технологии производства растительных масел
реклама
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФГОУ ВПО «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» О.Е. Цинцадзе, В.Н. Яичкин, Ю.А. Гулянов, В.В. Каракулев ПРАКТИКУМ по технологии производства растительных масел ОРЕНБУРГ – 2007 ББК 35.782 я73 УДК 665.3(02) П – 69 Рекомендовано к изданию редакционно-издательским советом ФГОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» (председатель – доктор сельскохозяйственных наук, профессор В.В. Каракулев). РЕЦЕНЗЕНТЫ: В.Н. Никулин, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заведующий кафедрой химии Г.В. Дедова, директор по производству ОАО «Оренбургский маслоэкстракционный завод» Практикум по технологии производства растительных масел / О.Е. Цинцадзе, В.Н. Яичкин, Ю.А. Гулянов, В.В. Каракулев. – Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2007. – 100 с. ISBN 978-5-88838-404-6 В пособии приведен материал для практических занятий по технологии произ водства растительных масел, изложена методика выполнения лабораторных работ по оценке качества сырья и готовой продукции, включенных в рабочую программу по указанной дисциплине в Оренбургском ГАУ. Практикум предназначен для студентов высших учебных заведений по специаль ности 110305 – «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции». ISBN 978-5-88838-404-6 © О.Е. Цинцадзе, В.Н. Яичкин, Ю.А. Гулянов, В.В. Каракулев, 2007. © Издательский центр ОГАУ, 2007. ВВЕДЕНИЕ Производство растительных масел – одна из ведущих отраслей пищевой промышленности. Основной ее продукцией являются растительные масла – пищевые и технические, а также белки пищевого и кормового назначения, получаемые из обезжиренных семян. Растительные пищевые масла составляют вместе с другими продуктами основу рационального питания человека. Они используются в пищу как в чистом (неизмененном) виде, например в виде салатного масла, так и в виде разнообразных продуктов, получаемых при переработке масел, – маргарина, кулинарного жира, майонеза и др. Технические масла используют для производства жирных кислот, мыла и моющих средств, окисленных масел, для выработки олиф, лаков и красок. Некоторые виды растительных масел применяют в качестве растворителей для лекарственных препаратов и в производстве косметических изделий. Обезжиренные масличные семена – шроты – широко используют в качестве белкового компонента комбикормов для сельскохозяйственных животных. Расширяется получение изолированных белков из соевых шротов, которые используются в качестве обогатителей многих пищевых продуктов незаменимыми аминокислотами. Пищевые белки, кроме соевых, выделяют также из шротов подсолнечника, арахиса, хлопчатника, рапса и других, но в меньшем количестве. Растительные масла получали еще в глубокой древности. Первыми были скорее всего оливковое и пальмовое масла, легко выделяемые из плодов при очень небольшом внешнем давлении. В процессе развития технического прогресса масло стали извлекать из плодов и семян, отдающих его сравнительно трудно, а также содержащих относительно небольшое его количество. Уже в средние века в России и Западной Европе для увеличения выхода и улучшения качества масла семена перед переработкой очищали от посторонних примесей, иногда освобождали от плодовых или семенных оболочек, а затем подвергали измельчению с целью разрушения тканей семян, содержащих масло. Измельченные семена перед отжимом из них масла предварительно нагревали, что способствовало большему и более быстрому отделению масла. Так сложился прессовый способ производства растительных масел, принципиальная последовательность технологических операций которого, 3 включающая очистку семян от примесей, отделение оболочек, измельчение, тепловую (влаготепловую) обработку и прессование, остается практически неизменной на протяжении столетий. Стремление к максимальному обезжириванию масличных семян привело к возникновению в 1856 г. нового способа производства растительного масла – экстракционного. При этом способе для извлечения масла применяют не механическое давление, а действие органических растворителей, хорошо растворяющих масло. При обработке измельченных семян растворителем масло растворяется, образовавшийся раствор масла в растворителе отделяют от обезжириваемых семян, а затем, нагревая, освобождают практически нелетучее масло от легкоиспаряющегося летучего растворителя. Экстракционный способ получения растительных масел прошел длительный путь технического совершенствования от применения периодически действующих маломощных установок до современных высокопроизводительных непрерывнодействующих автоматизированных производств. Он является наиболее эффективным способом получения растительных масел, обеспечивающим почти полное обезжиривание (остаточное содержание масла после экстракции не превышает 1%). Экстракция позволяет извлекать масло из низкомасличных материалов, что невозможно при использовании самых совершенных прессов. Экстракционный способ обеспечивает получение растительных масел более высокого качества вследствие возможности ведения технологического процесса извлечения масла без интенсивного теплового и механического воздействия на перерабатываемые семена, что также положительно влияет на качество белков обезжиренного остатка семян – шрота. В настоящее время для получения масла из семян применяют оба способа – и прессовый, и экстракционный. Для большинства масличных семян применяют последовательное извлечение масла – сначала прессовым способом, извлекающим примерно 3/4 всего масла, а затем экстракционным, с помощью которого извлекают оставшееся масло. Масличные семена, содержащие сравнительно небольшое количество масла, обезжириваются однократно – только экстракционным способом. Последний способ получил название прямой экстракции. Он является перспективным также и для семян с высоким содержанием масла. Расширенное применение экстракционного способа является основным направлением технического прогресса в области получения растительных масел, цель которого – максимальное извлечение масла при высоком качестве получаемого масла и шрота. 4 Обезжиренные масличные семена очень давно служат основным компонентом комбикормов для животных, а сегодня являются сырьем и для получения пищевых белков, используемых в повышении биологической ценности многих продуктов. Отделяемые при переработке семян оболочки служат сырьем для гидролизной промышленности, практически не остается неиспользуемых отходов. Так, при переработке 100 т семян подсолнечника получают в среднем 47 т масла, 30 т белка (пищевого или кормового) и 20 т плодовой оболочки (лузги). Мировое производство растительного масличного сырья составляет в настоящее время около 200 млн. т в год, при переработке которого получают до 90 млн. т растительных масел и 60 млн. т белков. Цель методики состоит в том, чтобы на научной основе современной технологии переработки растительного масличного сырья и получения растительных масел и белков подготовить высококвалифицированных специалистов маслодобывающей промышленности. 5 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Глава 1 Ассортимент растительных масел На масложировых предприятиях РФ вырабатывают широкий ассортимент растительных масел из отечественного и импортного сырья: подсолнечное, хлопковое, соевое, горчичное, кукурузное, кокосовое, кунжутное, оливковое, рапсовое, арахисовое, косточковое, льняное, касторовое и др. В зависимости от способа очистки растительного масла в розничную торговую сеть и сети общественного питания выпускают следующие виды: нерафинированное – подвергнутое только механической очистке; гидратированное – подвергнутое механической очистке, гидратации и нейтрализации, а также рафинированное дезодорированное. Жидкие растительные масла в соответствии с жирно-кислотным составом и способностью к высыханию (образованию на поверхности масла пленки) делят на несколько групп: быстро высыхающие масла (подобные тунговому), образующие на поверхности прочные пленки и содержащие большое количество кислот с тремя сопряженными двойными связями; высыхающие масла (льняное, конопляное), содержащие около 50% линоленовой кислоты; полувысыхающие масла (маковое, подсолнечное, соевое, кукурузное, хлопковое и некоторые другие), характеризующиеся высоким содержанием линоленовой кислоты. Невысыхающие масла (оливковое, миндальное и арахисовое), и на воздухе в тонком слое не высыхающие, содержащие непредельную рициновую оксикислоту. Подсолнечное масло получают из семян подсолнечника методами прессования и экстрагирования. Производство этого масла в нашей стране составляет около 70% выпуска всех растительных масел. В его состав входят незаменимые жирные кислоты, каротины, витамин Е. Нерафинированное подсолнечное масло имеет выраженный вкус и запах поджаренных подсолнечных семян, светло-желтый цвет, в нем допускается небольшой осадок. По качеству его делят на три сорта – высший, первый и второй. Гидратированное масло вырабатывают также трех сортов – высшего, первого и второго. Рафинированное масло выпускают недезодорированным и дезодорированным. Дезодорированное масло по вкусу и запаху является обезличенным, недезодорированное имеет слегка выраженный вкус и запах подсолнечных семян, масло прозрачное, не содержащее отстоя. Для поставки 6 в торговую сеть и на предприятия общественного питания производится рафинированное дезодорированное подсолнечное масло. Хлопковое масло получают из семян хлопчатника прессовым и экстракционным способами. Выработка хлопкового масла составляет более 20% в общем объеме производства растительных масел в нашей стране. Особенностью хлопковых семян является содержание в них специфичного пигмента (госсипола), который придает маслу интенсивный коричневый и бурый цвет. Госсипол обладает ядовитыми свойствами, поэтому в пищу хлопковое масло используют только после рафинации. Рафинированное хлопковое масло подразделяют на рафинированное недезодорированное и рафинированное дезодорированное. Рафинированное дезодорированное хлопковое масло подразделяют на высший и первый сорта, а рафинированное недезодорированное – на высший, первый и второй. Для пищевых целей предназначается рафинированное масло высшего и первого сортов. Рафинированное хлопковое масло имеет светло-желтый цвет и не содержит отстоя, запаха и постороннего привкуса. В состав глицеридов хлопкового масла входит около 22% пальмитиновой кислоты, которая имеет высокую температуру плавления. При понижении температуры до 10–12°С происходит расслоение масла на фракции с выделением твердых глицеридов. Отделяя жидкую фракцию путем фильтрации или отпрессования, получают так называемое салатное хлопковое масло. Твердая фракция хлопкового масла используется при производстве маргарина, кулинарных и кондитерских жиров. Соевое масло получают из семян сои методами прессования и экстрагирования. Выработка этого масла составляет около 9% общего объема производства растительных масел в нашей стране. Наряду с маслом, важными компонентами семян сои являются белки (30–50%) и фосфатиды (0,55– 0,60%). Белки сои обладают высокой биологической ценностью и используются для пищевых и кормовых целей. Выпускают следующие виды соевого масла: гидратированное, рафинированное недезодорированное и рафинированное дезодорированное. Гидратированное масло по качеству подразделяют на первый и второй сорта, рафинированное на сорта не делят. Для торговой сети и общественного питания предназначается рафинированное дезодорированное соевое масло и гидратированное масло первого сорта. Для соевого масла характерны бурые оттенки цвета. Масло должно быть прозрачным, без отстоя. Кислотное число гидратированного масла первого сорта – не более 1, рафинированного – 0,3. 7 Кукурузное масло получают из зародышей семян кукурузы, которые содержат от 30 до 50% жира. При производстве маисового крахмала и муки зародыш отделяется от остальной части зерна, так как большое содержание в нем жира отрицательно влияет на качество этих продуктов. Кукурузное масло годится в пищу только рафинированное дезодорированное – у нерафинированное масла из кукурузы не слишком приятный запах и вкус. А рафинированное – совсем без запаха, зато витаминов в нем больше, чем в подсолнечном. Биологическая ценность кукурузного масла обусловлена высоким содержанием в нем биологически активной линоленовой кислоты, а также витаминов Е (75 мг на 100 г масла). Горчичное масло вырабатывают из семян горчицы методом прессования, а жмых используют для получения горчичного порошка. Горчица содержит вещества, которые придают маслу специфический вкус и аромат. К таким веществам относят тиогликозиды и продукты их гидролиза. Выпускают горчичное масло нерафинированным, высшего, первого и второго сортов. Для непосредственного употребления в пищу предназначается масло высшего и первого сортов с кислотным числом соответственно не более 1,5 и 2,3. Масло имеет светло-коричневый цвет. Ввиду выраженных вкуса и аромата горчичное масло применяется в консервном производстве. Оливковое масло получают из мякоти оливкового дерева. Масло, полученное прессовым способом, имеет золотисто-желтый цвет, иногда с зеленоватым оттенком. Рафинированное оливковое масло почти бесцветно, имеет едва уловимый запах, приятный вкус. Оливковое масло содержит от 55 до 85% ценной олеиновой кислоты. Льняное масло вырабатывают из семян льна методами прессования и экстрагирования. Оно содержит около 50% линоленовой кислоты, поэтому нестойко при хранении, быстро окисляется на воздухе, приобретая специфический запах олифы. Льняное масло используется главным образом для технических целей и лишь частично как пищевое. 8 Глава 2 Основная характеристика масличного сырья, используемого для производства растительных масел В качестве масличного сырья используют растения, в семенах и плодах которых жиры и масла накапливаются в количествах, экономически оправдывающих их промышленное использование. В группу масличных включено более 100 видов растений, у отдельных из которых в семенах накапливается до 50–70% масла от их сухой массы. Вначале человек использовал те масличные растения, в плодах и семенах которых содержались легко отделяемые масла (оливковое и пальмовое). Земледельческая культура масличных растений способствовала возникновению маслобойного ремесла. Развитие технологии получения растительных масел первоначально заметно опережало изучение свойств масличных семян и извлекаемых из них масел. В 1823 г. Шеврель определил структуру жиров. Основоположником химии жиров является А.М. Зайцев. Ведущая роль в исследовании технологических свойств растительного масличного сырья принадлежит ученым Всероссийского научно-исследовательского института жиров (ВНИИЖ) и Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур (ВНЙИМК). Главными видами масличного сырья в современном мире являются соя (50% общего объема производства), хлопчатник (15%), рапс, арахис и подсолнечник (по 10% каждый), а на долю всех остальных масличных растений остается около 5%. Следует подчеркнуть, что много масел пищевого назначения используют на технические цели в качестве восполняемого масличного сырья. В России пищевые масла в основном получают из семян подсолнечника, сои, рапса, горчицы, а технические – из семян клещевины, льна, рыжика, конопли, тунга. Промышленное масличное сырье. В зависимости от использования масличные растения делятся на несколько подгрупп. Если растения выращивают с целью получения из семян жирного масла, а другие продукты менее ценны, то их считают чисто масличными ( подсолнечник, клещевина, кунжут, сафлор, тунг). Вторую подгруппу масличных растений составляют прядильно-масличные. Извлечение масла из их семян является не единственной целью возделывания этих растений, так как не менее важным считается и получение из них волокна (хлопчатник, лен, конопля). Третью подгруппу составляют эфирно-масличные растения, в семенах которых наряду с жирами содержатся эфирные масла (крамве, кориандр, тмин и др.). 9 Можно выделить еще две подгруппы растений, в семенах которых, несмотря на высокое содержание масла, нелипидная часть представляет более высокую хозяйственную ценность. Это, во-первых, растения, богатые легкоусвояемыми белками: белково-масличные (соя, арахис); во-вторых, растения, из нелипидной части которых получают пряности, – пряно-масличные (горчица). Наряду с семенами масличных растений для извлечения масел все шире используют маслосодержащие части семян немасличных растений: зародыши семян пшеницы, риса, кукурузы, плодовые косточки и т.п. При переработке овощей, фруктов и других видов сельскохозяйственной продукции семена или другие части, содержащие жирное масло, отделяют и из них получают растительные масла. Хотя объем выработки растительных масел из зародышей зерновых культур и плодовых косточек еще относительно невелик, этим видам масличного сырья уделяют все больше внимания. Требования, предъявляемые к качеству масличного сырья. Качество промышленного растительного сырья – семян и плодов масличных растений – регламентируется нормативными документами (ГОСТами, ОСТами, ТУ и др.). Во всех стандартах на масличное сырье установлены нормы по влажности, засоренности и свежести, а также конкретизированы требования к масличному сырью в зависимости от поставщика и принимающей организации. 10 Глава 3 Описание современного технологического процесса производства растительных масел Создание большого количества малых предприятий по производству продуктов на основе нерафинированного растительного масла (майонез, маргарин, разнообразные приправы и т.п.), а также рост транспортных расходов и низкие закупочные цены на семена подсолнечника в последние годы вызвали в России большой интерес к оборудованию по выработке растительного масла и установке его непосредственно в местах производства подсолнечника и других масличных культур или потребления растительного масла. ЗАО «ЗТО ОНИКС» предлагает технологическую линию по производству растительного масла мощностью 4500 кг в сутки, принцип действия которой отличается от других способов переработки семян подсолнечника. Все процессы, направленные на глубокий отжим масла, последовательно осуществляются в одно- и двухшнековых пресс-экструдерах, что обеспечивает следующие преимущества новой технологии: – высокий процент выхода готового продукта (41–42% при исходной масличности сырья 47–49%); – хорошее качество получаемого масла с высоким содержанием биологически активных компонентов, в том числе токоферолов (витаминов группы Е), стиролов, фосфолипидов, и низким содержанием продуктов окисления. Масло не образует осадка при отстаивании и хранении, может фасоваться сразу же после отстоя для отгрузки потребителям; – возможность получения товарного продукта с различными органолептическими свойствами – характерными для каждого вида масла вкусом и запахом или практически без запаха и вкуса, что может быть использовано при производстве майонеза взамен дезодорированного масла. Безотходность технологического процесса. Одновременно с выпуском подсолнечного масла осуществляются измельчение макухи в порошок и изготовление из нее высококачественных кормовых гранул. Повышенная питательная ценность этого корма обусловлена оптимальной степенью влаготепловой обработки белка, низким содержанием продуктов окисления остаточного масла, а также высокой клеточной структурой гелевой фазы и разрушением частиц оболочек. Современная технология производства растительного масла включает в себя разнообразные операции. Значительное место среди них занимают механические операции (очистка семян от примесей, разрушение и отделение 11 ядра и семенных оболочек от ядра, дробление ядра и промежуточных продуктов переработки), которые подготавливают материал к интенсивным физико-химическим изменениям. Важное значение в технологии занимают диффузионные и диффузионно-термические процессы – кондиционирование мятки (поджаривание мятки), экстракция органическими растворителями, отгонка растворителя из мисцеллы и шрота, а также гидромеханические процессы прессования мятки на шнековых прессах. Вся представленная ниже технология производства нерафинированного масла применяется на Оренбургском маслоэкстракционном заводе. Очистка семян. Засоренность семян, поступающих непосредственно в производство, отрицательно влияет на качество продукции, повышает потери масла, увеличивает износ машин и аппаратов, уменьшает их производительность и создает антисанитарные условия труда. Примеси усложняют хранение и переработку семян, занимают полезный объем хранилищ, поэтому семена необходимо тщательно очищать. Очистка семян от примесей основывается на различии основных физических свойств семян очищаемой культуры и сопутствующих им примесей. Последние могут отличатся от семян по размерам и форме, плотности, аэродинамическим и магнитным свойствам. Для очистки семян подсолнечника, льна, рапса, сои, арахиса и других масличных культур применяют сепараторы различных конструкций, с различными принципами действия. Для очистки семенной массы от металломагнитных примесей используют электромагнитные сепараторы. Наиболее распространенные в промышленности машины сочетают несколько способов разделения семян и сорных примесей. Для очистки семян широко применяются воздушные сепараторы разнообразных типов. Кондиционирование семян по влажности. Семена большинства масличных растений после уборки поступают на хранение и переработку с влажностью, которая часто превышает оптимальные значения (исключением являются семена хлопчатника, влажность которых при поступлении на производство иногда бывает на 5–6% ниже критической, и перед технологической переработкой их необходимо увлажнить). Для эффективного обрушивания семян влажность оболочки должна быть меньше влажности ядра, поэтому семена, имеющие влажность выше критической, необходимо высушить до влажности 10–11%. Сушка – необходимая технологическая операция при подготовке масличных семян к переработке, так как ее эффективность также находится в прямой зависимости от оптимальной влажности. 