Файл: Практикум для студентов специальности 154 01 03 Физикохимические ме тоды и приборы контроля качества продукции.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 193
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2. Экстракционный метод с предварительным гидролизом
навески
Средства испытаний: весы лабораторные с погрешностью 4-го класса точности и пределом взвешивания 500 г; весы лабораторные 2-го класса точности с пределом взвешивания 200 г; хлороформ или дихлорэ- тан; раствор аммиака, соляная кислота, раствор с 10 и 5%-ной концентра- цией; фенолфталеин; центрифуга; посуда мерная стеклянная.
Подготовка к испытанию. Из лабораторного образца, отобранного для общего анализа, выделяют для определения жира не менее 300 г про-
6
5
4
3
2
1
15
16
7
8
9
10
11
12
13
Отсчет показателя преломления раствора жира можно также произ- водить при любой комнатной температуре без учета поправки на темпера- туру при условии одновременного определения показателя преломления растворителя при той же температуре.
Обработка результатов. Массовую долю жира X, %, в пересчете на сухое вещество вычисляют по формуле
W
m
V
Х
100 100 100
П
П
П
Пр p
ж рж рж ж
, где p
V
– объем растворителя, взятого для извлечения жира, см
3
; ж
– отно- сительная плотность жира при 20°С; р
П
– коэффициент преломления рас- творителя; рж
П
– коэффициент преломления раствора жира в растворителе; ж
П
– коэффициент преломления жира; m – масса изделия, г; W – влаж- ность изделия, %.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифме- тическое результатов двух параллельных определений, допустимое рас- хождение между которыми не должно превышать ±0,5%. Вычисления про- водят с точностью до ±0,1%.
Лабораторная работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА
МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Цель работы: освоить методики определения жирнокислотного со- става; определить жирнокислотный состав растительного масла методом газовой хроматографии.
Средства испытаний: хроматограф газовый лабораторный с пла- менно-ионизационным детектором и программированием температуры; колонка газохроматографическая из нержавеющей стали или стеклянная длиной 1,5–2 м, внутренним диаметром 2–4 мм; микрошприц МШ-10 вме- стимостью 10 мм
3
или «Газохром 101» вместимостью 1 мм
3
; секундомер; весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 1000 г; перегон- ный аппарат; наполнители для колонок: хроматом N-AW или наполнитель аналогичного качества; водород технический; газы-носители: азот газооб- разный, гелий сжатый, аргон газообразный; гексан для хроматографии, по- суда мерная стеклянная.
1. Общие сведения
Жирнокислотный состав продукта определяется в основном методом хроматографии. Для определения жирнокислотного состава растительного масла методом газовой хроматографии действует ГОСТ 30418–96, который распространяется на растительные масла и устанавливает метод определе- ния массовых долей жирных кислот к их общему содержанию в триглице- ридах масел.
Метод основан на превращении триглицеридов жирных кислот в ме- тиловые (этиловые) эфиры жирных кислот и газохроматографичском ана- лизе последних. Метод применим в диапазоне массовых долей жирных ки- слот 0,1–100%.
Отличительной чертой хроматографического разделения и анализа смесей является распределение отдельных компонентов между двумя фа- зами – неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через непод- вижную.
Неподвижной (стационарной) фазой служит твердое вещество (сор- бент), пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество (носитель), геле- образное вещество, вещество, способное к реакциям ионного обмена или обмена другого типа. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу.
Как правило, наиболее эффективен в хроматографии так называемый элюентный анализ. Суть его в том, что, например, через колонку, запол- ненную сорбентом (поглотителем), непрерывно пропускают элюент – газ или жидкость. Подвижная фаза служит в этом случае только для переме- щения растворенного вещества анализируемой смеси, а разделение проис- ходит благодаря различному сродству определяемых компонентов к не- подвижной фазе. При однократном введении пробы компоненты начинают перемещаться через колонку с различными скоростями, образуя отдельные зоны сорбции. Выходная кривая (хроматограмма) будет представлять со- бой ряд отдельных «пиков». Количество пиков равно числу компонентов, если достигается их полное разделение, при этом время выхода отдельного компонента из колонки («время удерживания») может быть качественной характеристикой вещества, а площадь под пиком – его количественной ха- рактеристикой.
При разделении и анализе веществ наибольшее распространение по- лучили методы газовой, жидкостной, молекулярно-ситовой, бумажной, тонкослойной и ионообменной хроматографии.
