бюретку, раствор КОН 0,1Н, мерные колбы на 100 мл., спиртовой раствор фенолфталеина.

Для определения вязкости использовали стеклянный цилиндр, шарик, секундомер.

2.2 Методики определения физико-химических свойств пальмового масла
2.2.1 Методика определения показателя преломления

   Данный принцип метода заключается в том, что показатель преломления жидкой пробы масла измеряют при заданной температуре с помощью рефрактометра. Для проведения опыта необходимо иметь растворитель, в нашем случае это спирт, для того что бы удалить масло со стекла рефрактометра[11].

В качестве оборудования используется обычный рефрактометр, например, рефрактометр Аббе, пригодный для измерения показателя преломления с пределами допускаемой абсолютной погрешности измерений  ±0,0001 в интервале от  1,300 до  1,700.
Для приготовления пробы необходимо взять не большое количество испытуемого масла и расплавить его в сушильном шкафу или на водяной бане. Показатель преломления определяют для высушенных и отфильтрованных жиров и масел.
Перед тем как проводить измерения нужно, провести предварительную регулировку рефрактометра. Измеряют показатель преломления пробы при одной из следующих температур:

a) 20°С - для жиров и масел, полностью жидких при этой температуре;

b) 40°С - для жиров и масел, полностью расплавленных при этой температуре, но не расплавившихся при температуре 20 °С.

c) 50°С - для жиров и масел, полностью расплавленных при этой температуре, но не расплавившихся при температуре 40 °С;

d) 60°С - для жиров и масел, полностью расплавленных при этой температуре, но не расплавившихся при температуре 50 °С;

e) 80°С или выше - для других жиров и масел, например, для полностью отверженных жиров или восков.

Измерение выполняют в соответствии с инструкцией к используемому прибору. Абсолютное значение показателя преломления считывают с точностью 0,0001 и записывают температуру призмы прибора.

Сразу после измерения вытирают поверхность призмы мягкой тканью и затем хлопковой ватой, смоченной несколькими каплями спирта. Дают высохнуть.

Измеряют показатель преломления еще два раза, рассчитывают среднеарифметическое значение из результатов трех измерений и принимают его за результат испытания.

2.2.2 Методика определения содержания влаги

Сущность метода отгонки заключается в нагревании анализируемой пробы до полного удаления влаги и летучих веществ и определении потерь ее массы.

Пробы масла отбираются согласно ГОСТ 5471-83[12]. Пробу испытуемого масла хорошо перемешивают.

Испытания проводят в предварительно высушенном стаканчике. Взвешивают около 5 г испытуемого масла на аналитических весах с записью результата до четвертого знака после запятой и высушивают его при температуре 100 - 105 °С до постоянной массы. Первое взвешивание производят после высушивания масла в течение 20 мин, последующие взвешивания - после 15 мин высушивания. Постоянная масса считается достигнутой, если уменьшение массы при двух последовательных взвешиваниях не превышает 0, 0005 г.

Массовую долю влаги и летучих веществ в испытуемом масле (X) в процентах вычисляют по формуле (3):

, (3)

где m - масса испытуемого масла, г., m₁ - масса стаканчика с маслом до высушивания, г., m₂ - масса стаканчика с маслом после высушивания, г.

Допускаемые расхождения между параллельными определениями не должны превышать 0,04%.

В маслах, содержащих большой процент глицеридов летучих жирных кислот (кокосовое масло, пальмоядровое масло и др.), массовую долю влаги определяют методом Фишера по ГОСТ 11812-66 [13], основанным на способности йода в двуокиси серы количественно взаимодействовать в присутствии пиридина с водой. Количество йода, вступившего в реакцию, определяют прямым титрованием.

 Для определения берут массу масла около 20 г (с записью результата до второго десятичного знака) в коническую колбу с пришлифованной пробкой вместимостью 250 см³. В колбу приливают 20 см³ раствора 1 и после растворения в нем жира смесь титруют раствором 2 до появления слабой красновато-коричневой окраски в соответствии с ГОСТ 11812-66 [13].
2.2.3 Методика определения свободных жиров
Метод определения свободных жиров основан на кислотно-основном титровании масла гидроксидом калия в присутствии фенолфталеина.

Пробу масла растворяют в смеси этанола. Этиловый спирт используют не только для растворения, образующегося в процессе титрования мыла, но и для устранения обратной реакции – гидролиза мыла. Титрование можно вести не только спиртовым раствором щелочи, но и водным. В этом случае объем титранта (водный раствор гидрооксида калия) не должен превышать объема этилового спирта, взятого для растворения масла, более чем на 20%, для предотвращения гидролиза образующегося в процессе анализа мыла.

 В колбу вместимостью 100 мл отвешивают на аналитических весах около 3 г пальмового масла, добавить 50 мл спирта и осторожно растворить масло при небольшом нагреве. После растворения масла колбу с анализируемой пробой охладить до комнатной температуры и внести 1–2 капли спиртового раствора фенолфталеина. Анализируемый раствор осторожно оттитровать (по одной капле) 0,01 М водным раствором гидроксида калия до слабо-розового окрашивания. Объем титранта не должен превысить 4 мл (20% от объема спирта). При использовании для титрования спиртового раствора щелочи навеску масла можно растворять в эфире или бензоле без добавления спирта.