12 Наиболее распространенным способом снижения влажности семян является термическая сушка, при которой семена нагреваются смесью воздуха и дымовых газов. Сушку семян до оптимальной влажности, необходимой для нормального течения технологического процесса, проводят в пневматических, барабанных или шахтных сушилках с соблюдением установленных режимов. Выбор технологических режимов сушки определяется химическим составом и физико-механическими свойствами семян, а также конструкцией сушильной установки. Для сушки семян широко применяют сушилки шахтного типа (ВТИ, СЗШ, ДСП), работающие в двухступенчатом режиме. Семена масличных культур хранят на предприятиях (до срока их переработки) в следующих микроклиматических условиях: влажность на 2–3% ниже критической (для инактивации жизнедеятельности микроорганизмов и торможения дыхания семян, что способствует снижению потерь масла); температура около 0 (от – 2 до +3); в регулируемой газовой среде с содержанием кислорода 1–2% и азота 98–99% или без доступа воздуха. Калибровка семян по размеру. Калибровку семян по размеру применяют пока еще редко. Разделение семян на фракции (калибровка) позволяет улучшить их хранение, ибо мелкие семена (как менее зрелые) хранятся хуже и содержат масло более низкого качества, нежели крупные. Перерабатывая их раздельно, можно получить большее количество масла высшего сорта. Перед обрушиванием семена целесообразно калибровать. Следует отметить, что не все виды семян нуждаются в калибровании и обрушивании – масличные семена, относимые к группе «бескожурных», после очистки измельчают и подвергают влаготепловой обработке. Получение мятки включает обрушивание семян, сепарирование рушанки и измельчение ядра. Обрушивание семян. Просушенные семена поступают в распределительный шнек над рушками, которые предназначены для разрушения оболочки семян, с целью дальнейшего ее отделения от ядра, содержащего основное количество масла. Отделение оболочек от ядра способствует повышению масличности сырья, увеличению производительности технологического оборудования и повышению качества масла. Целесообразность отделения плодовых или семенных оболочек от ядра обусловливается еще и тем, что ткани оболочек (вследствие их большой пористости) при взаимодействии с маслом способны интенсивно его поглощать, в результате чего увеличиваются потери масла при производстве. 13 Масличные плоды и семена в зависимости от физико-механических свойств оболочки и ядра обрушиваются различными способами. Важнейшее требование к машинам для обрушивания семян – разрушение оболочки не должно сопровождаться разрушением ядра. Физико-механические свойства тканей масличных семян существенно меняются при изменении их влажности. В связи с этим при обрушивании большое внимание нужно уделять созданию рационального соотношения между влажностью оболочки и влажностью ядра. Плодовую оболочку семян подсолнечника разрушают обычно на бичевых семенорушальных машинах. Качество обрушивания семян оценивается по содержанию в рушанке нежелательных фракций – целых семян, частично не обрушенных семян (недоруш), разрушенного ядра (сечка) и масличной пыли. Сечка, представляющая собой раздробленное ядро семян, легко отдает лузге масло, которое находится на разрушенной поверхности ядра. Мелкие частички масличной пыли практически не удается полностью отделить от лузги. Действующие технические нормы устанавливают определенные границы содержания недоруша и целяка, сечки и масличной пыли в рушанке (как правило, недоруша и целяка должно быть не больше 25%, сечки – не больше 15%, масличной пыли не больше 15%). Установленные технические нормы требуют тщательного обслуживания семенорушальной машины. Основной недостаток бичевой семенорушальной машины – невозможность исключения многократных ударов семян о рабочие органы машины, которые ведут к увеличению дробления ядра семян и образованию сечки и масличной пыли. Более совершенной является центробежная семенорушальная машина типа А1-МЦР, в которой обрушивание семян осуществляется посредством одноразового направленного удара вдоль длинной оси семян. Качество работы машины зависит от чистоты семян и, особенно, от калибрования их по размеру. При переработке некалиброванных семян производительность машины уменьшается с 200 до 120 т/сут (при этом содержимое целых семян и недоруша в рушанке увеличивается с 25 до 35%). Отделение ядра от оболочки. Рушанка, которая получается после обрушивания семян, представляет собой смесь разнообразных по размеру частичек: крупная, средняя и мелкая лузга, целые и не полностью обрушенные семена, целое ядро, половинки ядра, масличная пыль. После обрушивания (шелушения) рушанка поступает на разделение по фракциям: ядро, оболочку, целые семена, недоруш. В промышленности для разделения рушанки применяют аспирационные семеновейки (типа Р1-МСТ, М1С-50, М2С-50). Выводы о работе веялки и всего рушально-очистительного цеха 14 делают по оценке величины лузжистости ядра (процентному содержанию лузги в ядре) и по реальным потерям масла в лузге. Измельчение ядра и семени. Измельчают семена после отделения оболочек или семена, перерабатываемые без отделения оболочки (нешелушеные), или семена бескожурного типа. Измельчение в производстве растительных масел имеет важное значение, так как сильно влияет на выход масла и производительность основного оборудования. В процессе измельчения семян (лен, конопля и т.п.) или ядра масличных (подсолнечник, клещевина и т.п.) образуется продукт, называемый мяткой, из которого можно извлечь масло при существенно меньших внешних воздействиях, чем из целых семян или ядер. Главная задача измельчения ядра семян – максимально возможное разрушение клеточной структуры, а также придание материалу определенной внешней структуры, оптимальной для последующих технологических операций, способствующих более полному извлечению масла: жарения, прессования, экстракции. При измельчении необходимо достигать оптимального размера и наибольшей однородности. В процессе измельчения изменяется не только структура маслосодержащих материалов, но и локализация в них липидов. При этом по мере разрушения клеточных оболочек разрушается и маслосодержащая часть клеток, большая часть масла высвобождается и сразу же покрывает образующуюся огромную поверхность частиц в виде тонких пленок. Однако масло не вытекает из мятки, потому что оно связывается на создавшейся и вскрытой при измельчении широкой внешней и внутренней поверхности сильным молекулярным полем. При переработке семян измельчаются не только семена или их ядра, но и другие продукты, которые образуются в процессе переработки семян. Необходимая степень дробления достигается путем воздействия на материал механических усилий (удар, раздавливание, истирание, сжатие со сдвигом). В машинах для измельчения, среди которых распространены вальцовые станки, реализуются названные выше способы измельчения в различных сочетаниях. Способ измельчения материала зависит от соотношения окружных скоростей валков, измельчающих семена, и состояния их поверхности: нарезка, ее форма, глубина. Свойства мятки определяются влажностью и температурой семян. Дробление при низких температурах ведет к получению мучнистой структуры. Повышение влажности и температуры при дроблении увеличивает пластичность материала и позволяет получить мятку в виде пластинок-лепестков. Оптимальная влажность ядра для измельчения на вальцовых станках со15 ставляет 5,6–6,0%. Избыточное содержание в материале лузги, обладающей твердой структурой, ухудшает качество измельчения. Содержание лузги не должно превышать 8%. Влажность хлопкового ядра при измельчении должна составлять 8,5–10,5%, содержание лузги – 10–15%. Температура семян и ядра при измельчении должна быть 20–25°С. Для большинства масличных культур подогрев перед измельчением не применяется. Также свойства мятки зависят от способа дробления и характеристики рабочих органов машины. Так для первичного и грубого дробления используют вальцы с нарезкой на поверхности в виде рифлей. Окончательное дробление осуществляется на вальцах с гладкими поверхностями. На маслозаводах наибольшее распространение получил пятивалковый вальцовый станок ВС-5, который начинают заменять вальцовым станком Б6-МВА. Приготовление мезги (жарение). Приготовление мезги к отжиму – важнейшая технологическая операция. Мятка содержит значительное количество воды и является очень пластичным материалом, и если ее направить в таком виде в пресс, то масло не будет выпрессовываться. Чтобы отжать масло, необходимо придать мятке жесткость, уменьшить ее пластичность. Для этого необходимо снизить влажность и изменить физико-химические свойства ее компонентов. Для уменьшения сил, связывающих масло с поверхностью частиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов мятки в технологии производства растительных масел применяют влаготепловую обработку мятки – жарение. В промышленности известно два типа жарения: влажное и сухое. Сама операция влаготепловой обработки включает увлажнение водяным паром до заданного значения и последующую сушку перемешиваемого слоя материала при подводе тепла до заданной влажности и температуры. Увлажнение сопровождается прекращением деятельности (инактивацией) ферментов, которые способствуют накоплению в масле негидратируемых фосфолипидов и свободных жирных кислот. При нагреве мятки также снижается вязкость масла, что облегчает его извлечение из прессуемого материала. В результате этих взаимосвязанных изменений влажности и температуры сырьевого продукта мятка изменяет свои свойства и превращается в мезгу. Увлажнение мятки и подогрев осуществляются в аппаратах для предварительной влаготепловой обработки мятки – инактиваторах или пропарочно-увлажнительных шнеках. Интенсивное кратковременное нагревание мятки до температуры 80–85°С с одновременным увлажнением служит для равномерного распределения влажности в мятке и инактивирования фермен16 тов семян, ухудшающих качество масла. Влажность мятки после увлажнения должна составлять 8–9% (для семян подсолнечника). Давление пара в шнековых инактиваторах поддерживается на уровне 0,2–0,25 МПа. Температура пара 180–120°С. Производительность инактиваторов 100, 200, 400, 600 т/сут (в пересчете на семена). Сушка и нагрев увлажненной мятки осуществляются в жаровнях разнообразных конструкций. Особенностью этого процесса является то, что сушка проходит в толстом слое (более 300 мм); при этом возникает явление самопропаривания – водяной пар, который удаляется с нижних слоев, проходит сквозь слой мятки, способствуя частичному распаду (дезагрегированию) комков, образованных при увлажнении в первом периоде влаготепловой обработки. Влажность готовой к отжиму мезги должна находиться в пределах 5–6%, температура – 100–105°С. Второй период влаготепловой обработки ведут нагретым водяным паром в жаровнях – чанных, барабанных, шнековых. Современные чанные жаровни являются наиболее совершенными. Рабочее давление пара 0,6 МПа, производительность жаровни 140 т/сут (в пересчете на семена). Шнековые жаровни в промышленности применяются только для первого периода влаготепловой обработки в качестве пропарочно-увлажняющего аппарата. Качество мезги, приготовленной в шнековых и барабанных жаровнях, ниже, чем у обработанной в чанных. Этим и объясняется ограниченное использование их в промышленности. Таким образом, мятка превращается в мезгу и поступает в шнековые прессы для съема масла. Внедрение новых технологических решений и новых видов оборудования позволяет максимально использовать биопотенциал масличных семян, сократить потери масла в производстве, расход углеводородных растворителей, повысить качество готовой продукции. Одним из условий получения высококачественного растительного масла является его очистка от различных примесей. Сегодня основная задача малотоннажной рафинации – выдержать конкуренцию на рынке растительных масел. Этого можно достигнуть, только обеспечив соответствующее качество рафинированного масла известных торговых марок. Рассмотрим некоторые особенности технологий и работы рафинационного оборудования, учет которых в повседневной деятельности позволит повысить качество рафинированного масла до уровня ведущих торговых марок. 17 Гидратация водой при оптимальной температуре 50–60°С проходит удовлетворительно, но все примеси до конца не удаляются. Более полное удаление осуществляют с помощью слабых растворов электролитов, жидкого стекла. При гидратации подсолнечного масла даже с применением растворов электролитов выводятся не все примеси. Наиболее полное выведение примесей происходит с применением слабых растворов лимонной и янтарной кислот. Полную гидратацию «пережаренного» масла можно осуществить только растворами минеральных кислот. Количество гидратирующих растворов определяют в лаборатории предприятия для каждой партии масла на основании его анализа на содержание фосфатидов. Щелочная нейтрализация проводится растворами разных концентраций: слабая – до 80 г/л, средняя – 120–160, крепкая – выше 170 г/л. Перед нейтрализацией жиры должны быть сухими (минимум влажности и без эмульсий) и гидратированными (без фосфатидов, белков и прочих примесей). Температура, при которой происходит процесс нейтрализации, изменяется от 35 до 95°С в зависимости от кислотности масла (чем выше кислотность масла, тем ниже температура щелочной обработки). Нейтрализация проходит при работающей мешалке – при перемешивании происходит коагуляция соапстоков, «ломка» масла, т.е. внешне сначала образуется белая эмульсия, а потом появляются прожилки чистого масла. В начале процесса частота вращения мешалки относительно большая – 50–60 мин–1, при «ломке» – 20–25 мин–1. Конец «ломки» (коагуляция соапстока) сопровождается появлением чистого прозрачного масла. Щелочи высоких концентраций действуют на фосфатиды и белки (слизи), соапсток получается окрашенным (темным). Темные масла (рапсовое, хлопковое, горчичное и др.) рафинируют только крепкими растворами с целью осветления. Оборудование участка гидратации и щелочной нейтрализации обычно не вызывает сложностей в обслуживании, так как в работе участвуют сравнительно простые аппараты и механизмы: баки, мерники, мешалки, трубопроводная арматура, водокольцевой вакуум-насос. Основной недостаток работы оборудования этого участка заключается в непроизвольном самостоятельном нагреве аппаратов за счет конденсата, собирающегося в общем коллекторе. Для устранения этого явления необходимо соединить конденсатные трубы от каждого аппарата со сборником конденсата по отдельности. Отстаивание. После нейтрализации нужно отделить соапсток, остатки мыла, щелочи и влаги. Время отстаивания от соапстока, несмотря на разме18 ры аппарата, зависит от режима нейтрализации (чем меньше фосфатидов, белков и других примесей, тем быстрее осаждается соапсток), концентрации щелочи (чем выше концентрация, тем медленнее оседает соапсток, а наилучшие формы соапстока – мелкие и плотные хлопья – образуются при слабых концентрациях щелочи), размера капель щелочи (чем они крупнее, тем хуже пленки мыла и более медленное опускание их на дно). Промывка лучше всего осуществляется при концентрации соли 0,5–0,8%, разрушающей образующиеся мыльные эмульсии. Повышение плотности растворов соли (более 10%) приводит к высаливанию масла из соапстока, т.е. чем выше концентрация соли, тем сильнее эффект высаливания, при этом промывка как таковая (растворение мыла в воде) не происходит. Мыло, не растворившееся в воде и находящееся в свободном виде, отделяется от масла очень трудно (требуются дополнительные промывки). Высокая жесткость промывной воды снижает растворимость мыла и делает устойчивыми мыльные эмульсии (особенно при вращающейся мешалке), поэтому добавка 0,5–0,8% соли от массы масла разрушает эти эмульсии. Сушка. После промывки масло нуждается в высушивании, т.к. в нем остается до 0,6% воды и до 0,05% мыла (следы). Скорость сушки зависит от температуры масла, разрежения, поверхности испарения, состояния влаги в жире (в свободном виде или в виде эмульсий, в последнем случае влага удаляется с трудом), наличия примесей. При прочих равных условиях скорость сушки зависит от количества влаги в жире. Окончание сушки определяется визуально по снижению температуры пароотводящих труб и стабилизации давления в аппарате (достигает максимального значения и остается постоянным). Особенности осветления жиров твердым адсорбентом. Нагрев жира в отдельном аппарате производится в вакууме при температуре 105°С. Адсорбент вводят при работающей мешалке и вакууме, затем температуру поднимают до 110–115°С. После введения адсорбентов продолжают перемешивание в течение 30–40 мин. Отделение адсорбентов от масла осуществляют на фильтр-прессах при температуре фильтрации 70–75°С. Масло можно осветлять перколяционным методом, т.е. фильтрованием через слой адсорбента, который засыпают в специальные колонны, и химическим методом, который заключается в разложении красящих веществ крепкими минеральными кислотами. Химические методы могут быть восстановительные, окислительные и внутримолекулярной перегруппировки. Они применимы только для обработки технических жиров. 19 Дезодорация и охлаждение дезодорированного масла являются последними технологическими операциями на малотоннажных предприятиях. Все основные недостатки качества рафинированного масла в основном возникают на стадии дезодорации, так как на малотоннажном предприятии трудно обеспечить наилучшие условия дезодорации: высокий и стабильный вакуум, повышенную температуру и максимальную герметичность вакуумной системы. Рассмотрим наиболее сложные вопросы технологии и оборудования дезодорации, влияющие на качество рафинированного масла. Химически чистые глицериды не обладают вкусом и запахом. К носителям запаха и вкуса относят низкомолекулярные жирные кислоты (каприновая, капроновая и т.