Газовая хроматография (газо-адсорбционная хроматография) – это вариант хроматографии, в которой разделение производится с помощью подвижной газовой фазы, проходящей вместе с анализируемой смесью че- рез твердый сорбент. В качестве сорбента используют силикагели, алюмо- гели, молекулярные сита, пористые полимеры и другие сорбенты, а в каче- стве газа-носителя (элюента) – гелий, аргон или азот.
Принципиальная схема газового хроматографа представлена на рис. 3.
1 – баллон с газом-носителем;
2 –игольчатый вентиль баллона;
3 –регулятор потока газа-носителя (дроссель);
4 –дозирующее устройство (блок ввода пробы);
5 – колонка;
6 – термостат;
7 – ротаметр;
8 –детектор (пламенно-ионизационный);
9, 10 –система для подачи газов в детектор (водород и воздух в случае ПИД);
11 – электронный блок обработки сигнала (интегратор);
12 – самописец
Рис. 3. Схема газового хроматографа
2. Порядок проведения испытаний
Подготовка к испытаниям. Приготовление абсолютного метано-
ла. В колбу вместимостью 500 см
3
взвешивают (30±1) г оксида кальция, добавляют 250 см
3
метанола и кипятят с холодильником типа XIII (обрат- ным) в течение 6–8 ч. Затем метанол перегоняют в перегонном аппарате при температуре 64,7°С.
Приготовление абсолютного этилового спирта. В колбу вместимо- стью 500 см
3
взвешивают (30±1) г оксида кальция, добавляют 250 см
3
эти- лового спирта и кипятят с холодильником типа XIII (обратным) в течение
6–8 ч. Затем этиловый спирт перегоняют в перегонном аппарате при тем- пературе 78,3°С.
Приготовление раствора метилата натрия в метаноле (этилата на- трия в этаноле) концентрации 2 моль/дм
3
. Взвешивают 2,7 г метилата на- трия (3,4 г этилата натрия) или 1,15 г металлического натрия в стаканчик для взвешивания. Результат записывают в граммах до второго десятичного знака.
В мерную колбу вместимостью 25 см
3
наливают 10–12 см
3
абсолют- ного метанола (абсолютного этанола), в него высыпают навеску метилата натрия или бросают маленькими кусочками натрий. После перемешивания
(растворения) раствор охлаждают до комнатной температуры и доливают
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
навески
Средства испытаний: весы лабораторные с погрешностью 4-го класса точности и пределом взвешивания 500 г; весы лабораторные 2-го класса точности с пределом взвешивания 200 г; хлороформ или дихлорэ- тан; раствор аммиака, соляная кислота, раствор с 10 и 5%-ной концентра- цией; фенолфталеин; центрифуга; посуда мерная стеклянная.
Подготовка к испытанию. Из лабораторного образца, отобранного для общего анализа, выделяют для определения жира не менее 300 г про-
6
5
4
3
2
1
15
16
7
8
9
10
11
12
13
дукта. Для анализа используют мякиш изделий. Если мякиш не отделяется от корки, то анализируют весь образец.
В баранках, сухарях и т. п. анализируют весь образец с коркой.
Из изделий удаляют все включения (повидло, варенье, изюм и пр.) и поверхностную отделку (обсыпку сахаром, маком и т. д.), тщательно из- мельчают и перемешивают.
Проведение испытания.
Навеску продукта массой 10 г (при массо- вой доле жира в изделиях свыше 10% навеска может быть уменьшена до
5 г), взвешенную с погрешностью не более ±0,05 г, помещают в плоско- донную колбу вместимостью 300 см
3
, приливают 100 см
3 1,5%-ной соля- ной кислоты (или 10 см
3 5% серной кислоты), кипятят в колбе с обрат- ным холодильником на слабом огне 30 мин. Затем колбу охлаждают водой до комнатной температуры, приливают в колбу 50 см
3
хлороформа, плотно закрывают пробкой, энергично взбалтывают в течение 15 мин, затем выли- вают содержимое в центрифужные пробирки и центрифугируют в течение
2–3 мин при 3000 об/мин.
В пробирке образуются три слоя. Пипеткой, снабженной резиновой грушей, отбирают хлороформенный раствор жира и фильтруют его в сухую колбу через небольшой ватный тампон, вложенный в узкую часть воронки.
Фильтрат 20 см
3
помещают в предварительно доведенную до посто- янной массы и взвешенную на аналитических весах колбу вместимостью
100 см
3
. Отбор и фильтрация должны производиться в течение 2 мин.
Хлороформ из колбы отгоняют на горячей водяной бане, пользуясь холодильником. Оставшийся в колбе жир сушат до постоянной массы
(обычно 1–1,5 ч) при температуре 100–105°С, охлаждают в эксикаторе в течение 20 мин и взвешивают колбу на аналитических весах.
