Методы выделения липидов из сырья и пищевых продуктов и их анализ

Анализ липидов и продуктов их превращений является сложной задачей, требующей применения, наряду с классическими методами, современных физико-химических методов исследования (хроматографии, спектроскопии, рентгеноструктурного анализа и т. д.).

Изучение липидов начинается с определения их количества (содержания) в пищевых продуктах. Для этого используются методы определения содержания липидов непосредственно в объекте (ЯМР, ИК-спектроскопия) и методы, основанные на извлечении липидов из пищевого продукта (свободные, связанные, прочносвязанные липиды). Свободные липиды экстрагируются из анализируемого продукта неполярными растворителями (гексаном, диэтиловым эфиром), связанные — системами растворителей, содержащими, как правило, спирт (смесь хлороформа и метанола, взятых в объемном соотношении 2:1). Прочносвязанные липиды получают из обработанного щелочами и кислотами шрота, оставшегося после выделения липидов. Основные требования, предъявляемые к методам выделения, — полнота выделения и сохранение нативности выделенных липидов. Подробное описание методов выделения и исследования приведено в специальных руководствах.

В практике пищевой промышленности состав и качество жиров и масел характеризуют с помощью разнообразных аналитических «чисел», подразумевая под ними расход определенных реагентов на реакции с жиром [3, 11].

Кислотное число — показатель, характеризующий количество свободных жирных кислот, содержащихся в жире. Он выражается в миллиграммах гидроксида калия, затраченного на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г жира. Учитывая, что хранение пищевых продуктов, содержащих жиры и масла всегда сопровождается гидролизом последних, по величине кислотного числа можно, до известной степени, судить об их качестве. В заводской практике кислотное число используется при расчете количества щелочи, необходимой для рафинации жиров и масел.

Эфирное число характеризует общее количество сложноэфирных связей и определяется как разность между числом омыления и кислотным числом. Для жиров, не содержащих свободных жирных кислот, значение числа омыления и эфирного совпадают. При хранении жиров, сопровождающемся процессами гидролиза и окисления, эфирное число снижается.

Число Рейхерта-Мейсля характеризует количество водорастворимых летучих жирных кислот, содержащееся в 5 г жира, преимущественно масляной, валериановой, капроновой; выражается в миллиграммах гидроксида калия. Масляная и капроновая кислоты в незначительном количестве содержаться в молочном жире. Капроновая кислота также содержится в кокосовом масле.

Число Поленске характеризует количество нерастворимых в воде летучих жирных кислот, содержащихся в 5 г жира, преимущественно каприловой, пеларгоновой, каприновой; выражается в миллиграммах гидроксида калия. Каприловая и каприновая кислоты встречаются в небольших количествах, в кокосовом, пальмовом масле и молочном жире. Значение чисел Рейхерта-Мейсля и Поленске увеличиваются при окислении жиров (табл. 1).

Родановое число — относительный показатель ненасыщенности жира, определяется в спорных случаях. Определение роданового числа основано на том, что органический радикал родан присоединяется к двойным связям избирательно. Так, для олеиновой кислоты родановое число равно йодному, для линолевой оно составляет ½ йодного. Выражается в количестве йода в граммах, эквивалентном количеству родана, присоединившемуся к 100 г жира. Разность между родановым и йодным числами позволяет судить о наличии жирных кислот с числом двойных связей больше одной.

Диеновое число характеризует количество жирных кислот с сопряженными двойными связями и выражается количеством йода, эквивалентным количеству малеинового альдегида, присоединившемуся к сопряженным двойным связям. В тунговом масле содержится б-элеостеариновая кислота с тремя двойными связями в сопряженном положении.

Диеновое число увеличивается при высыхании жиров, сопровождающемся образованием сопряженных связей в жирно-кислотном радикале молекулы триглицерида [2].

Йодное число. Отражает степень насыщенности жирных кислот, входящих в состав жира, и выражается количеством граммов йода, способного присоединится к 100 г жира, т. е. выражается в процентах йода [14].

Существует несколько методов определения йодного числа. Одним из наиболее распространенных является барометрический метод. При этом применяется раствор брома в безводном метиловом спирте, насыщенном бромистым натрием. Бром образует непрочное комплексное соединение с бромистым натрием:

NaBr + Br2 > NaBr*Br2.

Отщепляясь, бром реагирует с ненасыщенными глицеридами:

Количество непрореагировавшего брома определяют йодометрическим методом.

Зная исходное количество брома, можно легко вычислить йодное число жира [11]. По йодному числу в совокупности с другими показателями можно судить о природе и чистоте жира, так как различные жиры содержат неодинаковое количество и в различных соотношениях ненасыщенные кислоты (олеиновую, линолевую, линоленовую, эруковую и пальмитолеиновую). Чем больше ненасыщенных кислот в жире, тем выше йодное число. Чем больше йодное число, тем больше скорость окисления масла и меньше стойкость его в хранении [14]. Кроме того, йодное число характеризует степень свежести жиров. При окислении жиров в процессе хранения йодное число уменьшается.

Водородное число более точно по сравнению с йодным, характеризует степень ненасыщенности жира и показывает количество водорода в граммах, которое может присоединится к 100 г жира [2].

Число омыления. Количество миллиграммов гидроксида калия, необходимое для нейтролизации свободных и связанных в эфир жирных кислот, содержащихся в 1 г жира.

Этот показатель характеризует среднюю молекулярную массу смеси жирных кислот, входящих в состав глицеридов жира, и являются постоянной величиной для данного жира. Чем ниже молекулярная масса глицеридов жира, тем больше коэффициент омыления. По числу омыления определяют чистоту и природу жира, его используют также при идентификации жиров. При накоплении свободных жирных кислот число омыления возрастает; таким образом этот показатель в оперделенной мере отражает степень свежести жира.

Показатель «массовая доля неомыляемых веществ» отражает количественное содержание в жире веществ, которые действием щелочи не переводятся в водорастворимое состояние, т. е. не омыляются. К их числу относятся стеролы, витамины, присутствующие в жирах в процессе их производства, например минеральные масла и другие примеси [14].

Ацетильное число показывает количество миллиграммов гидроксида калия, необходимое для нейтрализации уксусной кислоты, образующейся при омылении 1 г предварительно ацетилированного жира. Величина ацетильного числа характеризуют количество в жире гидроксилсодержащих веществ (в основном оксикислот, монои диглицеридов). Ацетильное число увеличивается при хранении жиров с доступом кислорода воздуха [2].

Таблица 1.

Химические показатели растительных масел и жиров [14].