д.), алифатические углеводороды, эфирные масла (терпены, альдегиды, кетоны), продукты распада витаминов, фосфатидов, стеринов. Качественное рафинированное масло может быть получено только при выполнении следующих условий: • наличие возможно высокого вакуума (не более 5 мм рт. ст.); • обеспечение быстрого нагрева и охлаждения; • создание наилучшего контакта жира с паром; • обеспечение максимальной герметичности вакуумной системы; • освобождение пара и жира от растворенного в них воздуха; • защита горячего жира от каталитического и окислительного воздействия имеющихся в масле примесей и цветных металлов аппаратуры. При несоблюдении одного или нескольких из этих условий в дезодорированном масле появляются привкусы: сырой, олеистый, салистый, металлический. Дефекты вкуса (прил. 2) возникают при низкой температуре или раннем прекращении процесса дезодорации, плохом паре (пар холодный, насыщен воздухом и влагой) и недостаточном вакууме. Реверсия вкуса и запаха возникает после дезодорации по прошествии некоторого времени и при прочих равных условиях связана со следующими обстоятельствами: – чем больше ненасыщенных глицеридов, тем больше вероятность реверсии; – при наличии продуктов окисления, повышенном содержании фосфатидов, стеаринов, красящих веществ, мыла, большом содержании железа; – привкусы салистый, прогорклый и рыбий возникают вследствие сильных окислительных процессов, при этом образуются перекиси и гидроперекиси. Процесс окисления автокаталитический, и его необходимо прерывать путем введения ингибиторов окисления (нафтолы, амины, хитоны); 20 – контакт дезодорированного масла с железом и особенно медью (рыбий вкус), наличие в растительном масле токоферола (естественный ингибитор окисления), при этом масло становится устойчивым к окислительным процессам. В процессе дезодорации или перед сливом в масло необходимо вводить лимонную кислоту или комплексоны (трилон Б) для связывания имеющихся металлов в металлокомплексы, не растворимые в масле и удаляемые при полировочной фильтрации. Следует упомянуть о наблюдениях на практике, полученных при дезодорации: наиболее плохо дезодорируется «пережаренное» масло; после дезодорации необходимо быстрое охлаждение масла; для защиты жиров от окисления масло после дезодорации следует хранить под вакуумом или в атмосфере инертного газа, в процессе дезодорации рекомендовано вводить антиокислитель (лимонную кислоту). Одной из важнейших задач, стоящих перед промышленностью, является осуществление принципов комплексной переработки сырья. Это в свою очередь дает возможность уменьшить количество потерь ценных веществ и получать дополнительные товарные продукты (фосфатидный концентрат, пищевой белок и др.). Применение растительного масла разнообразно. Ценным высокобелковым концентрированным кормом для сельскохозяйственных животных являются отходы – жмых и шрот, получаемые при переработке семян. Данные продукты входят в состав многих комбикормов. Условия хранения растительных масел. Достоверно установлено, что некоторые продукты липидного окисления обладают токсичными и, возможно, канцерогенными свойствами. Накопление этих продуктов в товарных маслах значительно снижает биохимическую ценность пищевых растительных масел. Это актуально для технологии получения растительных масел, биологически ценных в пищевом отношении, стойких при длительном хранении. Особое значение окислительные процессы приобрели в последние годы в связи с широким внедрением в практику высокомасличных сортов подсолнечника. Факторами, инициирующими радикалообразование, могут служить ионы металлов переменной валентности, действие тепла, лучистая энергия и другие агенты. Окисление липидов молекулярным кислородом приводит к образованию перекисных радикалов, перекисей и гидроперекисей различных карбонильных соединений, спиртов, оксикислот, полимерных соединений. Свободные жирные кислоты могут ускорить распад гидроперекисей на свободные радикалы и этим оказывают каталитическое действие на процессы 21 автоокисления. Температура, продолжительность нагревания и давление кислорода существенно влияют на скорость окисления липидов. Наличие следов солей таких металлов, как железо, медь, марганец, кобальт, также ухудшает стойкость масел. Основная задача в процессе хранения заключается в том, чтобы предохранить масло от действия факторов, вызывающих процессы пищевой порчи. Подготавливать масла к хранению начинают на маслодобывающих предприятиях. Так, масло, предназначенное для розлива в бутылки, подвергают обязательной деаэрации и полировочной фильтрации, которую часто осуществляют в цехе розлива. В результате деаэрации из масла удаляется определенная часть кислорода, вызывающего процессы окислительной порчи. При полировочной фильтрации из масла удаляются взвешенные частицы, которые могут либо являться источником ферментов, либо служат питательной средой для микроорганизмов. Основные рекомендации, выполнение которых обеспечивает сохранение качества масел при их длительном хранении, приведены ниже: – масла, подлежащие хранению, должны иметь минимальные показатели гидролитической и окислительной порчи; – для снижения влияния гидролитических процессов на качество масла последнее закладывают на хранение с влажностью не выше 0,1%; – важнейший фактор защиты масла от окисления – уменьшение контакта его с кислородом воздуха, что может быть достигнуто использованием герметичной тары (бочек, бутылей из окрашенного стекла); – учитывая, что с повышением температуры скорость взаимодействия компонентов масла с кислородом увеличивается, целесообразно хранить масло при возможно низких температурах в емкостях с достаточно хорошей термоизоляцией; – для предотвращения перехода из металлической тары в масло металлов-катализаторов окисления она должна быть покрыта защитной пленкой или изготовлена из соответствующего материала, например, из титановых сплавов; – для сохранения качества исходных масел следует избегать нежелательного смешения их. Для упаковки растительных масел применяют наиболее жаростойкие материалы, при этом они должны быть минимально проницаемы для ультрафиолетовых лучей. Масло, расфасованное в бутылки, следует хранить в темных помещениях при температуре не выше 18°С. Необходимо соблюдать сроки хранения, установленные для различных масел, считая со дня их розлива. 22 ЛАБОРАТОРНО*ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ Лабораторная работа №1 Требования при заготовках и поставках на подсолнечник Цель работы: изучить требования, предъявляемые к семенам подсолнечника при заготовках и поставках. Задание:определить технические требования при заготовках и поставках на семена подсолнечника. Общие положения 1.1 Технические требования Базисные нормы, в соответствии с которыми проводят расчет за заготовляемые семена подсолнечника, указаны в таблице 1.1. Таблица 1.1 – Базисные нормы на заготовляемые семена подсолнечника Наименование показателя Влажность, % Сорная примесь, % Масличная примесь, % Зараженность вредителями Норма 7,0 1,0 6,0 Не допускается Ограничительные нормы для заготовляемых семян подсолнечника указаны в таблице 1.2. Таблица 1.2 – Ограничительные нормы для заготовляемых семян подсолнечника Наименование показателя 1 Влажность, % , не более, по зонам возделывания культуры: Южной Центральной Восточной Влажность, %, не менее, для всех зон Сорная примесь, %, не более Норма 2 15,0 17,0 19,0 6,0 10,0 23 1 в том числе семена клещевины Масличная примесь, %, не более Кислотное число масла, мг КОН, не более Зараженность вредителями 2 Не допускается 7,0 3,5 Не допускается, кроме зараженности клещом Ограничительные нормы для поставляемых семян подсолнечника указаны в таблице 1.3. Таблица 1.3 – Ограничительные нормы для поставляемых семян подсолнечника Наименование показателя Влажность, %: не менее не более Сорная примесь, %, не более В том числе клещевины Масличная примесь, %, не более Кислотное число масла, мг КОН, не более Зараженность вредителями Норма 6,0 8,0 3,0 Не допускается 7,0 5,0 Не допускается, кроме зараженности клещом не выше II степени Заготовляемые и поставляемые семена подсолнечника должны быть в здоровом негреющемся состоянии, иметь цвет и запах, свойственные нормальным семенам подсолнечника (без затхлого, плесневого и постороннего запахов). В семенах подсолнечника, предназначенных для выработки продуктов детского питания, остаточные количества пестицидов – ДДТ (сумма изомеров и метаболитов), ГХЦГ (сумма изомеров), гептахлора (эпоксид гептахлора) в масле не должны превышать максимально допустимых уровней, а содержание кадмия, меди, ртути, свинца и афлотоксина – предельно допустимых концентраций, утвержденных Минздравом РФ. Семена подсолнечника в зависимости от кислотного числа масла подразделяют на три класса в соответствии с таблицей 1.4. Таблица 1.4 – Зависимость от кислотного числа масла класса подсолнечника Класс Высший Первый Второй 24 Кислотное число масла, мг КОН, для семян Заготовляемых поставляемых Не более 0,8 Не более 1,3 0,9–1,5 1, 4–2,2 1,6–3,5 2,3–5,0 К сорной примеси относят: – весь проход через сито с отверстиями диаметром 3,0 мм; – в остатке на сите с отверстиями диаметром 3,0 мм: – минеральную примесь – комочки земли, гальку, шлак и т.п.; – органическую примесь – лузгу, остатки листьев, стеблей, корзинок и т.п.; – пустые семена – без ядра; – семена всех дикорастущих и культурных растений; – испорченные – семена подсолнечника с явно испорченным ядром черного цвета. К масличной примеси относят: – в остатке на сите с отверстиями диаметром 3,0 мм семена подсолнечника: – полностью или частично обрушенные; – изъеденные вредителями, битые, давленные с остатками ядра менее половины; – поврежденные – с измененным цветом ядра от серо-желтого до коричневого цвета в результате сушки, самосогревания или поражения болезнями (загнившие, заплесневевшие); – недозрелые – щуплые; – проросшие – с явными признаками прорастания; – захваченные морозом – щуплые белесоватого цвета, с непрочной лузгой – все с измененным цветом ядра; – поврежденные растительноядными клопами – семена с темными пятнами на ядре различной величины и интенсивности. 1.2 Приемка Правила приемки – по ГОСТу 10852. В документе о качестве или сопроводительном документе на каждую партию заготовляемых или поставляемых семян подсолнечника дополнительно указывают класс семян по кислотному числу масла, а также пораженность семян белой или серой гнилью (в случае пораженности). Подсолнечник с содержанием испорченных и поврежденных семян, относимых соответственно к сорной или масличной примеси, более 1,0% должен сопровождаться заключением органов ветеринарной службы Госагропрома РФ об отсутствии их токсичности. 25 1.3 Методы определения качества Отбор проб – по ГОСТу 10852-86. Определение зараженности вредителями – по ГОСТу 10853-88. Определение сорной и масличной примеси – по ГОСТу 10854-88. Определение влажности – по ГОСТу 10856-64. Определение кислотного числа масла в семенах – по ГОСТу 10858-77 или ГОСТу 26597-85. Пораженность белой или серой гнилью определяют по результатам предварительной оценки растений подсолнечника в поле перед уборкой. Определение меди – по ГОСТу 26931-86. Определение ртути – по ГОСТу 26927-86. Определение свинца – по ГОСТу 26932-86. Определение пестицидов и микотоксинов – по методам, утвержденным Минздравом РФ. Определение запаха и цвета – по ГОСТу 27988-88. Определение кадмия – по ГОСТу 26933-86. 1.4 Транспортирование и хранение Семена подсолнечника размещают, транспортируют и хранят раздельно по классам в чистых сухих, без постороннего запаха, не зараженных вредителями транспортных средствах и зернохранилищах в соответствии с правилами перевозок, действующими на данном виде транспорта, санитарными правилами и условиями хранения, утвержденными в установленном порядке. Партии семян подсолнечника, предназначенные для выработки продуктов детского питания, размещают, транспортируют и хранят отдельно в условиях, исключающих возможность их смешивания с другими партиями. При размещении, транспортировании и хранении семян подсолнечника учитывают следующие состояния: По влажности состояние сухое средней сухости влажное сырое 26 влажность, % не более 7,0 7,1–8,0 8,1–9,0 9,1 и более По засоренности состояние чистое средней чистоты сорное сорная примесь, % не более 1,0 1,1–5,0 5,1 и более масличная примесь, % не более 3,0 3,1–7,0 7,1 и более На временное хранение сроком до 1 месяца должны закладываться семена подсолнечника с влажностью не более 9,0% и засоренностью не более 3,0% при условии их активного вентилирования. На длительное хранение в зернохранилища без активного вентилирования должны закладываться семена подсолнечника с влажностью не более 7,0% и засоренностью не более 2,0%. Семена подсолнечника с влажностью более 7,0% должны храниться на токах не более 1 суток. Партии семян подсолнечника, пораженных белой или серой гнилью, размещают, транспортируют и хранят отдельно в условиях, исключающих возможность их смешивания с другими партиями. Порядок выполнения работы Берут навеску семян подсолнечника 100 г, взвешивают с точностью до 0,01 г и проводят органолептическую оценку качества в сравнении с ГОСТами. Контрольные вопросы 1. Технические требования, предъявляемые к семенам подсолнечника при заготовках и поставках. 2. Транспортирование и хранение. 3. Назовите основные методы определения качества. 4. Перечислите правила приемки. 5. Ограничительные нормы для поставляемых семян. 6. Ограничительные нормы для заготовляемых семян. 7. Базисные нормы, в соответствии с которыми проводят расчет за заготовляемые семена подсолнечника. 8. Перечислите все, что относят к сорной примеси. 9. Что относят к масличной примеси? 10. В чем заключается переработка семян подсолнечника? 27 Лабораторная работа №2 Масло подсолнечное Цель работы: изучить показатели качества масла подсолнечного по ГОСТу 1129. Задачи: ознакомление с основными органолептическими и физикохимическими показателями качества на подсолнечное масло. Общие положения Дефекты вкуса (сырой, нечистый, салистый) возникают при низкой температуре или раннем прекращении процесса дезодорации, плохом паре (пар холодный, насыщен воздухом и влагой) и недостаточном вакууме. Реверсия вкуса и запаха возникает после дезодорации по прошествии некоторого времени и при прочих равных условиях связана со следующими обстоятельствами: • чем больше ненасыщенных глицеридов, тем больше вероятность реверсии; • при наличии продуктов окисления, повышенном содержании фосфатидов, стеринов, красящих веществ, мыла, большом содержании железа; • наличии погонов от дезодорации (конденсация погонов в дезодорированное масло). Привкусы салистый, прогорклый и рыбий возникают вследствие сильных окислительных процессов, при этом образуются перекиси и гидроперекиси. Процесс окисления автокаталитический, и его необходимо прерывать путем введения ингибиторов окисления (нафтолы, амины, хиноны). В зависимости от способа обработки и показателей качества подсолнечное масло подразделяют на виды, сорта и марки, указанные в таблице 2.1. Таблица 2.1 – Виды, сорта и марки подсолнечного масла Вид масла 1 Масло подсолнечное нерафинированное Масло подсолнечное гидратированное 28 Сорт 2 Высший Марка 3 – Код ОКП 4 91 4136 1100 Первый Второй Высший Первый Второй – – – – – 91 4136 1200 91 4136 1300 91 4136 2100 91 4136 1200 91 4136 1300 1 Масло подсолнечное рафинированное недезодорированное Масло подсолнечное рафинированное дезодорированное 2 3 – 4 91 4136 2100 – – Д П 91 4136 1200 91 4136 1300 Для производства продуктов детского и диетического питания предназначается рафинированное дезодорированное подсолнечное масло марки Д. Для поставки в торговую сеть и на предприятия общественного питания предназначается рафинированное дезодорированное подсолнечное масло марок ПиД, а также прессовое подсолнечное масло: рафинированное недезодорированное, гидратированное высшего и первого сортов и нерафинированное высшего и первого сортов. Подсолнечное масло должно вырабатываться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическим инструкциям, утвержденным в установленном порядке. Характеристики. Содержание пестицидов, токсичных элементов и микротоксинов в рафинированном дезодорированном масле марок Д и П, а также в прессовых маслах, предназначенных для непосредственного употребления в пищу (рафинированном недезодорированном, гидратированнном высшего и первого сортов, нерафинированном высшего и первого сортов), не должно превышать допустимые уровни, установленные медикобиологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Микробиологические показатели в рафинированном дезодорированном масле марки Д не должны превышать допустимые уровни, установленные медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Требования к сырью. Подсолнечное масло должно вырабатываться из семян подсолнечника, соответствующих требованиям ГОСТа 22391 (кроме семян сорта «Первенец»). Для производства рафинированного дезодорированного масла марки Д должно использоваться нерафинированное подсолнечное масло не ниже второго сорта. Содержание пестицидов в масле семян подсолнечника, предназначенных для выработки рафинированного дезодорированного масла марки Д, а также рафинированного недезодорированного, гидратированного высшего и первого сортов, нерафинированного высшего и первого сортов, используемых для непосредственного употребления в пищу, не должно 29 превышать допустимые уровни, установленные медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества сырья и пищевых продуктов. Содержание пестицидов в масле из семян подсолнечника, предназначенных для выработки рафинированного дезодорированного масла марки П, а также рафинированного недезодорированного, гидратированного и нерафинированного масел, используемых для переработки на пищевые продукты, не должно превышать допустимые уровни, установленные медико-биологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Содержание токсичных элементов и микротоксинов в семенах подсолнечника, предназначенных для выработки рафинированного дезодорированного масла марки Д, а также для масел для непосредственного употребления в пищу, не должно превышать допустимые уровни, установленные медикобиологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов. Упаковка и разлив. Подсолнечное масло выпускают фасованным и нефасованным. Подсолнечное масло фасуют: – массой нетто 500 и 700 г в стеклянные бутылки по ГОСТу 10117, типов VII и IX; – массой нетто 470, 575 и 1000 г в бутылки из окрашенных (или неокрашенных) полимерных материалов, разрешенных к применению органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора. Допустимые отклонения от массы нетто в граммах: ± 10 при фасовании 1000 г; ± 5 при фасовании от 470 до 750 г включительно. Бутылки с подсолнечным маслом должны быть герметично укупорены алюминиевым колпачком для укупоривания бутылок с пищевыми жидкостями из алюминиевой фольги по ГОСТу 745 с картонной уплотнительной прокладкой с целлофановым покрытием. Бутылки из полимерных материалов укупоривают колпачками из полиэтилена высокого давления низкой плотности по нормативно-технической документации или заваривают. Бутылки с подсолнечным маслом упаковывают в деревянные многооборотные ящики по ГОСТу 11354 и пластмассовые многооборотные ящики для бутылок по нормативной документации. Бутылки из полимерных материалов упаковывают также в ящики из гофрированного картона по ГОСТу 13516. 30 Упаковывание бутылок в проволочные многооборотные ящики по нормативной документации, а также в тару-оборудование по ГОСТу 24831 проводят только для местной реализации. Нефасованное подсолнечное масло упаковывают во фляги алюминиевые по ГОСТу 5037 с уплотняющими кольцами из жаростойкой резины по ГОСТу 17133 и других материалов, разрешенных органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора в установленном порядке, в бочки стальные, неоцинкованные для пищевых продуктов по ГОСТу 13950, а также по согласованию с потребителем наливают рафинированное недезодорированное, гидратированнное и нерафинированное подсолнечное масло в тару потребителя, пригодную для перевозки растительных масел автотранспортом. Рафинированное дезодорированное подсолнечное масло в стальные неоцинкованные бочки для пищевых продуктов по ГОСТу 13950, а также в алюминиевые фляги по ГОСТу 5037 наливают только по согласованию с потребителем. Подсолнечное масло разливают по видам и сортам. Тара, применяемая для розлива подсолнечного масла, должна быть чистой. Порядок выполнения Берут навеску 10 г подсолнечного рафинированного и нерафинированного масла и проводят органолептическую оценку. Затем полученные результаты сравнивают с ГОСТом. По органолептическим показателям подсолнечное масло должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.2. По физико-химическим показателям подсолнечное масло должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.3. Контрольные вопросы 1. Органолептические показатели на подсолнечное масло. 2. Основные физико-химическим показатели подсолнечного масла. 3. Основные виды растительного масла. 4. Упаковка и разлив. 5. Основные требования, предъявляемые к сырью. 