Можно применять следующий способ расслаивания. После гидроли- за в охлажденную колбу добавляют 5 см
3
раствора аммиака, 50 см
3
хлоро- форма, затем содержимое колбы взбалтывают в течение 15 мин и оставля- ют на 1 ч для отстаивания. За это время полностью отделяется и четко ви- ден нижний хлороформный слой.
Если расслаивания не произойдет, добавляют еще 2-3 см
3
аммиака, следя за тем, чтобы реакция по фенолфталеину оставалась кислой.
После расслаивания отбор, фильтрацию, отгон хлороформного слоя и высушивание жира ведут аналогично описанному выше. Отгон и фильт- рацию растворителя проводят под вытяжкой.
Обработка результатов. Массовую долю жира (X), %, в пересчете на сухое вещество вычисляют по формуле
W
m
m
m
Х
100 100 20 50 100
)
(
2 1
, где m – масса колбы с высушенным жиром, г;
1
m – масса пустой колбы, г;
50 – объем хлороформа, взятого для растворения жира, см
3
;
2
m – масса на-
В баранках, сухарях и т. п. анализируют весь образец с коркой.
Из изделий удаляют все включения (повидло, варенье, изюм и пр.) и поверхностную отделку (обсыпку сахаром, маком и т. д.), тщательно из- мельчают и перемешивают.
Проведение испытания.
Навеску продукта массой 10 г (при массо- вой доле жира в изделиях свыше 10% навеска может быть уменьшена до
5 г), взвешенную с погрешностью не более ±0,05 г, помещают в плоско- донную колбу вместимостью 300 см
3
, приливают 100 см
3 1,5%-ной соля- ной кислоты (или 10 см
3 5% серной кислоты), кипятят в колбе с обрат- ным холодильником на слабом огне 30 мин. Затем колбу охлаждают водой до комнатной температуры, приливают в колбу 50 см
3
хлороформа, плотно закрывают пробкой, энергично взбалтывают в течение 15 мин, затем выли- вают содержимое в центрифужные пробирки и центрифугируют в течение
2–3 мин при 3000 об/мин.
В пробирке образуются три слоя. Пипеткой, снабженной резиновой грушей, отбирают хлороформенный раствор жира и фильтруют его в сухую колбу через небольшой ватный тампон, вложенный в узкую часть воронки.
Фильтрат 20 см
3
помещают в предварительно доведенную до посто- янной массы и взвешенную на аналитических весах колбу вместимостью
100 см
3
. Отбор и фильтрация должны производиться в течение 2 мин.
Хлороформ из колбы отгоняют на горячей водяной бане, пользуясь холодильником. Оставшийся в колбе жир сушат до постоянной массы
(обычно 1–1,5 ч) при температуре 100–105°С, охлаждают в эксикаторе в течение 20 мин и взвешивают колбу на аналитических весах.
Можно применять следующий способ расслаивания. После гидроли- за в охлажденную колбу добавляют 5 см
3
раствора аммиака, 50 см
3
хлоро- форма, затем содержимое колбы взбалтывают в течение 15 мин и оставля- ют на 1 ч для отстаивания. За это время полностью отделяется и четко ви- ден нижний хлороформный слой.
Если расслаивания не произойдет, добавляют еще 2-3 см
3
аммиака, следя за тем, чтобы реакция по фенолфталеину оставалась кислой.
После расслаивания отбор, фильтрацию, отгон хлороформного слоя и высушивание жира ведут аналогично описанному выше. Отгон и фильт- рацию растворителя проводят под вытяжкой.
Обработка результатов. Массовую долю жира (X), %, в пересчете на сухое вещество вычисляют по формуле
W
m
m
m
Х
100 100 20 50 100
)
(
2 1
, где m – масса колбы с высушенным жиром, г;
1
m – масса пустой колбы, г;
50 – объем хлороформа, взятого для растворения жира, см
3
;
2
m – масса на-
вески исследуемого изделия, г; 20 – объем хлороформного раствора жира, взятого для отгона, см
3
; W – массовая доля влаги в испытуемом изде- лии, %.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифме- тическое результатов двух параллельных определений допустимое расхо- ждение между которыми не должно превышать 0,5% при проведении из- мерений в одной лаборатории и 1% в разных. Вычисления проводят с точ- ностью до 0,1%.