Для определения кислотного числа нерафинированного растительного масла в качестве титранта следует использовать 0,1 н раствор гидроксида калия. Кислотное число (КЧ, мг КОН/г) рассчитать по формуле (4):

, (4)

где V_КОН - объем 0,1 н раствора гидроксида калия, пошедшего на титрование навески жира, мл., 5,611 - титр 0,1 н раствора гидроксида калия, мг/мл., m -масса исследуемого жира, г.

Количество титранта, расходуемое при определении кислотного числа нерафинированных растительных масел, идет на нейтрализацию не только жирных кислот, но и других титруемых веществ, присутствующих в маслах. Например, фосфатидов или госсипола в хлопковом масле. В связи с этим истинное кислотное число таких масел, обусловленное наличием собственных свободных жирных кислот, не может быть определено прямым титрованием.

Истинное кислотное число (КЧ’, мг КОН/г) нерафинированных масел можно рассчитать по формуле, зная содержание фосфатидов и госсипола (5):

(5)

где КЧ – кислотное число масла, определенное титрованием, мг КОН/г., С_Ф – массовая доля фосфатидов в масле, %., С_Г – массовая доля госсипола в масле, %, 0,32; 2,17 – средние числа нейтрализации фосфатидов и госсиполла, соответственно деленные на 100, мг КОН/г.

По истинному кислотному числу можно рассчитать содержание свободных жирных кислот (ЖК, %) в жире (6):

(6)

где М – средняя молекулярная масса жирных кислот, 56,11 – молекулярная масса гидроксида калия, 1000 – коэффициент пересчета в граммы, 100 – коэффициент пересчета в проценты[10].
2.2.4 Методика определения динамической и кинематической вязкости

Сущность метода заключалась в определение динамической и кинематической вязкости пальмового масла с помощью определения скорости движения шарика в масле[6].

Для определения вязкости жидкости по методу Стокса берётся высокий цилиндрический сосуд с исследуемой жидкостью. На сосуде имеются две кольцевые метки А и В, расположенные на расстоянии друг от друга. Расстояние между метками можно изменять. Уровень жидкости должен быть выше верхней метки на l₀ = 4…5 см, чтобы к моменту прохождения шарика мимо верхней метки его скорость можно было считать установившейся. При этом, поскольку движение шарика равномерное, его перемещение определяется формулой. Бросая шарик в сосуд, отмечают по секундомеру время прохождения шариком расстояния АВ между двумя метками. зная плотности материала шарика и жидкости, радиусы шарика и сосуда, скорость установившегося движения шарика u, по формуле можно вычислить динамическую и кинематическую вязкость жидкости.

Нужно установить расстояние от уровня жидкости до верхней метки не менее 40 мм, а расстояние между метками 200…400 мм. Измерить внутренний радиус сосуда и расстояние между метками на сосуде.

Взять шарик и измерить диаметр с помощью штангенциркуля или микрометра.

Отпустить шарик в цилиндр с жидкостью, как можно ближе к его оси. В момент прохождения шарика мимо верхней метки включить секундомер и остановите его в момент прохождения шариком нижней метки.

Повторить эксперимент пять раз и высчитать среднее значение.
2.2.5 Методика качественного ИК-спектроскопическго исследования
Метод предназначен для исследования пальмового масла путём снятия ИК- спектра с помощью ИК- спектротрометра. (везде большими буквами)

Для проведения исследования необходимо сделать таблетку с исследуемым веществом с помощью бромида калия.

Бромид калия помещают в ступку и растирают до однородной пыли. Затем добавляют не большое количество исследуемого образца и снова растирают. Получившую смесь отправляют в форму, закрываю крышкой и отправляют под пресс на 5 минут. По истечению 5 минут достают таблетку из формы и помещают в специальный держатель. Держатель с таблеткой устанавливают в отсек спектрометра и плотно закрывают. Далее с помощью компьютера задают параметры и начинают снимать спектр. Снятие спектра занимает от 1 до 3 минут.
2.2.6 Методика определения перекисного числа

Перекисное число является показателем качества пальмового масла, характеризует степень его окисления. Метод основан на реакции взаимодействия продуктов окисления растительных масел и животных жиров (перекисей и гидроперекисей) с йодистым калием в растворе уксусной кислоты и изооктана или хлороформа с последующим количественным определением выделившегося йода раствором тиосульфата натрия титриметрическим методом [11]. Массу пробы, необходимой для измерений, в зависимости от предполагаемого перекисного числа определяли по таблице 8.