6. Особенности технологий и работы рафинационного оборудования, учет которых в повседневной деятельности позволит повысить качество рафинированного масла до уровня ведущих торговых марок. 31 32 Таблица 2.2 – Основные физикохимические показатели подсолнечного масла 33 Таблица 2.3 – Основные физикохимические показатели качества подсолнечного масла Лабораторная работа №3 Метод определения примесей, запаха, вкуса и цвета семян подсолнечника Цель работы: изучить методику и освоить порядок определения запаха, вкуса, цвета и примесей в семенах подсолнечника Задание: определить в анализируемой пробе семян подсолнечника содержание сорной и масличной примеси, содержание в семенах подсолнечника пустых, испорченных, поджаренных и поврежденных семян, запах, цвет и вкус семян. Материалы и оборудование: аналитические весы с точностью до 0,0002 г, сита с круглыми отверстиями диаметром 3 мм, разборные доски, шпатели, препаровальные иглы, стаканы, стекла, весы лабораторные с погрешностью взвешивания не более 0,01 кг, мельница зерновая лабораторная ЛЗМ («Пируетка»), банка с крышкой вместимостью 500 см3, колбы конические со шлифом вместимостью 100 см3 по ГОСТу 1770, сетка проволочная стальная, чашка вместимостью 200–250 см3, источник тепла, обеспечивающий нагрев семян до 40°С. Общие положения Методы определения цвета и запаха основаны на органолептической оценке исследуемого признака. Определение цвета производят при рассеянном дневном свете. Цвет семян характеризуют соответственно описанию этого признака в стандартах на семена или сравнением исследуемых семян с установленным образцом. Порядок выполнения работы Отбор проб и выделение навесок – по ГОСТу 10852. 3.1 Определение сорной и масличной примесей Берут навеску семян подсолнечника 100 г, взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем просеивают через сито с круглыми отверстиями диаметром 3 мм. В сходе с сита выделяют (на разборной доске) неорганическую примесь (земля, песок, камешки), органическую примесь (стебли, солому, семена других культур, пустые семена, свободная лузга) и масличную примесь в 34 соответствии с характеристикой, указанной в стандарте на масличные семена соответствующей культуры. Проход с сита на фракции не разбирают и считают сорной примесью. Выделенные фракции сорной и масличной примесей взвешивают на технических весах и выражают в процентах от взятой на анализ навески. 3.2 Определение содержания в семенах подсолнечника пустых, испорченных, поджаренных и поврежденных семян Из навески в 100 г, взятой для определения засоренности семян подсолнечника, выделяют сорную и масличную примеси. Из оставшихся примесей семян берут навеску 10 г, все семена в которой вскрывают и выделяют две фракции: – пустые семена, относимые к сорной примеси; – испорченные и поджаренные ядра со снятыми с них плодовыми оболочками, относимые, согласно требованиям стандарта на семена подсолнечника, к масличной примеси. 3.3 Определение запаха Запах определяют как в целых, так и в размолотых семенах. В документах указывают, в каких семенах (целых или размолотых) обнаружен запах. Для определения запаха небольшое количество семян (целых или размолотых) берут в ладонь и согревают их дыханием. Для удаления запаха семена высыпают в стакан, заливают их горячей водой (60–70°С), накрывают стакан стеклом, выдерживают 2–3 минуты. После чего сливают воду и исследуют семена на присутствие запаха. Прогревать семена можно паром в течение 2–3 минут в сосудах, находящихся над кипящей водой, помещая семена в сетку. Прогретые семена высыпают на лист чистой бумаги и устанавливают запах. Запах определяют в целых или размолотых семенах. Навеску семян помещают в чашку и устанавливают наличие или отсутствие постороннего запаха. В тех случаях, когда в целых семенах проявляется слабо выраженный запах, не свойственный нормальным семенам, для усиления его семена прогревают следующим способами: а) семена помещают на сетку и в течение 2–3 мин пропаривают над сосудом с кипящей водой. Пропаренные семена высыпают на лист бумаги и исследуют на присутствие постороннего запаха; 35 б) семена помещают в чистую без наличия постороннего запаха коническую колбу со шлифом вместимостью 100 см3, плотно закрывают пробкой и выдерживают в течение 30 мин при температуре 35–40°С, используя любой источник тепла. Затем открывают на короткое время колбу и исследуют на присутствие постороннего запаха в семенах. Определение постороннего запаха в размолотых семенах проводят по способу б. В результатах анализа указывают, на каких семенах, целых или размолотых, проводилось испытание. Вкус определяют в небольшом количестве чистых (без примесей) размолотых семян и разжевывают. 3.4 Определение цвета Цвет семян определяют визуально при рассеянном дневном свете, а также при освещении лампами накаливания или люминесцентными лампами. Рассыпав тонким слоем навеску семян массой 10 г, определяют соответствие их цвета описанию этого признака в стандарте на анализируемую культуру. При разногласиях цвет определяют только при рассеянном дневном свете. Результаты исследований записывают в таблицу 3.1. Таблица 3.1 – Результаты проведенных исследований Образец Запах Цвет Вкус Содержание сорной примеси Содержание масличной примеси Контрольные вопросы 1. С какой целью и какими способами проводится определение запаха, цвета и вкуса семян подсолнечника? 2. Как определяется содержание сорной и масличной примеси в анализируемой пробе? 3. Опишите порядок определения содержания в семенах подсолнечника пустых, испорченных, поджаренных и поврежденных семян. 4. Перечислите другие органолептические показатели, определяющие пригодность семян подсолнечника для получения масла в соответствии с ГОСТом. 36 Лабораторная работа №4 Определение влажности масличных семян Цель работы: изучить и освоить методику определения влажности масличных семян. Задание: определить влажность анализируемых образцов масличных семян. Аппаратура и реактивы: СЭШ-3, препаровальные иглы, разборные доски, бюксы, весы аналитические, щипцы, эксикатор. Общие положения Определение влажности при приеме семян ведут в соответствии с ГОСТом 10856-64 методом высушивания навесок в сушильном шкафу СЭШ-3 при температуре 130 ± 2°С в течение 40 мин. Метод является основным при арбитражных анализах, необходимость в которых возникает при разногласиях в оценке величины влажности семян между поставщиками масличного сырья и сырьевым отделом маслозавода, а также при контрольной проверке других методов определения влажности. Порядок выполнения работы Для определения влажности масличных семян берут навески целых семян, за исключением семян арахиса, клещевины и сои, которые предварительно разрезают на части толщиной около 2 мм. Две навески семян массой около 5 г каждая взвешивают на весах 4-го класса (результат записывают с точностью до второго десятичного знака) и помещают в сушильный шкаф при температуре 130°С в открытых бюксах. Через 40 мин с момента установления в шкафу температуры 130°С бюксы с навесками вынимают из шкафа щипцами, закрывают крышками и переносят в эксикатор до полного охлаждения. Бюксы снова взвешивают и по разности масс навесок до и после высушивания определяют потерю влаги. Влажность масличных семян также определяют методом высушивания до постоянной массы при температуре 100–105°С в сушильном шкафу. Для определения берут навеску материала около 5 г, взвешивают на весах 2-го класса с записью результата до четвертого десятичного знака. Первое взвешивание делают после высушивания материала в течение часа, последующие – через полчаса. За постоянную принимают массу, которая отличается 37 от предыдущей на величину, не превышающую 0,0004 г. Затем по величине потери влаги рассчитывают влажность семян. Обработка результатов Влажность семян в процентах Вс рассчитывают по формуле Bc ( m m1 ) 100 /( m1 m 2 ), где m – масса бюксы с семенами до высушивания, г; m1 – масса бюксы с семенами после высушивания, г; m2 – масса пустой бюксы, г. При наличии двух параллельных определений влажности находят среднее арифметическое с погрешностью до 0,1%, которое и принимают за влажность семян. Результаты опытов определения влажности масличных семян записывают в таблицу 4.1 Таблица 4.1 – Результаты определения влажности масличных семян Наименование образца Значения влажности масличных семян Среднее значение 1 повторность 2 повторность влажности Контрольные вопросы 1. На чем основан метод определения влажности масличных семян? С какой целью его проводят? 2. Опишите порядок определения влажности семян различных масличных растений (подсолнечник, арахис, клещевина и др.). 3. При какой температуре проводят определение влажности масличных семян? 4. Приведите формулу для определения влажности семян и поясните значение неизвестных. 38 Лабораторная работа №5 Определение масличности семян подсолнечника Цель работы: освоить методику и получить навыки по ускоренному определению масличности семян подсолнечника Задание: определить на рефрактометре содержание масла в трех различных образцах семян подсолнечника Оборудование: рефрактометр ИРФ-454, ступки фарфоровые, аналитические весы, стаканы вместимостью 50–100 см3, палочки стеклянные оплавленные, бромнафталин, бумага фильтровальная складчатая, речной песок, мельница лабораторная, воронки стеклянные, Элекс -7. Общие положения Под масличностью семян понимают содержание в них сырого жира, переходящего в эфирную вытяжку из исследуемых семян. Масличность определяют по ГОСТу 10857 в семенах, используемых в качестве сырья для маслодобывающей промышленности. Сущность метода заключается в извлечении сырого жира из семян соответствующим растворителем следующими способами: экстракционный: определение содержания сырого жира производят путем извлечения его из семян растворителем (этиловый эфир) в аппарате Сокслета; рефрактометрический: определение содержания жира производят путем извлечения его из семян нелетучим растворителем (бромнафталин или хлорнафталин), показатель преломления которого резко отличается от показателя преломления жира, с последующим определением концентрации жира в растворе по показателю преломления. Порядок выполнения работы Рефрактометрический метод предназначен для ускоренного определения масличности семян подсолнечника. Осветительную призму рефрактометра за рукоятку откинуть на угол 100°. На чистую полированную поверхность измерительной призмы стеклянной палочкой осторожно, не касаясь призмы, нанести 2–3 капли бромнафталина. Опустить осветительную призму и прижать ее крючком. Источник света направить на входное окно осветительной призмы. Поворотом зеркала добиться наилучшей освещенности шкалы. Установить окуляр на отчетливую видимость перекрестия сетки. Вращением махо39 вика границу светотени ввести в поле зрения окуляра и навести ее точно на перекрестие. Устранить вращением маховика-монохроматора дисперсию, т.е. радужный спектр, добиваясь обесцвечивания границы светотени. По шкале снять величину показателя преломления. Цена деления шкалы – 0,0005. Целые, десятые, сотые и тысячные доли отсчитывать по шкале, десятитысячные доли оценивают на глаз. Из средней пробы подсолнечных семян выделяют на делителе 50–60 г семян. Освобождают их от сора (свободное ядро обрушенных семян оставляют в навеске) и подсушивают при температуре 130°С в течение 30–40 мин до влажности не более 4%. Затем семена измельчают в медной ступке или на лабораторной мельнице, предварительно промасленных. Семена подсолнечника измельчают до такой степени, пока ядро не превратится в муку, а лузга не примет вид частиц длиной не более 1/4 длины семени. Промасливание ступки или мельницы проводят путем измельчения небольшого количества семян, взятых из образца (не из навески). Измельченные семена тщательно перемешивают шпателем и из перемешанной пробы берут навески для анализа на масличность и влажность. Влажность определяют ускоренным методом, высушивая 2 г измельченных семян при температуре 130°С в течение 20 мин. Для определения масличности берут на технических весах навеску измельченных семян 5 г. Навеску переносят в фарфоровую ступку (диаметр 10–11 см). Туда же присыпают 2–3 г мелкозернистого песка и приливают из бюретки 5 см3 бромнафталина. Смесь тщательно растирают 3 мин, а затем из той же бюретки приливают еще 15 см3 растворителя и содержимое ступки размешивают 2–3 мин. Общий объем прилитого растворителя должен составлять точно 20 см3. Раствор фильтруют через бумажный складчатый фильтр и определяют показатель его преломления (не дожидаясь конца фильтрования) с помощью рефрактометра в вышеуказанной последовательности. Отсчет показателей преломления растворителя и раствора производят три раза и за окончательный результат берут среднее значение. Обработка результатов Вычисление содержания жира в процентах (Мвл) производят по формуле M вл ( b п ) п где Мвл – содержание жира при влажности измельченного материала,%; 40 п – разность между показателями преломления растворителя и раствора; – коэффициент, показывающий, какой процент жира приходится на 0,0001 п при данном растворителе (по результатам одного из маслозаводов области); b – постоянная, имеющая следующие значения: при работе с бромнафталином – 12380; при работе с хлорнафталином – 16900. Для пересчета масличности на сухое вещество пользуются следующей формулой: М сух М вл 100 100 W , где Мсух – масличность семян в пересчете па сухое вещество, %; Мвл – масличность измельченных семян при фактической влажности, %; W – влажность измельченных семян в %. Результаты анализа записывают в таблицу 5.1. Таблица 5.1 – Определение результатов масличности семян подсолнечника Наименование показателя Наименование образцов 1 2 3 Масличность семян подсолнечника Контрольные вопросы 1. Что понимают под масличностью семян? 2. Какие виды масличного сырья используют для производства растительного масла? 3. Какими методами определяют масличность семян подсолнечника? 4. Охарактеризуйте методику определения масличности семян на рефрактометре. 41 Лабораторная работа №6 Определение запаха, цвета и прозрачности растительного масла Цель работы: изучить методику и освоить порядок определения запаха, цвета и прозрачности растительного масла. Задание: определить органолептические показатели качества растительных масел, определить степень прозрачности подсолнечного масла. Аппаратура, материалы и реактивы: фотоколориметр, позволяющий проводить измерение при длинах волн 570 нм, весы лабораторные общего назначения по ГОСТу 24104, СЭШ-3, термометры лабораторные типа ТД-2 по ГОСТу 28498, стаканы химические В-1-600 ТХС по ГОСТу 25336, колбы мерные 1-100-2-10/9 по ГОСТу 1770, колбы конические Кн-1-100-14/23 по ГОСТу 25336, пипетки вместимостью 5, 10, 50 см3, бюретки вместимостью 100 см3, гидразин сернокислый по ГОСТу 5841, уротропин технический по ГОСТу 1381, спирт этиловый ректификованный технический по ГОСТу 18300, вода дистиллированная по ГОСТу 6709, бумага фильтровальная по ГОСТу 12026, стакан В-1-150 по ГОСТу 25336, цилиндр 2-100 по ГОСТу 1770, термометр жидкостный стеклянный по ГОСТу 28498, баня водяная, пластинка стеклянная размером 10–30 см. Общие положения В соответствии с ГОСТом 18848 органолептическими методами в растительных маслах определяют вкус, запах, цвет и прозрачность. Вкус и запах растительных масел зависят от вида и качества перерабатываемого сырья (масло, полученное из дефектных семян, может иметь неприятные, затхлые вкус и запах), от способа производства (прессование и экстрагирование) и технологических режимов работы оборудования. Сырые доброкачественные растительные масла имеют специфические вкус и запах, характерные для данного вида масла. Вкус и запах масел становятся менее выраженными после рафинации. Они изменяются также в процессе хранения. По вкусу и запаху можно установить вид масла, в определенной степени доброкачественность, а также наличие таких примесей, как, например, следы бензина. Цвет растительных масел обусловливается присутствием в их составе красящих веществ (пигментов), таких, как каротиноиды, хлорофилл, госсипол и их производные. Цвет сырых растительных масел достаточно специфичен, однако он сильно зависит от способа извлечения масел (так, 42 экстракционные масла окрашены интенсивнее прессовых), а также от условий их хранения. Известно, что под действием кислорода воздуха, ультрафиолетового и -излучения на каротиноиды масло постепенно обесцвечивается. Прозрачность – показатель, характеризующий отсутствие в растительном масле при температуре 20°С мути или взвешенных частиц, видимых невооруженным глазом, которые ухудшают товарный вид масла, снижают сорт. Порядок выполнения работы Органолептические методы определения запаха, цвета и прозрачности растительных масел. Отбор проб производят по ГОСТу 5471. Проба испытуемого масла до проведения определения запаха и цвета должна быть отстоена или профильтрована. Проба испытуемого масла до проведения определения прозрачности должна быть тщательно перемешана. Масло, подвергшееся охлаждению, предварительно нагревают при 50°С на водяной бане в течение 30 минут. Затем медленно охлаждают до 20°С и перемешивают. При определении степени прозрачности подсолнечного масла отбор проб производят по ГОСТу 5471. Фотоколориметр готовят в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Устанавливают фильтр с длиной волн 570 или 590 нм. Приготовление суспензий формазина. За единицу формазиновой шкалы принимают разбавленную в отношении 1:1000 водную суспензию формазина, полученную при взаимодействии равных объемов водного раствора сернокислого гидразина массовой концентрацией 10 г/дм3 и водного раствора уротропина массовой концентрацией 100 г/дм3. Растворы готовят при температуре окружающей среды (20±2)°C. Температура дистиллированной воды для приготовления растворов должна быть (20±2)°C. Приготовление раствора сернокислого гидразина массовой концентрации 10 г/дм3. Растворы сернокислого гидразина готовят в мерной колбе вместимостью 100 см3. Взвешивают 1,0±0,01 г сернокислого гидразина. Результат записывают с точностью до второго десятичного знака. Затем помещают в мерную колбу. Приливают дистиллированную воду, перемешивают, доводят объем дистиллированной водой до метки и снова тщательно перемешивают. 43 Раствор сернокислого гидразина перед приготовлением формазиновой эмульсии должен стоять не менее 4 часов. Приготовление водного раствора уротропина массовой концентрации 100 г/дм3. Растворы уротропина готовят в мерной колбе вместимостью 100 см3. Взвешивают 10,00±0,01 г уротропина. Результат записывают до второго десятичного знака. Навеску помещают в мерную колбу. Приливают дистиллированную воду, перемешивают, доводят объем дистиллированной водой до метки и снова тщательно перемешивают. Приготовление исходной суспензии прозрачностью 1000 формазиновых единиц (фем). Водные растворы сернокислого гидразина и уротропина из мерных колб сливают в коническую колбу вместимостью 250 см3, тщательно перемешивают. Смесь оставляют на 24 часа при температуре (20±2)°C для получения устойчивой суспензии. Приготовление суспензии формазина прозрачностью 50 фем. В мерную колбу вместимостью 500 см3 пипеткой вводят 25 см3 исходной суспензии, доводят объем дистиллированной водой до метки и перемешивают. Приготовление суспензии формазина со степенью прозрачности 2 фем. В мерную колбу вместимостью 500 см3 пипеткой вводят 1 см3 исходной суспензии формазина, доводят объем до метки и перемешивают. Перед отбором требуемого количества необходимо тщательное перемешивание суспензии формазина для равномерного распространения частиц по объему колбы. Температура дистиллированной воды, применяемой для разбавления суспензий формазина, должна быть (20±2)°C. Хранение и маркировка градуировочных суспензий формазина. Градуировочные суспензии формазина хранят в колбах с притертыми пробками в холодильнике при температуре 5–10°С. Суспензии формазина сохраняют стабильными значения оптической плотности: со степенью прозрачности 50 фем в течение 1 мес.; со степенью прозрачности 2 фем в течение 5 сут. При маркировке посуды с градуировочными суспензиями формазина указывают степень прозрачности в единицах фем, дату приготовления и срок годности. Построение градуировочного графика. Градуировочный график строят, используя градуировочные суспензии со значениями степени прозрачности 2 и 50 фем. 44 Для построения градуировочного графика заливают в одну кювету фотоколориметра дистиллированную воду, а в две другие – градуировочные суспензии со степенью прозрачности 2 и 50 фем. Кювету с дистиллированной водой поочередно помещают с соответствующей градуировочной суспензией (2 или 50 фем) в оба измерительных канала прибора и записывают значения оптической плотности для каждой суспензии. По полученным двум значениям оптической плотности строят линейный график: степень прозрачности – оптическая плотность. Подготовка пробы масла. Если испытуемое масло было охлаждено, то его подогревают до комнатной температуры, перемешивают, наливают 50–60 см3 масла в стакан, нагревают в сушильном шкафу до температуры 80–85°С и фильтруют непосредственно в сушильном шкафу через складчатый фильтр для определения нежировых примесей, помещая пробу около чувствительного элемента термометра. Профильтрованное масло охлаждают до температуры 20–22°С в проточной воде. Определение запаха, цвета и прозрачности производят при температуре масла около 20°С. Для определения запаха масло наносят тонким слоем на стеклянную пластинку или растирают на тыльной поверхности руки. Для более отчетливого распознания запаха масло нагревают на водяной бане до температуры около 50°С. Для определения цвета масло наливается в стакан слоем не менее 50 мм и рассматривается в проходящем и отраженном свете на белом фоне. При испытании устанавливается цвет и оттенок испытуемого масла (желтый с зеленоватым оттенком, темно-зеленый и т.