3. Рефрактометрический метод
Средства испытаний: рефрактометр с погрешностью определения показателя преломления ±1·10
-4
; весы лабораторные 4-го класса точности, весы лабораторные 2-го класса точности; посуда мерная стеклянная.
Подготовка к испытаниям. Определение коэффициента преломле-
ния
растворителей.
Определяют коэффициент преломления
α- бромнафталина или α-хлорнафталина при температуре 20°С, нанося 1-
2 капли этих растворителей на призму рефрактометра.
Определение плотности растворителей. Плотность растворителей
(ρ, г/см
3
при 20°С) определяют пикнометром (см. лабораторную работу
№ 20) и вычисляют по формуле
Q
m
ρ
, где Q – водное число пикнометра, г; m – масса растворителя, г.
Взвешивание проводят с погрешностью не более ±0,0002 г. Расхож- дение между параллельными взвешиваниями должно быть не более
±0,0005 г.
Калибровка пипеток. Осуществляют по растворителю, отмеривая ими соответствующий объем растворителя и взвешивая его в стаканчике с погрешностью не более ±0,0002 г. Расхождение между параллельными взвешиваниями должно быть не более ±0,0005 г.
Из трех взвешиваний берут среднее арифметическое и вычисляют объем пипетки V, см
3
, по формуле
ρ
m
V
, где m – масса растворителя, соответствующая объему взятой пипетки, г;
ρ – плотность растворителя при температуре 20°С.
Проведение испытаний. При анализе хлебобулочных изделий взвешивают 2 г изделий с точностью до ±0,05 г и помещают в фарфоровую ступку. Затем калиброванной пипеткой приливают 4 см
3
растворителя. Со- держимое ступки энергично растирают в течение 3 мин. Смесь переносят из ступки на маленький складчатый фильтр. Первые 2–3 капли фильтрата
3
; W – массовая доля влаги в испытуемом изде- лии, %.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифме- тическое результатов двух параллельных определений допустимое расхо- ждение между которыми не должно превышать 0,5% при проведении из- мерений в одной лаборатории и 1% в разных. Вычисления проводят с точ- ностью до 0,1%.
3. Рефрактометрический метод
Средства испытаний: рефрактометр с погрешностью определения показателя преломления ±1·10
-4
; весы лабораторные 4-го класса точности, весы лабораторные 2-го класса точности; посуда мерная стеклянная.
Подготовка к испытаниям. Определение коэффициента преломле-
ния
растворителей.
Определяют коэффициент преломления
α- бромнафталина или α-хлорнафталина при температуре 20°С, нанося 1-
2 капли этих растворителей на призму рефрактометра.
Определение плотности растворителей. Плотность растворителей
(ρ, г/см
3
при 20°С) определяют пикнометром (см. лабораторную работу
№ 20) и вычисляют по формуле
Q
m
ρ
, где Q – водное число пикнометра, г; m – масса растворителя, г.
Взвешивание проводят с погрешностью не более ±0,0002 г. Расхож- дение между параллельными взвешиваниями должно быть не более
±0,0005 г.
Калибровка пипеток. Осуществляют по растворителю, отмеривая ими соответствующий объем растворителя и взвешивая его в стаканчике с погрешностью не более ±0,0002 г. Расхождение между параллельными взвешиваниями должно быть не более ±0,0005 г.
Из трех взвешиваний берут среднее арифметическое и вычисляют объем пипетки V, см
3
, по формуле
ρ
m
V
, где m – масса растворителя, соответствующая объему взятой пипетки, г;
ρ – плотность растворителя при температуре 20°С.
Проведение испытаний. При анализе хлебобулочных изделий взвешивают 2 г изделий с точностью до ±0,05 г и помещают в фарфоровую ступку. Затем калиброванной пипеткой приливают 4 см
3
растворителя. Со- держимое ступки энергично растирают в течение 3 мин. Смесь переносят из ступки на маленький складчатый фильтр. Первые 2–3 капли фильтрата
отбрасывают, а последующий фильтрат в количестве 2–3 капель помещают на призму рефрактометра и определяют коэффициент преломления.
Из полученного фильтрата наносят 2–3 капли на призму рефракто- метра и определяют коэффициент преломления.
Определение коэффициента преломления проводят при 20±0,2°С или любой комнатной температуре. В последнем случае показатель преломле- ния раствора приводят к температуре 20°С путем внесения поправки по табл.4.