Таблица 8 – Исходные данные

Предполагаемое значение перекисного числа ммоль/кг	Масса испытуемой пробы, г
От 0 до 6,0	5,000-2,000
Св, 6,0 » 10,0	2,000-1,200
» 10,0 » 15,0	1,200-0,600
» 15,0 » 25,0	0,600-0,500
» 25,0 » 40,0	0,500-0,300

Пробы взвешивали на аналитических весах и помещали в колбу. Добавляли 10 см³ хлороформа, быстро растворяли испытуемую пробу, приливали 15 см³ уксусной кислоты и 1 см³ раствора йодистого калия, после чего колбу сразу же закрывали, перемешивали содержимое в течение 1 мин и оставляли на 5 мин в темном месте при температуре 15-25 ◦С. Затем добавляли воду, тщательно перемешивали и добавляли раствор крахмала до появления слабой однородной фиолетово-синей окраски и выделившийся йод оттитровывали раствором тиосульфата натрия до молочно-белой окраски, устойчивой в течение 5 с. Использовали раствор NaS₂O₃∙5H₂O с молярной концентрацией эквивалента 0,002 моль/дм³, если предполагаемое значение перекисного числа не более 6,0 ммол/кг.

Если предполагаемое значение перекисного числа более 6,0 ммоль/кг, после добавления воды и перемешивания выделившийся йод титруется раствором с молярной концентрацией 0,01 моль/дм³ до заметного снижения интенсивности окраски раствора. Контрольное измерение проводится параллельно с основными измерениями. Если на контрольное измерение пойдет более 0,1 см³ 0,01 моль/дм³ раствора тиосульфата натрия, то проверяю соответствие реактивов требованиям стандартов.

Перекисное число Х в моль/кг ½ О вычисляем по формуле (7)

(7)

где - объём раствора тиосульфата натрия, использованный при контрольном измерении, см³., - объём раствора тиосульфата натрия, использованный при измерении, см³., c - действительная концентрации использованного раствора тиосульфата натрия, вычисленная с учетом поправки к номинальной концентрации, определенной по моль/дм³., m- масса испытуемой пробы, г., 1000- коэффициент, учитывающий пересчет результата измерения в миллимоли на килограмм.

За результат измерения принимали среднее арифметическое значение результатов трех параллельных измерений.

2.2.7 Методика определения кислотного числа

Кислотное число представляет собой количество миллиграммов гидроксида калия, необходимого для нейтрализации свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира или масла по ГОСТ 1181-66 [12]. Для определения кислотного числа пальмового масла использовали спиртоэфирную смесь, приготовленную по объёму из двух частей этилового эфира и одной части этилового спирта с добавлением пяти капель раствора фенолфталеина на 50 см³ смеси. Спиртоэфирную спиртохлороформную смеси нейтрализовали растворам гидроокиси калия или гидроокиси натрия молярной концентрации с (KOH или NaOH) =0.1 моль/дм³ до едва заметной розовой окраски. При использовании спиртоэфирной смеси титрование проводили водным и спиртовым раствором гидроокиси калия и гидроокиси натрия; при использовании спиртохлороформной смеси - спиртовым раствором гидроокиси калия и гидроокиси натрия.

Прозрачное незастывшее пальмовое масло перед взятием навески для анализа хорошо перемешивается. При наличии в жидком масле мути или осадка, а также при анализе застывших масел часть лабораторной пробы (50 г) помещала в сушильный шкаф, в котором поддерживается температура (50 2) ◦С, и нагревали до той же температуры. Затем масло перемешивали. Если после этого масло не становится прозрачным, его фильтруют в шкафу при температура 50^◦С.

В коническую колбу вместимостью 250 см³ взвешивали навеску массой 3-5 г с точностью до 0,01 г. Затем к навеске приливали 50 см³ спиртоэфирной или спиртохлороформной нейтрализованной смеси. Содержимое колбы перемешивали взбалтыванием. Если при этом масло не растворяется, его нагревают на водяной бане, нагретой до (50 2) ◦С, затем охлаждала до 15 ◦С- 20 ◦С. К раствору добавлялинесколько капель фенолфталеина. Полученный раствор масла при постоянном взбалтывании быстро титровали раствором гидроокиси калия или гидроокиси натрия молярной концентрации с (KOH или NaOH) = 0,1 моль/дм³ до получения слабо-розовой окраски, устойчивой в течение 30 с. При титровании водным раствором гидроокиси калия или гидроокиси натрия молярной концентрации с (KOH или NaOH)= 0,1 моль/дм³ количество спирта, применяемого вместе с эфиром или хлороформом, во избежание гидролиза раствора мыла должно не менее чем в пять раз превышать количество израсходованного раствора гидроокиси калия или гидроокиси натрия. При кислотном числе масла свыше 6 мг KOH /г берут навеску масла массой 1-2 г с точностью до 0,01 г и растворяют ее в 40 см³ нейтрализованной смеси растворителей. При кислотном числе масла менее 4 мг KOH /г титрование ведут из микробюретки.

Кислотное число (КЧ, мг КОН/г) рассчитывается по формуле (8):

(8)

где V_КОН - объем 0,1 М раствора гидроксида калия, пошедшего на титрование навески жира, мл., 5,611 - титр 0,1 М раствора гидроксида калия, мг/мл., m - масса исследуемого масла, г.