д.). Для определения прозрачности 100 мл масла наливают в цилиндр и оставляют в покое при температуре 20°С на 24 ч (касторовое масло – при 20°С на 48 ч). Отстоявшееся масло рассматривают как в проходящем, так и в отраженном свете на белом фоне. Испытуемое масло считается прозрачным, если оно не имеет мути или взвешенных хлопьев. Определение степени прозрачности подсолнечного масла. Масло, подготовленное в соответствии с требованиями, наливают без образования пузырьков воздуха в кювету фотоколориметра длиной 20 мм; кювету быстро помещают в прибор и измеряют оптическую плотность масла относительно кюветы с тем же маслом, но профильтрованным через складчатый фильтр 45 при температуре (20±2)°С. Результат записывают с точностью до первого десятичного знака. Измерения проводят компенсационным методом. Обработка результатов Измерив оптическую плотность исследуемого масла, по градуировочному графику определяют степень его прозрачности в формазиновых единицах (фем). Результат записывают с точностью до первого десятичного знака. За окончательный результат определения принимают среднее арифметическое значение степени прозрачности двух образцов масла. Метрологические характеристики метода при доверительной вероятности 0,95 приведены в таблице 6.1. Таблица 6.1 – Метрологические характеристики метода Значение определяемой величины, фем от 1 до 50 Предел возможных значений относительной погрешности определения, % 14 Допускаемое относительное расхождение между результатами параллельных определений, % 20 Результаты проведенных опытов записывают в таблицу 6.2. Таблица 6.2 – Результаты определения запаха, цвета и прозрачности растительного масла Наименование образца Запах Цвет Прозрачность органолептический физико-химический показатель показатель Контрольные вопросы 1. Опишите порядок определения прозрачности растительного масла. 2. Как проводится определение запаха, цвета и вкуса растительного масла? 3. Охарактеризуйте методику приготовления суспензий формазина. 4. Как правильно подготовить пробу масла к анализу? 5. Приведите последовательность построения градуировочного графика. 46 Лабораторная работа №7 Определение показателя преломления растительного масла Цель работы: освоить методику и получить навыки работы на рефрактометре. Задание: определить на рефрактометре показатель преломления растительных масел, полученных из различных видов сырья. Оборудование: рефрактометр ИРФ-454; термостат; образцы растительных масел. Общие положения Показатель преломления – это отношение скорости света в воздухе к скорости света в жидкой среде. Показатель преломления зависит от температуры и длины волны падающего света. По показателю преломления жиров и масел определяют чистоту пищевых продуктов, в том числе импортируемых, а также видовую и сортовую принадлежность масла. Прибор, которым определяют показатель преломления, называется рефрактометром. Порядок работы на рефрактометре ИРФ-454 Б2М. Рефрактометр лабораторный предназначен для измерения показателя качества преломления nD и средней дисперсии nF – nС неагрессивных жидких сред, а также для непосредственного измерения процентного содержания сахарозы. С помощью существующих методик, ГОСТа, таблиц и справочных устройств рефрактометр можно применять в пищевой промышленности для измерения содержания сахара и сухих веществ по сахарозе в напитках, плодах, ягодах, содержания алкоголя и экстракта в винах, водке, пиве, ликерах и т.п. Рефрактометр следует эксплуатировать в помещениях с кондиционированием или частично кондиционированным воздухом при температуре от 18 до 20°С и относительной влажности не более 80%. Принцип действия и оптическая схема. Принцип действия рефрактометра основан на явлении полного внутреннего отражения при прохождении светом границы раздела двух сред с разными показателями преломления. Рефрактометром можно исследовать вещества с показателем преломления от 1,20 до 1,7, а также определять массовую долю растворимых в воде сухих веществ. 47 Все измерения следует проводить в «белом» свете (дневном или электрическом). На чистую полированную поверхность измерительной призмы стеклянной палочкой или пипеткой осторожно, не касаясь призмы, нанести две-три капли жидкости. Опустить осветительную призму и прижать ее крючком. Измерения прозрачных жидкостей проводить в проходящем свете, когда он проходит через открытое окно осветительной призмы, при этом окно измерительной призмы закрыто зеркалом. Порядок выполнения работы Пробу испытуемого масла перемешивают и фильтруют. Проверяют установку нуль-пункта по дистиллированной воде. Осветительную призму за рукоятку откинуть на угол 100°. На чистую полированную поверхность измерительной призмы стеклянной палочкой осторожно, не касаясь призмы, нанести 2–3 капли растительного масла. Опустить осветительную призму и прижать ее крючком. Образец масла, нанесенный на призмы рефрактометра, следует выдержать при требуемой температуре (20±0,2°С) 5 мин. Источник света направить на входное окно осветительной призмы. Поворотом зеркала добиться наилучшей освещенности шкалы. Установить окуляр на отчетливую видимость перекрестия сетки. Вращением маховика границу светотени внести в поле зрения окуляра и навести ее точно на перекрестие. Устранить вращением маховика-мопохроматора дисперсию, т.е. радужный спектр, добиваясь обесцвечивания границы светотени. По шкале снять величину показателя преломления. После определения призмы тщательно протирают этиловым спиртом и затем сухой ватой. Отсчет показателя преломления производят три раза и за окончательный результат берут среднее значение. Целые, десятые, сотые и тысячные доли отсчитывают по шкале, десятитысячные доли оценивают на глаз. Абсолютное расхождение между двумя параллельными определениями должно быть не более 0,0002 делений. Обработка результатов Результаты анализа записывают в таблицу 7.1. 48 Таблица 7.1 – Определение показателя преломления растительного масла Наименование показателя Виды растительных масел Показатель преломления Контрольные вопросы 1. Дайте определение показателя преломления. 2. С какой целью и в каких случаях определяют показатель преломления масел? 3. Опишите последовательность определения показателя преломления растительного масла на рефрактометре. 4. Охарактеризуйте порядок работы на рефрактометре ИРФ-454. 49 Лабораторная работа №8 Определение кислотного числа масла в семенах Цель работы: изучить методику и освоить порядок определения кислотного числа масла в семенах. Задание: определить кислотное число масла в семенах. Оборудование: лабораторный пресс, раствор фенолфталеина, полуавтоматическая бюретка, раствор этилового спирта с этиловым эфиром, колбы на 250 см3. Общие положения Кислотное число – одна из основных качественных характеристик масла, определяющая пригодность его для пищевых целей и характеризующаяся содержанием в масле свободных жирных кислот. Наличие этих кислот в масле объясняется главным образом протеканием процесса расщепления молекул триацилглицеринов под влиянием неблагоприятных условий хранения, а также незавершенностью процессов образования молекул триацилглицеринов. Накопление в масле свободных жирных кислот свидетельствует об ухудшении его качества. Кислотное число масла (к.ч.) – это число мг щелочи (КОН), пошедшее на титрование свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла. Величина кислотного числа масла в семенах является показателем их качества. Для определения кислотности масла в семенах подсолнечника в процессе приемки применяют метод, основанный на титровании раствором щелочи свободных жирных кислот, содержащихся в масле, полученном из семян при лабораторном прессовании. Пресс отжима масла семян подсолнечника лабораторный У1-ЕПМ (далее пресс) предназначен для отжима масла из проб семян подсолнечника с целью определения кислотного числа масла по ГОСТу 10858-77. Пресс может быть использован также в производственных и научноисследовательских лабораториях. Семена подсолнечника в зависимости от кислотного числа масла подразделяют на три класса (табл. 8.1). Порядок выполнения работы Пресс поставляется в собранном виде в соответствии с основными конструкторским документом У1-ЕПМ.00.00.000 и техническими условиями (табл. 8.2). 50 Таблица 8.1 – Ограничительные нормы для семян подсолнечника по кислотному числу Класс подсолнечника Высший Первый Второй Кислотное число масла, мг КОН (для семян) заготовляемых поставляемых не более 0,8 не более 1,3 0,9–1,5 1,4–2,2 1,6–3,5 2,1–5,0 Таблица 8.2 – Состав изделия Наименование основных составных частей Станина Гидроцилиндр Станция насосная Стол Опора Арматура Цилиндр Количество 1 2 1 1 2 2 2 Устройство. Станина изготовлена из стального уголка. Назначение – размещение составных частей пресса. Гидроцилиндр представляет собой стальной цилиндр, в котором размещен шток с поршнем и элементами уплотнений. Назначение – возвратно-поступательное перемещение штока с необходимым усилием. Станция насосная представляет собой металлический бак с рабочей жидкостью и панелью, на которой размещены электродвигатель, насос, элементы управления и обслуживания. Назначение – создание необходимого давления рабочей жидкости. Стол представляет собой сварную металлическую конструкцию. Назначение – размещение составных частей и элементов пресса. Опора представляет собой металлическое кольцо. Назначение – служит опорой цилиндра. Конструкция опоры обеспечивает сбор и вывод масла, полученного при отжиме навески семян. Арматура представляет собой гибкие рукава, трубы с элементами подключения к насосной станции и гидроцилиндрам. Цилиндр представляет собой перфорированный металлический стакан, в котором происходит прессование навески семян подсолнечника. Принцип работы пресса заключается в механическом воздействии на навеску семян подсолнечника и извлечении масла прессованием. 51 Управление работой пресса производится с панели управления. Семена подсолнечника предварительно просушиваются до влажности не более 10%. В случае малой масличности семян и получения менее 5 г масла после первого отжима необходимо сбросить давление, досыпать семян в стакан и повторить отжим. При аварийной ситуации нажать кнопку «стоп». Своевременное и правильное техническое обслуживание пресса обеспечивает его безотказную работу и увеличивает срок службы. Во время работы пресса необходимо следить за наличием рабочей жидкости в гидросистеме (уровень жидкости в баке должен быть не ниже верхней отметки маслоуказателя). В процессе эксплуатации пресса необходимо следить за чистотой фильтра и периодически очищать его. Первую очистку необходимо провести после 8 часов работы пресса. Последующие очистки фильтра должны производиться через каждые 100 часов работы пресса. Давление рабочей жидкости контролируется манометром, расположенным на верхней плите насосной станции, вращением регулировочного винта предохранительного клапана. Пресс отжима семян подсолнечника лабораторный У1-ЕПМ заводской соответствует техническим условиям У1-ЕПМ. Ход работы. На весах 4-го класса в колбу отвешивают 4-5 г масла с записью результатов до второго десятичного знака и приливают 50 мл смеси этилового спирта с этиловым эфиром, добавляют 3–5 капель фенолфталеина. Полученный раствор при постоянном перемешивании титруют раствором гидрата окиси калия или натрия до слабо-розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Обработка результатов Кислотное число вычисляют по формуле К.ч. А 5,611 V K / m B, при значении коэффициентов: А = 1,17 и В = – 0,23 – для метода извлечения масла из семян лабораторным прессованием; А = 1 и В = 0 – для метода извлечения масла из семян настаиванием в диэтиловом эфире; А = 0,92 и В = 0,57 – для метода извлечения масла из семян экстракцией в аппарате Сокслета; 5,611 – титр 0,1 н раствора гидроксида калия, мг/мл; 52 V – количество 0,1 н раствора щелочи, израсходованной на титрование, мл; К – поправка к титру; т – масса навески масла, г. Результаты определений записывают в таблицу 8.3. Таблица 8.3 – Результаты определения кислотного числа масла в семенах Наименование образца Количество щелочи, израсходованное на титрование Значения коэффициентов Масса навески, г Результаты определения класса семян подсолнечника записывают в таблицу 8.4. Таблица 8.4 – Результаты определения класса подсолнечника Образец Кислотное число 1 повторность 2 повторность Класс подсолнечника Контрольные вопросы 1. Сформулируйте понятие кислотного числа масла в семенах. 2. От чего зависит содержание свободных жирных кислот в семенах и как они влияют на качество масла? 3. Что лежит в основе метода определения кислотного числа масла в семенах подсолнечника? 4. Охарактеризуйте устройство и принцип работы лабораторного пресса для отжима У1-ЕПМ. 5. Опишите порядок расчета кислотного числа масла. 53 Лабораторная работа №9 Методы определения мыла в растительных маслах Цель работы: изучить и освоить методику определения мыла в растительных маслах. Задание: определить отсутствие мыла качественным методом и содержание мыла методом титрования спирто-бензиновым раствором. Оборудование: плитка электрическая по ГОСТу 14919, асбест, кусочки пемзы, колбы Кн -1-250 Тс по ГОСТу 25336, цилиндры 1(3)-25(50, 100) по ГОСТу 1770, вода дистиллированная по ГОСТу 6709, фенолфталеин по ТУ 6-09-536, спиртовой раствор с массовой долей 1%, спирт этиловый по ГОСТу 17299, весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104, баня водяная, термометр лабораторный, обеспечивающий температуру 100°С, бюретка 1 (2, 3, 6) – 1(2)-2(5) – 0,01 по ГОСТу 29251, пипетка 2(3)-1(2)5(10) по ГОСТу 29169, бензин авиационный по ГОСТ 1012. Кислота серная по ГОСТу 4204, водный раствор концентрации с (H2SO4) = 0,1 моль/дм3, кислота соляная по ГОСТ 3118, водный раствор концентрации с (НС1) = 0,1 моль/дм3, метиловый красный по ТУ 6-09-51-69, водный раствор с массовой долей 0,2%. Общие положения Качественный метод определяет отсутствие мыла (натриевых солей свободных жирных кислот) в рафинированных маслах после щелочной рафинации, натуральных жирных кислотах. Количественные методы определяют содержание мыла, оставшегося в масле после щелочной рафинации сырых масел, натуральных жирных кислотах. Порядок выполнения работы Определение отсутствия мыла (качественный метод). Отбор проб производят по ГОСТу 5471. Пробу испытуемого масла тщательно перемешивают. Масло берется для испытания в непрофильтрованном виде. В конической колбе вместимостью 250 см3 предварительно кипятят 50 см3 дистиллированной воды с несколькими каплями фенолфталеина (при этом вода должна оставаться бесцветной), а затем добавляют около 10 см3 испытуемого масла и кипятят в течение 5–10 мин. 54 Для равномерности кипения в колбу помещают кусочки пемзы или стеклянные капилляры. По окончании кипячения колбу ставят на лист белой бумаги и добавляют еще несколько капель фенолфталеина. При отсутствии мыла в масле нижний слой в колбе после охлаждения должен оставаться бесцветным. Чувствительность метода 0,02%. Определение содержания мыла титрованием спирто-бензинового раствора. В коническую колбу берут навеску исследуемого масла массой 10 г, прибавляют 10 см3 этилового спирта с массовой долей 95% и 30 см3 бензина и взбалтывают до полного раствора масла. К полученной жидкости добавляют 50 см3 дистиллированной воды, нагретой до 80–90°C, и взбалтывают до образования эмульсии, прибавляют 5 капель метилового красного и титр микробюретки раствором серной или соляной кислоты концентрации с (H2SO4) или концентра с (НС1 = 0,1 или 0,01 моль/дм3) (жидкость во все время титрования должна оставаться горячей). Прибавление кислоты при титровании производится малыми порциями: вначале по 3–4 и затем по 1 капле при интенсивном перемешивании жидкости. После прибавления каждой капли кислоты и энергичного перемешивания жидкости смеси дают возможность расслоиться и наблюдают окраску нижнего водного слоя. Как только водный слой титруемой жидкости приобретает слегка розовый оттенок, титрование заканчивают. В этой же колбе (после того как она будет вымыта) проводят контрольный опыт с точно таким же количеством спирта, бензина и воды, но без навески масла. Обработка результатов Содержание мыла (X) в испытуемом масле в процентах вычисляют по формуле X (V1 V2 ) F 0,0304 100 , m где V1 – количество раствора серной или соляной кислоты, израсходованное на титрование при основном опыте, см3; V2 – количество раствора серной или соляной кислоты, израсходованное на титрование при контрольном опыте, см3; F – отношение фактической мольной концентрации раствора соляной или серной кислоты к номинальной мольной концентрации растворов такой же концентрации; 55 m – навеска масла, г; 0,0304 – количество мыла, соответствующее 1 см3 раствора серной или соляной кислоты концентрации с (H2SO4) или концентрации с (НС1) = 0,1 моль/дм3. При использовании для титрования растворов серной или соляной кислот концентрации c(H2SО4) или концентрации с (НС1) = 0,01 моль/дм3 при расчете вместо величины 0,0304 используют 0,00304. Примечание: допускается проводить определение содержания мыла с применением питьевой воды. Конечный результат выражается как среднее арифметическое из двух параллельных определений. Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 0,01%. Результаты исследований записывают в таблицу 9.1. Таблица 9.1 – Результаты проведенных исследований Название образца Результаты опыта 1 повторность 2 повторность Контрольные вопросы 1. Каким методом можно определить отсутствие мыла в маслах, его сущность? 2. Каким методом можно определить содержание мыла в маслах, его сущность? 3. Опишите последовательность вычисления качественного метода. 4. Охарактеризуйте основные этапы определения мыла титрованием спирто-бензинового раствора. 5. Проведите расчет конечного результата по нескольким повторностям анализа. 