Таблица 4
Температурные поправки при определении показателей
преломления раствора жира в
α
-бромнафталине
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С Поправ- ка
Отнять от показателя преломления
15,0 0,0022 16,0 0,0018 17,0 0,0013 18,0 0,0009 19,0 0,0004
,1 0,0022
,1 0,0017
,1 0,0013
,1 0,0008
,1 0,0004
,2 0,0021
,2 0,0017
,2 0,0012
,2 0,0008
,2 0,0004
,3 0,0021
,3 0,0016
,3 0,0012
,3 0,0007
,3 0,0003
,4 0,0020
,4 0,0016
,4 0,0011
,4 0,0007
,4 0,0003
,5 0,0020
,5 0,0016
,5 0,0011
,5 0,0007
,5 0,0002
,6 0,0019
,6 0,0015
,6 0,0011
,6 0,0006
,6 0,0002
,7 0,0019
,7 0,0015
,7 0,0010
,7 0,0006
,7 0,0001
,8 0,0018
,8 0,0014
,8 0,0010
,8 0,0005
,8 0,0001
,9 0,0018
,9 0,0014
,9 0,0009
,9 0,0005
,9 0,0000
Прибавить к показателю преломления
20,0 0,0000 22,0 0,0009 24,0 0,0018 26,0 0,0026 28,0 0,0035
,1 0,0000
,1 0,0009
,1 0,0018
,1 0,0027
,1 0,0036
,2 0,0001
,2 0,0010
,2 0,0018
,2 0,0027
,2 0,0036
,3 0,0001
,3 0,0010
,3 0,0019
,3 0,0028
,3 0,0037
,4 0,0002
,4 0,0011
,4 0,0019
,4 0,0028
,4 0,0037
,5 0,0002
,5 0,0011
,5 0,0020
',5 0,0029
,5 0,0037
,6 0,0003
,6 0,0011
,6 0,0020
,6 0,0029
,6 0,0038
,7 0,0003
,7 0,0012
,7 0,0021
,7 0,0029
,7 0,0038
,8 0,0004
,8 0,0012
,8 0,0021
,8 0,0030
,8 0,0039
,9 0,0004
,9 0,0013
,9 0,0022
,9 0,0030
,9 0,0039 21,0 0,0004 23,0 0,0013 25,0 0,0022 27,0 0,0031 29,0 0,0040
,1 0,0004
,1 0,0014
,1 0,0022
,1 0,0031
,1 0,0040
,2 0,0005
,2 0,0014
,2 0,0023
,2 0,0032
,2 0,0040
,3 0,0006
,3 0,0015
,3 0,0023
,3 0,0032
,3 0,0041
,4 0,0006
,4 0,0015
,4 0,0024
,4 0,0033
,4 0,0041
,5 0,0007
,5 0,0015
,5 0,0024
,5 0,0033
,5 0,0042
,6 0,0007
,6 0,0016
,6 0,0025
,6 0,0033
,6 0,0042
,7 0,0007
,7 0,0016
,7 0,0025
,7 0,0034
,7 0,0043
,8 0,0008
,8 0,0017
,8 0,0026
,8 0,0034
,8 0,0043
,9 0,0008
,9 0,0017
,9 0,0026
,9 0,0035
,9 0,0044
Из полученного фильтрата наносят 2–3 капли на призму рефракто- метра и определяют коэффициент преломления.
Определение коэффициента преломления проводят при 20±0,2°С или любой комнатной температуре. В последнем случае показатель преломле- ния раствора приводят к температуре 20°С путем внесения поправки по табл.4.