56 Лабораторная работа №10 Определение содержания мыла титрованием ацетонового раствора в растительных маслах и жирных кислотах Цель работы: изучить методику и освоить приемы определения содержания мыла в растительных маслах и жирных кислотах Задание: определить содержание мыла титрованием ацетонового раствора в растительных маслах и жирных кислотах Аппаратура, реактивы, растворы: весы лабораторные общего назначения по ГОСТу 24104, баня водяная, цилиндры 1(3)-50(100, 250) по ГОСТу 1770, колбы мерные 2-1000-1(2) по ГОСТу 1770, бюретка 1 (2, 3, 6) – 1(2) – 2 (5) – 0,01 по ГОСТу 29251, ацетон по ГОСТу 2603,кислота соляная по ГОСТу 3118, раствор в ацетоне концентрации с (НС1) = 0,01 моль/дм3, бромфеноловый синий (щелочерастворимый) по ТУ 6-09-1058, раствор в ацетоне с массовой долей 0,01%, дистиллированная вода по ГОСТу 6709. Общие положения Химический метод (щелочная рафинация). Для выведения избыточного количества свободных жирных кислот проводится обработка масла щелочью (нейтрализация). В процессе нейтрализации образуются соли (мыла) как результат взаимодействия жирных кислот и щелочи. Мыла нерастворимы в нейтральном жире и образуют осадок – соапсток. Для щелочной рафинации на промышленных предприятиях применяют растворы каустической соды (NaOH) различной концентрации, растворы Na2CO3, иногда KOH. Побочные продукты рафинации: фосфатидный концентрат, соапсток. Фосфатидный концентрат широко применяется в пищевой промышленности и используется в производстве маргарина и кулинарных жиров, в кондитерском и хлебобулочном производствах, в медицине, а также для кормовых целей. Ценной частью соапстока являются нейтральные жиры и жирные кислоты, находящиеся в соединении со щелочью. Чаще всего соапстоки, содержащие до 50–92% воды после концентрирования, отправляют непосредственно на мыловарение. К (HCl) – отношение фактической мольной концентрации раствора НС1 к номинальной концентрации НС1 в ацетоне концентрации с (НС1 = 0,01 моль/дм3) по формуле 10 К ( NaOH ) , К ( HCl ) V 57 где К (NaOH) – отношение фактической мольной концентрации раствора NaOH к номинальной концентрации раствора NaOH концентрации с (NaOH= 0,01 моль/дм); V – количество раствора соляной кислоты в ацетоне концентрации с (НС1 = 0,01 моль/дм3), израсходованное на титрование, см3. Порядок выполнения работы Для приготовления раствора бромфенолового синего с массовой долей 0,01% в ацетоне навеску бромфенолового синего массой 0,1 г растворяют в 20 см3 дистиллированной воды, переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят до метки ацетоном. Для приготовления раствора соляной кислоты в ацетоне концентрации с (НС1 = 0,01 моль/дм3), 10 см3 водного раствора соляной кислоты концентрации с (НС1 = 1 моль/дм3) переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см3 и доводят до метки ацетоном. Для установления значения К концентрации раствора соляной кислоты в ацетоне концентрации с (НС1 = 0,01 моль/дм3) в колбу берут 10 см3 раствора едкого натра концентрации c (NaOH = 0,01 моль/дм3), добавляют 50 см3 ацетонового раствора бромфенолового синего и титруют раствором соляной кислоты в ацетоне концентрации с (НС1) = 0,01 моль/дм3 до перехода сине-зеленой окраски в желтую (до первоначальной окраски раствора индикатора). Делают три параллельных титрования и берут среднеарифметическую величину количества (см3) соляной кислоты, пошедшей на титрование. Определяют К (HCl). В сухую взвешенную коническую колбу берут от 5 до 40 г масла (в зависимости от содержания в нем мыла), приливают 50 см3 раствора индикатора бромфенолового синего в ацетоне, хорошо встряхивают и дают расслоиться. При наличии мыла в масле верхний ацетоновый синий окрашивается в зелено-синий цвет. Мыло оттитровывают раствором соляной кислоты в ацетоне концентрации с (НС1 = 0,01 моль/дм3) до перехода окраски верхнего слоя в желтый цвет, соответствующий и раствора индикатора. Титрование ведут при частом встряхивании и подогревании колбы в воде до 30–40°С. Обработка результатов Массовую долю мыла (X) в исследуемом жире (масле) в процентах вычисляют по формуле 58 X К ( HCl ) V 0,304 , m где К (НСl) – отношение фактической мольной концентрации раствора НС1 к номинальной концентрации раствора соляной кислоты в ацетоне концентрации с (НСl = 0,01 моль/дм3); V – количество раствора соляной кислоты в ацетоне концентрации с (НС1 = 0,01 моль/дм3), израсходованное на титрование, см3; 0,304 – количество мыла, соответствующее 1 см3 раствора концентрации с (НСl = 0,01 моль/дм3), умноженное на 100, г; m – навеска масла (жира), г. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов параллельных определений. Допускаемые расхождения между параллельными определениями не должны превышать 6% при определении в одной и той же лаборатории, а расхождения между результатами, полученными в разных лабораториях, не должны превышать 16%. Результаты опытов записывают в таблицу 10.1. Таблица 10.1 – Результаты определения массовой доли мыла Количество соляной кислоты, израсходованное на титрование, мл Средняя массовая Образец доля мыла, % 1 повторность 2 повторность 1 повторность 2 повторность Массовая доля мыла, % Контрольные вопросы 1. С какой целью и каким образом проводится нейтрализация масла? 2. Как проводится щелочная рафинация масла на промышленных предприятиях? 3. Дайте определение соапстока, фосфатидного концентрата. 4. Опишите последовательность определения массовой доли мыла в исследуемых образцах масла. 5. Согласно параллельным определениям нужно провести, и каковы их допускаемые расхождения в одной лаборатории и разных лабораториях? 59 Лабораторная работа №11 Методы определения влаги и летучих веществ Цель работы: изучить и освоить на практике метод определения влаги и летучих веществ в растительных маслах. Задание: определить содержание влаги и летучих веществ в растительных маслах. Аппаратура, реактивы, материалы: бюксы алюминиевые диаметром 50 мм и высотой 50 мм, эксикатор 2-190 по ГОСТу 25336, шкаф сушильный лабораторный с терморегулятором, весы лабораторные по ГОСТу 24104, колбы конические Кн-1-250-19/26 ТС по ГОСТу 25336, бюретка вместимостью 25 см3, колба КГУ-2-1-1000-29/32 по ГОСТу 25336, пипетки вместимостью 20 см3, трубки ТХ-П-2-19 по ГОСТу 25336, реактив Фишера (раствор 1 и раствор 2) по ТУ 6-09-14-87, ч.д.а. Общие положения В маслах, содержащих большое количество глицеридов летучих жирных кислот (кокосовое масло, пальмоядровое масло и др.), массовую долю влаги определяют методом Фишера, основанным на способности йода в двуокиси серы количественно взаимодействовать в присутствии пиридина с водой по следующему уравнению: J2 + (C5H5N)2SO2 + 2C5H5N + 2H2O = (C5H5N)2H2SO4 + 2C5H5N · HJ. Количество йода, вступившего в реакцию, определяют прямым титрованием. Порядок выполнения работы Метод определения содержания влаги и летучих веществ. Отбор проб производят по ГОСТу 5471, пробу испытуемого масла хорошо перемешивают. Стаканчик для взвешивания предварительно высушивают в течение 30 минут при температуре 100–105°С, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. В предварительно высушенный стаканчик взвешивают около 5 г испытуемого масла на весах второго класса точности с записью результата до постоянной массы (для высыхающих масел – при температуре не выше 100°С). 60 Первое взвешивание производят после высушивания масла в течение 20 минут, последующие взвешивания – после 15 минут высушивания. Постоянная масса считается достигнутой, если уменьшение массы при двух последовательных взвешиваниях не превышает 0,0005 г. Метод определения собственно влаги. Отбор проб производят по ГОСТу 5471. Пробу испытуемого масла хорошо перемешивают и фильтруют. Для определения берут навеску масла около 20 г 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 таких же условиях проводят контрольный опыт. Если жир полностью растворяется в растворе 1, к массе приливают вначале 10 см3 безводного хлороформа, содержимое колбы перемешивают и затем приливают в нее 20 см3 раствора 1. В этом случае при проведении контрольного опыта берут такое же количество хлороформа. Реактив, находящийся в бюретке, не должен соприкасаться с воздухом. Рекомендуется пользоваться автоматическими бюретками, сообщающимися с воздухом через защитные осушительные трубки. Титрование можно также проводить и из обыкновенных бюреток, имеющих в верхней части хлоркальциевые трубки, заполненные свежепрокаленным кальцием. Необходимо следить за тем, чтобы реактив в процессе титрования как можно меньше соприкасался с воздухом. Для этого следует кончик бюретки в процессе титрования держать внутри колбы, горлышко которой плотно закрывается тампоном из гигроскопической ваты. Метод позволяет быстро и точно определять массовую долю влаги в маслах и жирах. Обработка результатов Массовую долю влаги и летучих веществ в испытуемом масле (Х) в процентах вычисляют по формуле X ( m1 m 2 ) 100 , m где m – масса испытуемого масла, г; m1 – масса стаканчика с маслом до высушивании, г; m2 – масса стаканчика с маслом после высушивания, г. 61 Конечный результат выражается как среднее арифметическое из двух параллельных определений. Допускаемые расхождения между параллельными определениями не должны превышать 0,04%. Массовую долю влаги (Х1) в процентах вычисляют по формуле X (V1 V2 ) T 100 , m где V1 – объем раствора 2, пошедший на титрование в основном опыте, см3; V2 – объем раствора 2, пошедший на титрование в контрольном опыте, см3; Т – титр раствора 2; m – масса масла, г. Допускаемые расхождения между предельными определениями не должны превышать 0,005%. Результаты исследований записываем в таблицу 11.1. Таблица 11.1 – Результаты опытов Образец Массовая доля летучих веществ Х1 Х2 Хср Массовая доля влаги Х1 Х2 Хср Контрольные вопросы 1. Каким методом определяют массовую долю влаги в мылах, содержащих глицериды летучих жирных кислот? 2. Охарактеризуйте сущность метода определения собственно влаги в растительных маслах. 3. Как найти массовую долю влаги и летучих веществ в испытуемом масле (Х)? 4. По какой формуле вычисляют массовую долю влаги (Х1)? 5. Как проводят определение содержания летучих веществ и влаги в растительных маслах? 62 Лабораторная работа №12 Методы определения нежирных примесей Цель работы: изучить и освоить методику определения нежирных примесей в маслах. Задание: определить содержание нежирных примесей в анализируемом растительном масле. Аппаратура, материалы, реактивы: весы лабораторные по ГОСТу 24104, шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающим погрешность поддержания температуры не более 3°С, максимальной температурой нагрева 200°С, термометр по ГОСТу 28498, баня водяная, лабораторный вакуум-насос, металлические воронки для фильтрования под вакуумом, аппарат Сокслета, состоящий из насадки НЭТ 150 ТС по ГОСТу 25336, холодильника XIII-2 – 250 – 19/25 ХС по ГОСТу 25336, колбы II-1 – 250 29/32 ТС ГОСТу 25336, стаканы В-1 – 250 по ГОСТу 25336, металлические бюксы тех же размеров, воронки В-75 ХС по ГОСТу 25336, колбы 1 – 250 по ГОСТу 25336, эксикатор 2 – 140 по ГОСТу 25336 с покаленным кальцием, палочки стеклянные оплавленные, длина которых соответствует высоте стаканов, пинцет, бумага фильтровальная по ГОСТу 12026, обезжиренная, бензин. Общие положения Метод определения нежирных примесей. Метод основан на отделении от масла не растворимых в петролейном эфире или низкокипящем бензине (нефрасе) нежирных примесей и последующем определении массовой доли этих примесей взвешиванием. Порядок выполнения работы Отбор проб – по ГОСТу 5471. Подготовка пробы масла. Пробу масла хорошо перемешивают. В холодное время года пробу холодного масла предварительно нагревают на водяной бане при температуре 50°С в течение 30 мин, затем медленно охлаждают до 20°С и перемешивают. Подготовка фильтров. Из фильтровальной бумаги вырезают фильтры по размеру воронки. Фильтры обезжиривают в аппарате Сокслета в течение 3 ч с применением того же растворителя, что и для анализа. По истечении указанного времени фильтры раскладывают под вытяжным устройством, выветривают до полного удаления запаха растворителя и помещают в ста63 канчики для взвешивания. Открытые стаканчики с фильтром сушат в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре (103±3)°С, после чего стаканчики закрывают крышками, охлаждают в эксикаторе 40 мин и взвешивают, записывая результат до четвертого десятичного знака. Последующие взвешивания проводят через каждые 30 мин сушки. Массу считают постоянной, если разница между последующими взвешиваниями не будет превышать 0,002 г. Подготовка воронок с плоской фильтрующей поверхностью для фильтрования под вакуумом. Подготовленные фильтры диаметром на 1–1,5 мм меньше диаметра сетки воронки прижимаются к сетке воронки при помощи шайбы и зажимной гайки. Воронку вставляют в колбу для фильтрования под вакуумом. Подготовка конусообразных воронок для фильтрования под вакуумом. Воронку вставляют в колбу для фильтрования. Подготовленные фильтры складывают обычным способом и смачивают растворителем. Фильтры помещают в воронку и, включив вакуум-насос, по возможности плотнее прижимают их к внутренней стенке воронки. В стакан отвешивают около 100 г испытуемого масла (рафинированного) или 50 г испытуемого масла (нерафинированного), записывая результат до второго десятичного знака. Пробу растворяют в равном количестве растворителя и фильтруют через фильтр. Если раствор масла плохо фильтруется, то следует добавить в него растворитель. Для ускорения фильтрования рекомендуется применять фильтрование под разрежением, создаваемым лабораторным вакуум-насосом или водоструйным насосом. Со стакана смывают растворителем остатки пробы на тот же фильтр. Фильтр с нерастворимым остатком пробы промывают еще раз 50 см3 растворителя, помещают в заранее приготовленный пакетик (по форме, сходной с пакетиком для лечебного порошка) и обрабатывают растворителем в аппарате Сокслета до полного удаления масла. Конец экстракции устанавливают по отсутствию жира при пробе на полноту экстракции. Для этого, отсоединив от колбы экстрактор, наносят одну каплю раствора на часовое стекло. После испарения эфира на стекле не должно оставаться жирного пятна. По окончании экстракции пакетик разворачивают, фильтр выветривают под вытяжным устройством для полного удаления запаха растворителя и помещают в стаканчик для взвешивания. 64 Открытый стаканчик с промытым фильтром помещают в сушильный шкаф и сушат в течение 1 ч при температуре (103±3)°С, после чего стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе 40 мин и взвешивают, записывая результат до четвертого десятичного знака. Последующие взвешивания проводят через каждые 30 мин сушки. Массу считают постоянной, если разница между последующими взвешиваниями не будет превышать 0,002 г. При увеличении массы берут данные предыдущего взвешивания. Обработка результатов Массовую долю нежировых примесей (Х) вычисляют в процентах по формуле ( m m 2 ) 100 X 1 , m где m – масса анализируемой пробы масла, г; m1 – масса стаканчика с чистым фильтром, г; m2 – масса стаканчика с фильтром и нежирными примесями, г. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений. Вычисления проводят до второго десятичного знака. Допустимые абсолютные расхождения между двумя параллельными измерениями не должны превышать 0,03%. Для рафинированных масел результат измерения менее 0,03% принимают за отсутствие нежирных примесей. Доверительный интервал абсолютной погрешности 0,03% в диапазоне значений массовой доли нежирных примесей более 0,04% при доверительной вероятности 0,95. Контроль проводится путем проверки воспроизведения нормы абсолютного значения расхождений между параллельными определениями, а также проверки окончания экстракции по отсутствию жира при пробе на полноту экстракции. Результаты исследований записывают в таблицу 12.1. Таблица 12.1 – Результаты определения массовой доли нежировых примесей Наименование образца Массовая доля нежировых примесей 1 опыт 2 опыт Среднее значение 65 Контрольные вопросы 1. Опишите порядок определения массовой доли нежирных примесей. 2. Как проводится подготовка конусообразных воронок для фильтрования под вакуумом? 3. Как правильно подготовить воронки с плоской фильтрующей поверхностью для фильтрования под вакуумом? 4. На чем основан метод определения нежирных примесей? 5. Охарактеризуйте последовательность обработки результатов. 66 Лабораторная работа №13 Определение золы в растительных маслах Цель работы: изучить методику определения золы. Задание: освоить методику и определить содержание золы в анализируемых образцах растительного масла. Аппаратура и реактивы: тигли фарфоровые по ГОСТу 9147, высокие, наружным диаметром 55 мм, высотой 70 мм, баня песочная, электрическая печь, щипцы для тиглей, эксикатор по ГОСТу 25336, весы лабораторные общего назначения по ГОСТу 24104, фильтры беззольные, СЭШ-3, перекись водорода, раствор с массовой долей 10% по ГОСТу 177, карбонат аммония, х.ч., вода дистиллированная по ГОСТу 6709. Общие положения Общей золой называется прокаленный минеральный остаток, образующийся после сжигания масла. Порядок выполнения работы Отбор проб производят по ГОСТу 5471. Пробу испытуемого масла тщательно перемешивают. 10 г (для нерафинированных масел и жиров, в том числе и высококислотных) и 20–25 г (для гидратированных, рафинированных и низкокислотных масел и жиров) отвешивают на весах второго класса точности с записью результата до четвертого знака в предварительно прокаленный, охлажденный в эксикаторе и взвешенный тигель и сжигают до полного озоления. Сжигание необходимо производить очень осторожно во избежание сильного воспламенения масла, для чего тигель сначала помещают в песочную баню или на электрическую плитку, покрытую асбестом, опускают в масло бумажный фильтр, сделанный из беззольного фильтра, и зажигают его. По мере выгорания фитиля необходимо, не удаляя его остатки, опускать новый или вновь зажигать, если горение прекращается. Когда совершенно прекратится выделение паров и газов, а на дне тигля останется лишь сморщенная корочка, тигель переносят в муфельную печь и, постепенно повышая температуру, озоляют остаток в тигле при температуре не выше 600°С в течение 1–4 ч в зависимости от того, насколько быстро образуется остаток, не содержащий углерода. Если после 4 ч прокаливания зола все еще со67 держит углерод, то добавляют несколько капель перекиси водорода, подсушивают на песчаной бане и снова прокаливают в печи до полного удаления углерода (иногда подобную обработку необходимо повторить). Затем тигель вынимают из муфельной печи, слегка охлаждают, ставят эксикатор и через 20–30 мин взвешивают. Прокаливание повторяют до достижения постоянной массы. Прокаливание пустого тигля в печи проводят при температуре 500– 500°С. После обугливания дают тиглю остыть и переносят остаток в воду. Фильтруют через беззольный фильтр и собирают фильтрат в стакан. Переносят фильтр с остатком в тигель и помещают в термостат при температуре 103±2°С до полного высушивания бумаги. Переносят тигель на плитку и осторожно нагревают до обугливания. Затем прокаливают в печи при температуре 500–550°С до исчезновения углеродных частиц или до тех пор, пока внешний вид остатка не перестанет изменяться. Если в остатке все еще содержится углерод, повторяют процедуру с добавлением перекиси водорода. Тигель охлаждают. Полученный фильтрат количественно переносят и выпаривают досуха на песчаной бане. Добавляют 0,5–2 г карбоната аммония с целью карбонизации золы, затем прокаливают остаток в печи при температуре 500– 550°С. Охлаждают тигель в эксикаторе и через 20–30 мин взвешивают с точностью до 1 мг. Прокаливание повторяют до достижения постоянной массы. Обработка результатов Массовую долю золы в испытуемом масле (Х) в процентах вычисляют по формуле X ( m 2 m1 ) 100 , m где m – масса навески испытуемого масла, г; m1 – масса пустого тигля, г; m2 – масса тигля с золой, г. Конечный результат выражается как среднее арифметическое двух параллельных определений. Расхождения между двумя параллельными определениями не должны превышать 0,002%. 68 Результаты опытов записывают в таблицу 13.1. Таблица 13.1 – Результаты определения золы Наименование образца 1 повторность Массовая доля золы 2 повторность Среднее значение Контрольные вопросы 1. Что представляет собой зола в растительных маслах и с какой целью проводится ее определение? 2. На чем основан метод определения золы в растительных маслах? 3. Опишите порядок расчета массовой доли золы в испытуемом масле (Х). 69 Лабораторная работа №14 Определение йодного числа растительных масел Цель работы: изучить методику определения йодного числа растительных масел различными методами. Задание: в анализируемых образцах масла определить йодное число полумикрометодом, с помощью рефрактометра, методом Гануса. Оборудование: универсальный рефрактометр, лабораторный гидравлический пресс для отжима масла, серный эфир, гигроскопическая вата, пипетки, дистиллированная вода, раствор йодистого калия, колбы на 120– 150 мл с притертыми пробками, 1%-ный раствор крахмала, хлороформ, йод, бром, раствор Гануса, 20%-ный раствор йодистого калия, 0,1 н раствор гипосульфита, 1%-ный раствор крахмала, пробирки, бюретки, хлороформ, пипетки на 10, 20 мл, мерный цилиндр на 250 мл; эксикатор. Общие положения Метод основан на определении показателей преломления масла, которые подставляются в эмпирические уравнения для вычисления йодного числа. Предлагаемый метод представляет комбинацию способа получения масла с методом определения йодных чисел по показателям преломления. Результаты определения йодных чисел по показателям преломления масла хорошо совпадают с йодными числами, определенными стандартным методом Вейса. Коэффициент корреляции между йодным числом и показателем преломления составляет от 0,980 до 0,996. Необходимым условием для получения такого хорошего совпадения результатов является определение nD в маслах, полученных холодным прессованием из свежеизмельченных семян. Быстрое определение йодных чисел в контрольных и селекционных лабораториях зависит также от возможности быстро получить масло из небольших количеств семян. Метод Гануса. Йодное число показывает, сколько граммов йода присоединяется к 100 г масла. Из всех существующих методов по определению йодного числа наиболее удобным и дающим точные результаты является метод Гануса. Этот метод принят стандартным в ряде лабораторий, так как дает результаты, близкие к теоретическим. Метод служит для определения непредельных связей в маслах и основан на том, что непредельные кислоты присоединяют бромистый йод. 70 Полумикрометод для определения йодного числа в целях экономии реактивов в ряде случаев с большим успехом может применяться для лабораторий опытных станций. Порядок выполнения работы Грубо измельченные и даже целые семена в количестве от 1,5–2,0 г помещают в стальной пресс-стакан, вставляют плотно входящий пестикпоршень и помещают под пресс, доводя давление до 50–100 МПа. Масло, выступившее вокруг поршня на поверхность пресс-стакана, собирают пипеткой, хорошо пропитывая маслом ватный фильтр, из которого насасывается масло внутрь пипетки. Таким образом в течение нескольких часов получают масло из 30–40 образцов. После этого определяют показатель преломления при определенной температуре (20–25°С). Масло получают из двух проб и в каждом образце масла определяют nD. Порядок работы на рефрактометре ИРФ-454 Б2М. Рефрактометр лабораторный предназначен для измерения показателя качества преломления nD и средней дисперсии nF – nC неагрессивных жидких сред, а также для непосредственного измерения процентного содержания сахарозы. С помощью существующих методик, ГОСТов, таблиц и справочных устройств рефрактометр можно применять в пищевой промышленности для измерения содержания сахара и сухих веществ по сахарозе в напитках, плодах, ягодах, содержания алкоголя и экстракта в винах, водке, пиве, ликерах и т.п. Рефрактометр следует эксплуатировать в помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом при температуре от 18 до 20°С и относительной влажности не более 80%. Принцип действия и оптическая схема. Принцип действия рефрактометра основан на явлении полного внутреннего отражения при прохождении светом границы раздела двух сред с разными показателями преломления. Рефрактометром можно исследовать вещества с показателем преломления от 1,20 до 1,7, а также определять массовую долю растворенных в воде сухих веществ. Все измерения следует проводить в «белом» свете (дневном или электрическом). На чистую полированную поверхность измерительной призмы стеклянной палочкой или пипеткой осторожно, не касаясь призмы, нанести две-три капли жидкости. Опустить осветительную призму и прижать ее крючком. 71 Измерения прозрачных жидкостей проводят в проходящем свете, когда он проходит через открытое окно осветительной призмы, при этом окно измерительной призмы закрыто зеркалом. Измерение показателя преломления. После установки исследуемого образца на измерительной призме установить окуляр на отчетливую видимость перекрестия. Поворотом зеркала добиться наилучшей освещенности шкалы. Вращением маховика границу светотени ввести в поле зрения окуляра. Вращать маховик до исчезновения окраски граничной линии. Наблюдая в окуляр, маховиком навести границу светотени точно на перекрестие и по шкале показателей преломления, соответствующей выбранному рефрактометрическому блоку, снять отчет. Индексом для отсчета служит неподвижный вертикальный штрих призмы. Цена деления шкалы – 5-10-4. Целые, десятые, сотые и тысячные доли отсчитывают по шкале, десятитысячные доли оценивают на глаз. Приготовление раствора бромистого йода. В 100 мл безводной уксусной кислоты растворяют 13 г йода, а затем прибавляют 8,2 г брома (избыток брома не допускается). После прибавления брома объем раствора доводят до 1 л безводной уксусной кислотой и хранят в темной склянке Метод Гануса. В совершенно чистые и сухие колбы на 200–300 мл с притертыми пробками берут навески. Навески масла для отдельных определений берут по разности взвешиваний на аналитических весах пробирок с маслом (до отбирания пробы масла и после). Величины навесок в зависимости от величины йодного числа масла указаны в таблице 14.1. Таблица 14.1 – Оптимальные величины навесок и время настаивания в зависимости от предполагаемого йодного числа Йодное число масла Навеска, г Время настаивания, ч До 30 30–60 60–100 100–140 140–160 160–210 Около 1,0 0,5–0,6 0,3–0,4 0,2–0,3 0,15–0,20 0,13–0,15 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 Результаты анализа параллельных проб масел с большими йодными числами сходятся хуже, чем проб масел с более низкими йодными числами. 72 Чтобы величину навески можно было брать в указанных пределах, пробирка, в которой производят взвешивание, снабжена пробкой, через которую проходит стеклянная палочка. С помощью этой палочки отсчитывают одинаковое число близких по размеру капель. Зная примерную массу капли масла, можно навески для параллельных проб подобрать так, что они будут различаться не более, чем на 0,02 г. В колбы с навесками приливают по 10 мл чистого хлороформа из бюретки. Разумеется, что навеска масла должна находиться на дне колбы. Если масло попало на горлышко или стенки колбы, то следует взять новую пробу (взбалтывать колбу с раствором осторожно, чтобы не размазать масла по стенкам колбы; кроме того, надо иметь в виду, что при неосторожном взбалтывании под влиянием паров хлороформа вылетают притертые пробки и разбиваются колбы). Затем добавляют точно по 25 мл раствора Гануса. Раствор наливают из бюретки, каждый раз от одного и того же деления, или автоматической пипеткой, снабженной поглотителем. Учет времени производят от момента наливания, поэтому при титровании должна сохраняться такая же последовательность. Затем колбы закрывают пробками, смоченными в растворе йодистого калия, и оставляют стоять (30 минут для масел с йодным числом до 110 и час для масел с более высокими йодными числами) в темном месте при температуре 20–30°С. В случае низкой температуры продолжительность стояния надо увеличить до 2 часов. Одновременно с опытными пробами в таких же условиях ставят контрольный опыт (без масла), для этого в такие же 2 колбы наливают 10 мл хлороформа и 25 мл раствора Гануса и закрывают пробкой, смоченной раствором йодистого калия. По окончании срока стояния в колбы приливают по 10 мл 20%-ного раствора йодистого калия, затем по 50 мл дистиллированной воды и титруют избыток йода 0,1 н раствором гипосульфита до желтой окраски, затем прибавляют по 1 мл 1%-ного раствора крахмала и титруют до исчезновения голубой окраски. Обратно должно оттитровываться 60% йода по сравнению с контрольной пробой. Раствор йодистого калия и воду прибавляют перед началом титрования (нельзя приливать эти растворы преждевременно). Хлороформ должен быть чистым, не должен изменяться в окраске при взбалтывании с йодистым калием. Колбы, в которых происходит реакция присоединения, должны быть совершенно сухими. Полумикрометод для определения йодного числа. Таким же приемом, как указывалось выше, берут навески в колбы на 120 мл. Из масла льна берут навески от 0,05–0,07 г, что обычно составляет 2–2,5 капли. 73 Для растворения масла приливают по 5 мл хлороформа и по 13,0 мл раствора Гануса. Колбы закрывают пробками и ставят в темноту. Реакция присоединения продолжается от 1 до 1,5 часа, в зависимости от температуры. После истечения этого срока приливают по 5 мл раствора йодистого калия, причем тщательно смывают йод с пробки, добавляют 25 мл воды и титруют гипосульфатом до желтой окраски при постоянном взбалтывании (по кругу), затем добавляют 0,5 мл 1%-ного раствора крахмала и титруют до исчезновения голубой окраски. Посинение растворов в колбах через некоторое время свидетельствует о том, что не было избытка гипосульфита при титровании. Йод должен легко оттитровываться сразу, и нижний хлороформный раствор должен быть бесцветным. В случае, если хлороформ не чистый, он постепенно отдает йод, а титрование длится долго. Обработка результатов Вычисление йодных чисел производят по формуле, в которую подставляют показатели преломления: Х = 8584,97nD25 – 12513,83. Например, показатель преломления масла льна при 21° получен для одной пробы масла равным 1,4801, а для другой – 1,4802. Средний показатель преломления при 21° будет 1,48015. Вносим поправку 0,00037 на каждый 1° температуры. Поправка составляет 0,00037 · 4 = 0,00148; 1,48015 – 0,00148 = 1,47867 при 25°, и йодное число будет 8584,97 – 1,47867 – 12513,83 = 180,4. Метод не пригоден для масла, полученного из больных или побитых морозом семян, и для определения йодных чисел в товарных маслах. Йодное число вычисляют по формуле: X 100 T ( а б ) , в где Х – йодное число; Т – титр 0,1 н раствора гипосульфита; а – количество 0,1 н раствора гипосульфита, пошедшего на контрольное определение; б – количество 0,1 н раствора гипосульфита, пошедшего на пробы с маслом; в – навеска масла. 74 Результаты опытов записывают в таблицу 14.2. Таблица 14.2 – Результаты определения йодного числа масла Наименование образца Рефрактометрический метод Метод Гануса Полумикрометод Контрольные вопросы 1. Что показывает и с какой целью определяют йодное число растительного масла? 2. В чем заключается сущность метода Гануса для определения йодного числа? 3. Опишите полумикрометод для определения йодного числа. 4. Приведите последовательность работы на рефрактометре. 5. Охарактеризуйте порядок расчета йодного числа масла. 75 Лабораторная работа №15 Определение роданового числа масел Цель работы: изучить методику определения роданового числа растительных масел Задание: освоить методику и определить родановое число анализируемых образцов растительного масла Оборудование: роданистый свинец, ледяная уксусная кислота, уксусный ангидрид, 10%-ный раствор йодистого калия, 0,10 н раствор гипосульфита, колбы на 120–250 мл с притертыми пробками, полуавтоматическая бюретка, микробюретка на 2 мл, технические весы, воронка с двойным фильтром, дистиллированная вода, вакуум-эксикатор, термостат, пробирки. Общие положения Родановое число показывает число граммов йода, эквивалентное родану, пошедшему на присоединение к 100 г взятого масла. Насыщение двойных связей роданом идет иначе, чем галоидами. Насыщение идет строго селективно, вследствие чего йодные и родановые числа не совпадают. Это дает возможность определить состав смеси жирных кислот масла путем подставления в уравнения найденных значений йодных и родановых чисел. По титрованию гипосульфитом выделившегося йода в контрольных пробах определяют титр роданового раствора, который выражают в миллиграммах йода. Реакция йода с гипосульфитом идет быстрей реакции гидролиза родана, что позволяет применять водные растворы йодистого калия. Порядок выполнения работы Приготовление роданового раствора. Стойкость родановых растворов зависит от отсутствия в них воды, поэтому родановые растворы готовят, тщательно оберегая от воды. К ледяной уксусной кислоте прибавляют 10% свежеперегнанного уксусного ангидрида. В случае исследований не растворимых в этой смеси жиров (растворимость твердых жиров, например, в уксусной кислоте ограничена) прибавляют еще 30% четыреххлористого углерода. Полученный раствор разливают по склянкам из темного стекла с пришлифованными пробками. На каждые 200 мл этого раствора добавляют по 76 6 г совершенно сухого и чистого роданистого свинца, отвешенного на технических весах. Эти склянки с раствором хранят в темноте до того момента, когда потребуется приготовить родановый раствор, тогда на каждые 6 г роданистого свинца (в осадке) приливают из микробюретки по 0,6 мл чистого и обезвоженного брома. Смеси дают постоять 10–15 минут для полного обезвоживания брома, а затем энергично встряхивают до обесцвечивания. Затем дают осесть осадку и раствор отфильтровывают через просушенную при 100°С воронку с двойным фильтром. Полученный родановый раствор должен быть светлым и прозрачным. Если содержание (SCN)2 в свежеприготовленном растворе принять за 100%, то на 3-й день будет 99,3%, на n-й – 95,8%. Приготовление роданистого свинца. Роданистый свинец готовят из химически чистого уксуснокислого свинца и роданистого аммония или калия. На 100 г уксуснокислого свинца берут 62–63 г роданистого калия и 150–200 мл воды. Раствор уксуснокислого свинца подкисляют уксусной кислотой и на холоду осаждают роданистый свинец прибавлением раствора роданистого калия в воде. Осадок отсасывают и хорошо промывают водой, подкисленной уксусной кислотой, затем спиртом и потом эфиром. После этого роданистый свинец высушивают при температуре не выше 60°С в термостате, а затем в вакуум-эксикаторе над фосфорным ангидридом (P2O5) в темноте. Только после сушки не менее 16 часов роданистый свинец становится годным к употреблению. Ход определения. Навески масла отвешивают в таких же количествах, как для определения йодных чисел, в колбы с притертыми пробками. Навески берут по разности взвешивания пробирок с маслом до и после отливания его в колбу. Затем в колбы из бюретки приливают по 20 мл роданового раствора. Для масел, содержащих линоленовую кислоту, применяют по 40 мл роданового раствора. Одновременно точно такое же количество роданового раствора приливают в контрольные колбы. Все колбы оставляют стоять в темноте в течение 18 часов (например, раствор родана приливают во второй половине дня, а оттитровывают в первой половине следующего дня). По истечении этого срока приливают 15–20 мл 10%-ного раствора йодистого калия и сильно встряхивают, добавляют равное количество воды. Выделившийся йод оттитровывают гипосульфитом. Йодистый калий и воду прибавляют перед титрованием каждой колбы в отдельности. 77 Обработка результатов Расчет роданового числа (РЧ) проводят по формуле: РЧ 100 T (а б ) : в, где Т – титр роданового раствора; а – число миллилитров 0,1 н раствора гипосульфита, пошедшего на титрование контрольных проб; б – опытных проб (с маслом); в – навеска масла. Результаты определения роданового числа записывают в таблицу 15.1. Таблица 15.1 – Результаты определения роданового числа масел Образец 1 повторность Родановое число 2 повторность Среднее значение Контрольные вопросы 1. Что показывает родановое число масел и с какой целью оно определяется? 2. Опишите последовательность приготовления роданистого свинца. 3. В чем заключается особенность приготовления роданового раствора? 4. Охарактеризуйте порядок определения роданового числа масел. 5. Как правильно произвести расчет роданового числа масел? 78 Лабораторная работа №16 Определение перекисного числа растительных масел Цель работы: изучить методику определения перекисного числа. Задание: определить перекисное число анализируемых образцов растительного масла. Аппаратура, материалы, реактивы: весы лабораторные 2-го класса точности, ледяная уксусная кислота, свежеприготовленный хлороформ, йодид калия, 50%-ный водный раствор, 1%-ный раствор крахмала, раствор тиосульфата натрия концентрацией 0,01 моль/дм3, вода дистиллированная, колба с притертой пробкой вместимостью 250 см3, микробюретка вместимостью 5 см3 с ценой деления 0,01 см3, измерительный цилиндр вместимостью 20 и 100 см3. Общие положения Перекисное число (ПЧ) – это количество миллимоль активного кислорода (1/2 О), эквивалентное I2, выделенное из йодида калия в ледяной уксусной кислоте перекисями и гидроперекисями, содержащимися в 1 кг масла. Выражается в моль 1/2 О/кг. Для определения содержания первичных продуктов окисления наиболее широко распространен йодометрический метод. Можно применять несколько вариантов этого метода, модификации которого различаются количеством и соотношением используемых растворителей и уксусной кислоты, способом введения йодида калия, продолжительностью взаимодействия его с маслом до титрования тиосульфатом натрия, а также единицами измерения перекисного числа. При анализе масел на соответствие требованиям стандарта рекомендуется йодометрический метод, предусматривающий настаивание при комнатной температуре. Для исследования препарированных или сильно прогорклых масел целесообразно использование йодометрического метода с кратковременным настаиванием. С целью повышения точности исследований рекомендуется пользоваться указанными методами с применением деаэрации реакционной смеси инертными газами (метод Ли). Методы основаны на взаимодействии активного перекисного или гидроперекисного кислорода с йодистоводородной кислотой (йодводород НI) в присутствии уксусной кислоты. Опыт проводят так, чтобы после смешивания всех реагентов получился 79 гомогенный раствор и обеспечивалась одинаковая продолжительность реакции с момента введения йодида калия и до титрования, так как количество выделившегося йода увеличивается с течением времени. Особенностью метода является то, что после прибавления к маслу, растворенному в смеси ледяной уксусной кислоты и хлороформа, водного раствора йодида калия смесь выдерживают в темноте в течение определенного промежутка времени и далее выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия. Порядок выполнения На лабораторных весах в колбу помещают определенную навеску исследуемого масла в зависимости от предполагаемого значения перекисного числа (табл. 16.1). Таблица 16.1 – Величины навеска масла при определении перекисного числа Значение перекисного числа, моль Ѕ О/кг Навеска, г До 6,0 6,0–10,0 10,0–15,0 15,0–25,0 25,0–40,0 5,000–2,000 2,000–1,200 1,200–0,600 0,600–0,500 0,500–0,300 Навеску растворяют в 10 см3 хлороформа. К полученному раствору приливают 15 см3 уксусной кислоты и добавляют 1 см3 50%-ного раствора йодида калия. После добавления раствора йодида калия не должно наблюдаться расслоения реакционной смеси. В противном случае увеличивают количество хлороформа и ледяной уксусной кислоты до достижения полной однородности раствора. Колбу закрывают пробкой, содержимое перемешивают в течение 1 минуты и оставляют на 5 минут в темном месте при температуре 15–25°С. После в колбу приливают 75 см3 дистиллированной воды и добавляют 5 капель раствора крахмала. Выделившийся йод титруют из микробюретки раствором тиосульфата натрия. Контрольное измерение проводят без навески масла параллельно с основным. Если на контрольное измерение пойдет более 0,1 см3 раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,01 моль/дм3, то проводят проверку соответствия реактивов требованиям стандарта. 80 Обработка результатов Перекисное число (ПЧ ) в миллимолях активного кислорода на кг вычисляют по формуле ПЧ (а б ) с 100 / m, где а, б – объем тиосульфата концентрацией 0,01 моль/дм3, пошедший на титрование выделившегося йода в основном и контрольном опытах соответственно, см3; с – концентрация раствора тиосульфата натрия, моль/дм3; 1000 – коэффициент, учитывающий пересчет результата измерения на кг жира; m – навеска масла, г. За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных измерений. При необходимости пересчета перекисного числа ПЧ, выраженного в процентах йода, на перекисное число ПЧ1, выраженное в моль SO/кг, пользуются формулой: ПЧ 1 П Ч / 78, где 78 – коэффициент пересчета единицы измерения ПЧ с % J2 в моль активного кислорода на кг. Результаты проведенных исследований записывают в таблицу 16.2. Таблица 16.2 – Результаты определения перекисного числа Объем тиосульфата концентрацией 0,01 моль/дм3, пошедший на титрование выделившегося йода, см3 в основном в контрольном Масса навески, г Значение перекисного числа Ѕ О/кг Контрольные вопросы 1. Сформулируйте определение перекисного числа масла. 2. В чем состоит сущность йодометрического метода определения перекисного числа? 3. Назовите правила проведения опытов. 4. В чем состоит принцип метода? 5. Назовите формулу для определения перекисного числа. 