Таблица 4
Температурные поправки при определении показателей
преломления раствора жира в
α
-бромнафталине
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С
Поправ- ка
Т,°С Поправ- ка
Отнять от показателя преломления
15,0 0,0022 16,0 0,0018 17,0 0,0013 18,0 0,0009 19,0 0,0004
,1 0,0022
,1 0,0017
,1 0,0013
,1 0,0008
,1 0,0004
,2 0,0021
,2 0,0017
,2 0,0012
,2 0,0008
,2 0,0004
,3 0,0021
,3 0,0016
,3 0,0012
,3 0,0007
,3 0,0003
,4 0,0020
,4 0,0016
,4 0,0011
,4 0,0007
,4 0,0003
,5 0,0020
,5 0,0016
,5 0,0011
,5 0,0007
,5 0,0002
,6 0,0019
,6 0,0015
,6 0,0011
,6 0,0006
,6 0,0002
,7 0,0019
,7 0,0015
,7 0,0010
,7 0,0006
,7 0,0001
,8 0,0018
,8 0,0014
,8 0,0010
,8 0,0005
,8 0,0001
,9 0,0018
,9 0,0014
,9 0,0009
,9 0,0005
,9 0,0000
Прибавить к показателю преломления
20,0 0,0000 22,0 0,0009 24,0 0,0018 26,0 0,0026 28,0 0,0035
,1 0,0000
,1 0,0009
,1 0,0018
,1 0,0027
,1 0,0036
,2 0,0001
,2 0,0010
,2 0,0018
,2 0,0027
,2 0,0036
,3 0,0001
,3 0,0010
,3 0,0019
,3 0,0028
,3 0,0037
,4 0,0002
,4 0,0011
,4 0,0019
,4 0,0028
,4 0,0037
,5 0,0002
,5 0,0011
,5 0,0020
',5 0,0029
,5 0,0037
,6 0,0003
,6 0,0011
,6 0,0020
,6 0,0029
,6 0,0038
,7 0,0003
,7 0,0012
,7 0,0021
,7 0,0029
,7 0,0038
,8 0,0004
,8 0,0012
,8 0,0021
,8 0,0030
,8 0,0039
,9 0,0004
,9 0,0013
,9 0,0022
,9 0,0030
,9 0,0039 21,0 0,0004 23,0 0,0013 25,0 0,0022 27,0 0,0031 29,0 0,0040
,1 0,0004
,1 0,0014
,1 0,0022
,1 0,0031
,1 0,0040
,2 0,0005
,2 0,0014
,2 0,0023
,2 0,0032
,2 0,0040
,3 0,0006
,3 0,0015
,3 0,0023
,3 0,0032
,3 0,0041
,4 0,0006
,4 0,0015
,4 0,0024
,4 0,0033
,4 0,0041
,5 0,0007
,5 0,0015
,5 0,0024
,5 0,0033
,5 0,0042
,6 0,0007
,6 0,0016
,6 0,0025
,6 0,0033
,6 0,0042
,7 0,0007
,7 0,0016
,7 0,0025
,7 0,0034
,7 0,0043
,8 0,0008
,8 0,0017
,8 0,0026
,8 0,0034
,8 0,0043
,9 0,0008
,9 0,0017
,9 0,0026
,9 0,0035
,9 0,0044
Отсчет показателя преломления раствора жира можно также произ- водить при любой комнатной температуре без учета поправки на темпера- туру при условии одновременного определения показателя преломления растворителя при той же температуре.
Обработка результатов. Массовую долю жира X, %, в пересчете на сухое вещество вычисляют по формуле
W
m
V
Х
100 100 100
П
П
П
Пр p
ж рж рж ж
, где p
V
– объем растворителя, взятого для извлечения жира, см
3
; ж
– отно- сительная плотность жира при 20°С; р
П
– коэффициент преломления рас- творителя; рж
П
– коэффициент преломления раствора жира в растворителе; ж
П
– коэффициент преломления жира; m – масса изделия, г; W – влаж- ность изделия, %.
За окончательный результат испытания принимают среднее арифме- тическое результатов двух параллельных определений, допустимое рас- хождение между которыми не должно превышать ±0,5%. Вычисления про- водят с точностью до ±0,1%.
Лабораторная работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА
МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ
Цель работы: освоить методики определения жирнокислотного со- става; определить жирнокислотный состав растительного масла методом газовой хроматографии.
Средства испытаний: хроматограф газовый лабораторный с пла- менно-ионизационным детектором и программированием температуры; колонка газохроматографическая из нержавеющей стали или стеклянная длиной 1,5–2 м, внутренним диаметром 2–4 мм; микрошприц МШ-10 вме- стимостью 10 мм
3
или «Газохром 101» вместимостью 1 мм
3
; секундомер; весы лабораторные с наибольшим пределом взвешивания 1000 г; перегон- ный аппарат; наполнители для колонок: хроматом N-AW или наполнитель аналогичного качества; водород технический; газы-носители: азот газооб- разный, гелий сжатый, аргон газообразный; гексан для хроматографии, по- суда мерная стеклянная.
1. Общие сведения
Жирнокислотный состав продукта определяется в основном методом хроматографии. Для определения жирнокислотного состава растительного масла методом газовой хроматографии действует ГОСТ 30418–96, который распространяется на растительные масла и устанавливает метод определе- ния массовых долей жирных кислот к их общему содержанию в триглице- ридах масел.
Метод основан на превращении триглицеридов жирных кислот в ме- тиловые (этиловые) эфиры жирных кислот и газохроматографичском ана- лизе последних. Метод применим в диапазоне массовых долей жирных ки- слот 0,1–100%.
Отличительной чертой хроматографического разделения и анализа смесей является распределение отдельных компонентов между двумя фа- зами – неподвижной и подвижной (элюент), протекающей через непод- вижную.
Неподвижной (стационарной) фазой служит твердое вещество (сор- бент), пленка жидкости, нанесенная на твердое вещество (носитель), геле- образное вещество, вещество, способное к реакциям ионного обмена или обмена другого типа. Подвижная фаза представляет собой жидкость или газ, протекающий через неподвижную фазу.
Как правило, наиболее эффективен в хроматографии так называемый элюентный анализ. Суть его в том, что, например, через колонку, запол- ненную сорбентом (поглотителем), непрерывно пропускают элюент – газ или жидкость. Подвижная фаза служит в этом случае только для переме- щения растворенного вещества анализируемой смеси, а разделение проис- ходит благодаря различному сродству определяемых компонентов к не- подвижной фазе. При однократном введении пробы компоненты начинают перемещаться через колонку с различными скоростями, образуя отдельные зоны сорбции. Выходная кривая (хроматограмма) будет представлять со- бой ряд отдельных «пиков». Количество пиков равно числу компонентов, если достигается их полное разделение, при этом время выхода отдельного компонента из колонки («время удерживания») может быть качественной характеристикой вещества, а площадь под пиком – его количественной ха- рактеристикой.
При разделении и анализе веществ наибольшее распространение по- лучили методы газовой, жидкостной, молекулярно-ситовой, бумажной, тонкослойной и ионообменной хроматографии.
Газовая хроматография (газо-адсорбционная хроматография) – это вариант хроматографии, в которой разделение производится с помощью подвижной газовой фазы, проходящей вместе с анализируемой смесью че- рез твердый сорбент. В качестве сорбента используют силикагели, алюмо- гели, молекулярные сита, пористые полимеры и другие сорбенты, а в каче- стве газа-носителя (элюента) – гелий, аргон или азот.
Принципиальная схема газового хроматографа представлена на рис. 3.
1 – баллон с газом-носителем;
2 –игольчатый вентиль баллона;
3 –регулятор потока газа-носителя (дроссель);
4 –дозирующее устройство (блок ввода пробы);
5 – колонка;
6 – термостат;
7 – ротаметр;
8 –детектор (пламенно-ионизационный);
9, 10 –система для подачи газов в детектор (водород и воздух в случае ПИД);
11 – электронный блок обработки сигнала (интегратор);
12 – самописец
Рис. 3. Схема газового хроматографа
2. Порядок проведения испытаний
Подготовка к испытаниям. Приготовление абсолютного метано-
ла. В колбу вместимостью 500 см
3
взвешивают (30±1) г оксида кальция, добавляют 250 см
3
метанола и кипятят с холодильником типа XIII (обрат- ным) в течение 6–8 ч. Затем метанол перегоняют в перегонном аппарате при температуре 64,7°С.
Приготовление абсолютного этилового спирта. В колбу вместимо- стью 500 см
3
взвешивают (30±1) г оксида кальция, добавляют 250 см
3
эти- лового спирта и кипятят с холодильником типа XIII (обратным) в течение
6–8 ч. Затем этиловый спирт перегоняют в перегонном аппарате при тем- пературе 78,3°С.
Приготовление раствора метилата натрия в метаноле (этилата на- трия в этаноле) концентрации 2 моль/дм
3
. Взвешивают 2,7 г метилата на- трия (3,4 г этилата натрия) или 1,15 г металлического натрия в стаканчик для взвешивания. Результат записывают в граммах до второго десятичного знака.
В мерную колбу вместимостью 25 см
3
наливают 10–12 см
3
абсолют- ного метанола (абсолютного этанола), в него высыпают навеску метилата натрия или бросают маленькими кусочками натрий. После перемешивания
(растворения) раствор охлаждают до комнатной температуры и доливают
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
абсолютным метанолом (абсолютным этанолом) до метки. Хранят раствор в холодильнике.
Приготовление метиловых (этиловых) эфиров кислот. Пробу испы- туемого масла хорошо перемешивают. В стеклянную пробирку берут пи- петкой 2–3 капли масла, растворяют их в 1,9 см
3
гексана. В раствор вводят
0,1 см
3
раствора метилата натрия в метаноле (этилата натрия в этаноле) концентрации 2 моль/дм
3
. После интенсивного перемешивания в течение
2 мин реакционную смесь отстаивают 5 мин и фильтруют через бумажный фильтр. Раствор готов для анализа. Готовый раствор хранят в холодиль- нике не более 2 сут.
Подготовка хроматографа к измерению. Подключение хроматогра- фа к сети, подготовку и установку колонок и вывод прибора на режим вы- полняют согласно инструкции по эксплуатации.
Проведение испытаний. На хроматографе устанавливают следую- щие условия анализа масел, не содержащих низкомолекулярных кислот
(кроме масел типа кокосового): температура термостата колонок – 180–190°С; температура испарителя – 250°С; температура печи детекторов – 200°С; скорость потока газа-носителя (азот, аргон, гелий) – 30–40 см
3
/мин; объем пробы – около 1 мм
3
раствора метиловых (этиловых) эфиров кислот в гексане.
Время выхода метилолеата не более 15 мин.
Относительные объемы удерживания метиловых (этиловых) эфиров жирных кислот (V
r
отн
), определяющие порядок выхода их из хроматографи- ческой колонки, а также обозначения жирных кислот, входящих в состав образующихся метиловых (этиловых) эфиров жирных кислот раститель- ных масел, приведены в табл. 5.
Таблица 5
Относительные объемы удерживания метиловых (этиловых) эфиров
Метиловые (этиловые) эфиры кислот
V
r
отн
1 2
С
14:0
Тетрадекановая (миристиновая)
0,3
С
15:0
Пентадекановая
0,4
С
16:0
Гексадекановая (пальмитиновая)
0,5
С
16:1
Гексадеценовая (пальметинолеировая)
0,6
С
17:0
Гептадекановая (миристиновая)
0,7
С
17:1
Тетрадекановая (маргариновая)
0,8
С
18:0
Октадекановая (стеариновая)
1,0
С
18:1
Тетрадекановая (миристиновая)
0,3
С
18:2
Октадекадиеновая (линолевая)
1,3–1,4
С
18:
Октадекатриеновая (линоленовая)
1,7–1,8
С
20:0
Эйкозановая (арахиновая)
1,9
C
20:1
Эйкозеновая (гондоиновая)
2,1
С
20:2
Эйкозадиеновая
2,5–2,6
Приготовление метиловых (этиловых) эфиров кислот. Пробу испы- туемого масла хорошо перемешивают. В стеклянную пробирку берут пи- петкой 2–3 капли масла, растворяют их в 1,9 см
3
гексана. В раствор вводят
0,1 см
3
раствора метилата натрия в метаноле (этилата натрия в этаноле) концентрации 2 моль/дм
3
. После интенсивного перемешивания в течение
2 мин реакционную смесь отстаивают 5 мин и фильтруют через бумажный фильтр. Раствор готов для анализа. Готовый раствор хранят в холодиль- нике не более 2 сут.
Подготовка хроматографа к измерению. Подключение хроматогра- фа к сети, подготовку и установку колонок и вывод прибора на режим вы- полняют согласно инструкции по эксплуатации.
Проведение испытаний. На хроматографе устанавливают следую- щие условия анализа масел, не содержащих низкомолекулярных кислот
(кроме масел типа кокосового): температура термостата колонок – 180–190°С; температура испарителя – 250°С; температура печи детекторов – 200°С; скорость потока газа-носителя (азот, аргон, гелий) – 30–40 см
3
/мин; объем пробы – около 1 мм
3
раствора метиловых (этиловых) эфиров кислот в гексане.
Время выхода метилолеата не более 15 мин.
Относительные объемы удерживания метиловых (этиловых) эфиров жирных кислот (V
r
отн
), определяющие порядок выхода их из хроматографи- ческой колонки, а также обозначения жирных кислот, входящих в состав образующихся метиловых (этиловых) эфиров жирных кислот раститель- ных масел, приведены в табл. 5.
Таблица 5
Относительные объемы удерживания метиловых (этиловых) эфиров
Метиловые (этиловые) эфиры кислот
V
r
отн
1 2
С
14:0
Тетрадекановая (миристиновая)
0,3
С
15:0
Пентадекановая
0,4
С
16:0
Гексадекановая (пальмитиновая)
0,5
С
16:1
Гексадеценовая (пальметинолеировая)
0,6
С
17:0
Гептадекановая (миристиновая)
0,7
С
17:1
Тетрадекановая (маргариновая)
0,8
С
18:0
Октадекановая (стеариновая)
1,0
С
18:1
Тетрадекановая (миристиновая)
0,3
С
18:2
Октадекадиеновая (линолевая)
1,3–1,4
С
18:
Октадекатриеновая (линоленовая)
1,7–1,8
С
20:0
Эйкозановая (арахиновая)
1,9
C
20:1
Эйкозеновая (гондоиновая)
2,1
С
20:2
Эйкозадиеновая
2,5–2,6