81 Лабораторная работа №17 Определение цветности масел Цель работы: изучить методику определения цветности масел. Задание: определить цветность анализируемых образцов растительных масел. Аппаратура, материалы, реактивы: стандартная цветная шкала, пробирки из бесцветного стекла диаметром 10 мм. Общие положения Цветность нерафинированных и рафинированных растительных масел дает представление о количественном и качественном составе пигментного комплекса и характеризуется цветным числом. Цветное число светлых масел выражается количеством мг свободного йода, содержащегося в 100 см3 стандартного раствора йода, который имеет при одинаковой с маслом толщине слоя 1 см такую же интенсивность окраски, как и исследуемое масло. Цветность хлопкового масла выражается количеством единиц красного цвета при установленном количестве единиц желтого цвета. Цветное число светлых масел можно определить сравнением окраски профильтрованного масла с цветной шкалой стандартных водных растворов йода в йодиде калия (эталонов) или колориметрическим методом. Определение цветного числа светлых масел по шкале стандартных растворов йода. Этот метод основан на сравнении интенсивности окраски исследуемого масла с окраской стандартных растворов йода. Для определения используют заранее приготовленную стандартную цветную шкалу, представляющую собой набор пробирок из бесцветного стекла с внутренним диаметром 10 мм, в которых находятся растворы йода в йодиде калия различной концентрации. Порядок выполнения Приготовление стандартных растворов йода. Одну часть дважды возогнанного йода (0,24–0,26 г) и две части йодида калия (0,50 г) отвешивают в стаканчике с притертой пробкой и растворяют в 10 см3 дистиллированной воды. Полученный раствор переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и постепенно доливают до метки. Титр раствора устанавливают по раствору тиосульфата натрия концентрацией 0,01 моль/дм3. Затем отбирают некоторый объем этого раствора и прибавляют к нему дистиллированную воду в таком количестве, чтобы стандартный раствор содержал точно 82 100 мг йода в 100 см3. Затем в пробирки наливают определенные объемы стандартного раствора и воды. Заполненные пробирки запаивают и отмечают на каждой из них концентрацию йодного раствора, выраженную в мг йода в 100 см3 раствора. Приготовленные эталоны следует хранить в темном месте и проверять каждые 6 месяцев. Ниже приведены цветные числа этих растворов: в 1-й во 2-й в 3-й в 4-й в 5-й в 6-й в 7-й пробирке пробирке пробирке пробирке пробирке пробирке пробирке 100 90 80 70 60 50 40 в 8-й в 9-й в 10-й в 11-й в 12-й в 13-й в 14-й пробирке пробирке пробирке пробирке пробирке пробирке пробирке 30 25 20 15 10 5 1 В пробирку наливают профильтрованное исследуемое масло и сравнивают интенсивность его окраски с окраской стандартных растворов. Исследования проводят при температуре 20°С в проходящем и отраженном дневном свете либо при свете матовой электрической лампочки. Цветность исследуемого масла выражается цветным числом эталона, дающего при сравнении одинаковую окраску. Обработка результатов Результаты после полученных опытов записывают в таблицу 17.1 Таблица 17.1 – Результаты определения цветности масел Наименование образца Цветное число по шкале Полученное цветное число 1 повторность 2 повторность Контрольные вопросы 1. Дайте определение понятию цветное число масел. 2. В чем выражается цветность растительных масел? 3. Как можно определить цветное число? 4. В чем заключается сущность метода определения цветного числа светлых масел? 83 Лабораторная работа №18 Определение объемной доли отстоя Цель работы: изучить методику определения объемной доли отстоя. Задание: определить объемную долю отстоя анализируемых образцов растительных масел. Аппаратура, материалы, реактивы: бюретка вместимостью 50 см3, цилиндры 1–25; 3–50 по ГОСТу 1770, штативы, секундомер по НТД, ацетон по ГОСТу 2603, кислота соляная по ГОСТу 3118, кальций хлористый по НТД, вода дистиллированная по ГОСТу 6709. Общие положения Метод основан на образовании плотного осадка нежировых примесей масла, образующегося после обработки масла раствором хлористого кальция и ацетоном, отстаивании его в течение определенного промежутка времени и последующем определении объемной доли отстоя. Порядок выполнения Приготовление раствора хлористого кальция. Смесь, состоящую из 90 частей дистиллированной воды и 10 частей соляной кислоты, насыщают хлористым кальцием и хранят в закрытом сосуде при комнатной температуре. Пробу масла хорошо перемешивают. Ход работы. В бюретку наливают 25 см3 испытуемого масла, 25 см3 ацетона и 10 см3 раствора хлористого кальция и перемешивают в ней в течение 1 мин. Затем бюретку устанавливают в штативе в вертикальном положении и оставляют в покое при комнатной температуре в течение 24 . По истечении указанного времени измеряют высоту слоя, находящего между нижним прозрачным слоем раствора хлористого кальция и верхним прозрачным слоем масла в ацетоне. Обработка результатов Объемную долю отстоя (Х) в процентах вычисляют по формуле X 84 h 100 , 25 где h – высота слоя, находящегося между нижним прозрачным слоем раствора хлористого кальция и верхним прозрачным слоем масла в ацетоне, см3; 25 – объем испытуемой пробы масла, см3. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений. Допустимые абсолютные расхождения между двумя параллельными измерениями не должны превышать 0,4%. Доверительный интервал абсолютной погрешности среднего арифметического значения двух параллельных измерений не более 0,4% в диапазоне значений объемной доли отстоя от 0,4 до 30% (при доверительной вероятности 0,95). Контроль проводится путем проверки воспроизведения нормы абсолютного значения расхождений между параллельными определениями. Результаты полученных исследований записывают в таблицу 18.1. Таблица 18.1 – Результаты определения объемной доли отстоя Наименование образца 1 повторность Объемная доля отстоя 2 повторность Среднее значение Контрольные вопросы 1. В чем сущность метода определения объемной доли отстоя? На чем он основан и с какой целью проводится? 2. Опишите последовательность приготовление раствора хлористого кальция. 3. Как проводится обработка результатов определения объемной доли отстоя? 85 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Мы уже привыкли к разнообразию растительных масел на российском рынке: оливковое, кукурузное, соевое, рапсовое, горчичное, хлопковое, арахисовое. Хотя далеко не всегда представляем себе, чем они отличаются друг от друга, какова их питательная ценность, в каких случаях какое лучше использовать. Знаем, что растительное масло бывает рафинированным и нерафинированным. Но мало кому известно, что этим далеко не исчерпывается список возможных процессов обработки масла. А ведь от того, насколько очищено (рафинированно) масло, зависит его пищевая ценность. Если взять разные растительные масла – подсолнечное, кукурузное, соевое, хлопковое и т.д. – и рафинировать их полностью, то мы не сможем отличить их друг от друга. Это будут совершенно одинаковые вязкие жидкости легче воды, без вкуса, запаха и цвета – так называемые обезличенные масла. Их пищевая ценность определяется лишь наличием незаменимых жирных кислот (в основном линоленовой и линолевой). Эти кислоты – самое важное, что содержит рафинированное растительное масло. Незаменимые жирные кислоты, их еще называют витамином F, отвечают за синтез гормонов, поддерживают иммунитет. Они придают устойчивость и эластичность кровеносным сосудам, уменьшают чувствительность организма к действию ультрафиолетовых лучей. Поскольку эти полезные вещества в масле сохраняются даже после глубокой рафинации, то можно считать рафинированный продукт полезным. Но в процессе глубокой очистки масло теряет не только прелесть индивидуальности, характерный вкус, аромат и многие полезные свойства. Чтобы сделать масло прозрачным, из него убирают фосфолипиды – те самые вещества, которые способствуют выведению из организма холестерина. Таким образом получается, что в растительном рафинированном масле холестерина нет. При рафинации масло теряет часть токоферолов (витамин Е) и каротиноидов. А они обладают важными терапевтическими свойствами и к тому же помогают маслу не слишком быстро портиться. Поэтому срок годности рафинированного масла меньше, чем нерафинированного, у которого он и так невелик, например, у подсолнечного и кукурузного – не более 4 месяцев. То масло, которое разливается в бутылки, рафинировано отчасти. На прилавки подсолнечное масло чаще всего попадает или рафинированное недезодорированное, или рафинированное дезодорированное, отличающиеся по своим органолептическим показателям. 86 В России подсолнечное масло пользуется большим спросом – именно его считают классическим растительным маслом. Кукурузное масло годится в пищу только рафинированным дезодорированным, так как у нерафинированного масла из кукурузы неприятные запах и вкус. Витаминов в кукурузном масле больше, чем в подсолнечном. Высококачественное оливковое масло называют прованским. Жарить лучше на рафинированных маслах. Дело в том, что во время жарки при высоких температурах в нерафинированном масле образуются токсичные соединения, обладающие слезоточивым, а также мутагенным и канцерогенным действием. А полезные вещества, которые есть в сыром виде, все равно уничтожаются при жарке. Из нерафинированных – на оливковом и рапсовом, так как они содержат меньше полинасыщенных жирных кислот, чем остальные растительные масла, и могут выдержать несколько циклов жарки, медленнее окисляются. 87 Список использованных источников 1. Арутюнян, Н.С. Рафинация масел и жиров: теоретические основы, практика, оборудование / Н.С. Арутюнян, Е.П. Корнева. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 288 с. 2. Батанов, А.Н. Переработка семян подсолнечника // Техника и оборудование для села. – 1999. – № 1–2. – С. 27–28. 3. Быкова, С.Ф. Новые технологические приемы переработки семян подсолнечника и рапса // Техника и оборудование для села. – 2003. – № 10. – С. 12–13. 4. ГОСТ 22301-2000. 5. ГОСТ 548000-2000. 6. ГОСТ 10854-2001. 7. ГОСТ 1129-2001. 8. Игнатов, К.Л. Растительные масла // Молочная промышленность. – 2000. – № 8. 9. Касторских, М.С. Экспертиза растительных масел – М.: Московская высшая школа экспертизы, 2003. – 65 с. 10. Лабораторный практикум по химии жиров / под ред. проф. Н.С. Арутюняна и проф. Е.П. Корневой. – СПб.: ГИОРД, 2004. – 264 с. 11. Лишаева, Л. Современное состояние российского рынка растительных масел и жиров / Л. Лишаева, Т. Турчина // Агро-информ. – 2004. – № 9. – С. 9. 12. Мартышкин, В.В. В новый век с новыми подходами к малотоннажному производству растительных масел // Техника и оборудование для села. – 2004. – № 3. – С. 21–24. 13. Масла растительные: методы анализа. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. – 454 с. 14. Николаева, М.А. Идентификация и фальсификация пищевых продуктов. – М.: Экономика. – 1996. – 346 с. 15. Переработка продукции растительного и животного происхождения / под ред. А.В. Богомолова и Ф.В. Перцевого. – СПб.: ГИОРД, 2001. – 336 с. 16. Технология переработки продукции растениеводства / под ред. Н.М. Личко. – М.: Колос, 2000. – 552 с. 17. Трисвятский, П.А. Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов. – М.: Колос, 1983. – 383 с. 18. Щербаков, В.Г. Технология получения растительных масел. – М.: Колос, 1992. – 207 с. 88 ПРИЛОЖЕНИЯ 89 Приложение 1 Таблица 1 – Допустимые уровни пестицидов в растительных маслах Наименование пестицида Гексахлорциклогексан (сумма изомеров , , ) ДДТ (и его метаболитов) Максимально допустимые уровни млн-1 (мг/кг) в маслах Для непосредственного употребления в пищу 0,2 0,05 рафинированное, дезодорированное 0,2 0,1 рафинированное, дезодорированное Таблица 2 – Предельно допустимые уровни тяжелых металлов, радионуклеидов и микотоксинов в растительных маслах Наименование продукта Растительные масла Радионуклеиды, Бк/кг, не более Допустимые уровни, мг/кг, не более свинец мышьяк кадмий афлацезий стронртуть медь железо токсин 137 ций 90 В1 0,1 0,05 0,03 0,5 5,0 0,005 60 80 Таблица 3 – Органолептические и физико!химические показатели оливкового рафинированного масла Наименование показателей Прозрачность Запах и вкус Цвет, не темнее Кислотное число, мг КОН, не более Массовая доля влаги и летучих веществ, %, не более Массовая доля нежировых примесей (отстой по массе), % не более Йодное число, г, йода на 100 г Массовая доля неомыляемых веществ, % не более 90 Характеристика и нормы масла Прозрачное без осадка Свойственный оливковому маслу без посторонних привкуса и запаха Светло-желтого 0,4 0,2 0,05 74–72 1,5 Таблица 4 – Зависимость навески масла от ожидаемого йодного числа Величина йодного числа, % йода от 5 до 20 вкл. свыше 20 до 50 вкл. свыше 50 до 100 вкл. свыше 100 до 150 вкл. свыше 150 до 200 вкл. свыше 200 Масса масла, г 1,0 0,6 0,3 0,2 0,15 0,10 Таблица 5 – Навески масла для определения роданового числа Ожидаемое родановое число, % J2 до 30 вкл. от 30 до 50 вкл. от 50 до 70 вкл. от 70 до 100 вкл. от 100 до 150 вкл. свыше 150 Масса масла, г 0,40–0,50 0,25–0,30 0,15–0,20 0,09–0,12 0,12–0,15 0,20–0,25 Объем роданового раствора, см3 25 25 25 25 50 50 Таблица 6 – Допустимые уровни содержания токсичных элементов в растительных маслах для непосредственного употребления в пищу и для переработки на пищевые продукты Наименование продукта Растительные масла Элементы, мг/кг, не более свинец кадмий ртуть медь железо мышьяк 0,1 0,05 0,03 0,50 5,0 0,1 Таблица 7 – Оценка дезодорированных масел Вкус, запах 1 Идеальный Трудно идентифицируемые следы вкуса Вкус свежий, неиспорченный Описание интенсивности Оценка, вкуса и запаха баллов 2 3 Без запаха, вкус обезличенного 10 масла Едва заметный привкус, 9 неиспорченный Слабый привкус нехарактерный 8 для данного вида масла 91 1 Бобовый, маслянистый Сырой, окисленный, затхлый, запах сорной травы, заплесневелый Выраженная реверсия, горьковатый резиновый привкус Выраженная прогорклость Сомнительный, рыбный запах Интенсивный неприятный запах и вкус Отталкивающий 2 Слабовыраженный привкус исходного масла Умеренно слабый привкус и запах исходного масла, слегка окисленный Привкус исходного масла, окисленный, привкус горечи Выраженный привкус горечи, металлический привкус Прогорклый, рыбный привкус, запах полимеризованного масла Сильно окисленный, олеистый Испорченный 3 7 6 5 4 3 2 1 Минимальная оценка для масла, пригодного в пищу или для дальнейшей переработки, – 7 баллов. Качество дезодорированного масла раньше обычно оценивали по 50-балльной шкале по следующим признакам: совершенно чистый без привкуса и запаха – 47–50 баллов; вкус дезодорированного жира с едва заметным отклонением – 43–46 баллов; вкус дезодорированного жира со слабовыраженным привкусом – 41–42 балла. 92 Приложение 2 Основные дефекты растительных масел Дефекты, обнаруженные при органолептической оценке масел, обусловлены степенью свежести масличного сырья, несоблюдением режимов производства и условий хранения. Затхлый запах – результат использования дефектных семян для выработки масла. Посторонние привкусы и запахи – следствие несоблюдения товарного соседства при хранении, наличии бензина в экстракционном масле при неполной его очистке и др. Прогорклый вкус, ощущение першения в горле или вкус и запах олифы при дегустации – результат окислительной порчи при неправильном хранении (на свету, повышенные влажность и температура, длительный контакт с кислородом воздуха). Помутнение и выпадение осадка в маслах, которые по стандарту должны быть прозрачными, – результат попадания влаги в масло сильного охлаждения, которое может вызвать выпадение восков, фосфатидов или твердых триглицеридов. 93 Приложение 3 Нормативы отходов и потерь Отходы при рафинации зависят от вида, качества и назначения жиров и масел, режимов процесса и методов рафинации. В таблице 9 и таблице 8 приведены основные нормы отходов и потерь жиров при рафинации, рекомендованные в настоящее время. Таблица 8 – Нормативы отходов и потерь при безщелочной рафинации масел и жиров Количество, % от массы нерафинированного масла, не более Стадия рафинации отходов потерь Кислотная гидратация 2Ф 0,1 Высушивание – 0,05 Отбеливание, фильтрация 0,45А 0,05А Дистилляция при кислотном числе: до 1,5 мг КОН/г 1,6Х 0,05 более 1,5 мг КОН/г 1,4Х 0,05 Таблица 9 – Нормативы отходов и потерь при щелочной рафинации масел и жиров Стадия рафинации Способ рафинации 1 Гидратация светлых масел (подсолнечного, соевого, арахисового, кукурузного) Нейтрализация пищевого саломаса и масел Нейтрализация масел и пищевого саломаса Промывка 2 С применением сепараторов С применением отстойников Периодический 94 Количество, % от массы нерафинированного масла, не более отходов потерь 3 4 1,7Ф – 2Ф – 1,5Х 0,1 На линиях с сепараторами (1,4–1,5)Х В мыльно-щелочной воде 1,25Х – 0,2 0,1 0,1 0,2 1 Высушивание Отбеливание 2 – На рамных фильтрах 3 – 0,45А 4 0,05 0,05А Фильтрация На механизированных фильтрах Дезодорация: Периодический Непрерывный Периодический 0,2А 0,05А 0,05 0,3 0,15 0,3 0,1 0,05 кокосовое масло прочие жиры масла Примечание: Ф – количество фосфатидов, выведенных из масла при гидратации,% от массы масла; Х – содержание свободных жирных кислот в масле, поступившем на нейтрализацию,%; А – количество отбельной земли,% массы масла. 95 Словарь терминов и определений Влага растительного масла – показатель, характеризующий количественное содержание воды в растительном масле. Гидратация – обработка растительного масла водой при нагревании для выведения избыточного количества свободных жирных кислот. Дезодорация масла – это процесс отгонки летучих веществ, сообщающих маслу вкус и запах. Йодное число растительного масла – условная величина, характеризующая содержание в 100 г растительного масла непредельных соединений, выраженная в граммах йода, эквивалентного состоящему из галогенов реагенту, присоединившемуся к маслу. Жарение – влаготепловая обработка мятки, для уменьшения сил, связывающих масло с поверхностью частиц мятки, и облегчения его отделения от нежировых компонентов мятки. Жмых – частично обезжиренные масличные семена, полученные после прессования, широко используют в качестве комбикормов для сельскохозяйственных животных. Кислотное число растительного масла – условная величина, характеризующая содержание в 1 г растительного масла свободных жирных кислот и других титруемых щелочью веществ, выраженная в миллилитрах едкого кали, необходимого для их нейтрализации. Масличными называют такие растения, в семенах, плодах которых жиры и масла накапливаются в количествах, экономически оправдывающих их промышленное использование. Мятка – продукт, полученный при измельчении семян или ядер масличных культур. Нейтрализация – обработка масла щелочью для выведения избыточного количества свободных жирных кислот. Нежирные примеси растительного масла – показатель, характеризующий количественное содержание в растительном масле веществ, нерастворимых в петролейном эфире. Неомыляемые вещества растительного масла – показатель, характеризующий количественное содержание в растительном масле сопутствующих веществ, не реагирующих со щелочами и неразрушающихся при омылении. 96 Общая зола растительного масла – показатель, характеризующий отношение массы прокаленного минерального остатка к общей массе растительного масла, сожженного в стандартных условиях. Отбеливание жиров – процесс извлечения из масла красящих веществ путем обработки его адсорбентами. Отстой растительного масла по объему – показатель, характеризующий отношение объема, занимаемого выделенным в стандартах условиях осадком, к общему объему растительного масла. Показатель преломления – это отношение скорости света в воздухе к скорости света в данной среде. Под масличностью семян понимают содержание в них сырого жира, переходящего в эфирную вытяжку из исследуемых семян. Перекисное число (ПЧ) – это количество миллимоль активного кислорода (1/2 О), эквивалентное I2, выделенное из йодида калия в ледяной уксусной кислоте перекисями и гидроперекисями, содержащимися в 1 кг масла, выражается в моль 1/2 О/кг. Прозрачность растительного масла – показатель, характеризующий отсутствие в растительном масле при температуре 20°С мути или взвешенных частиц, видимых невооруженным глазом. Родановое число – условная величина, характеризующая содержание в 100 г растительного масла непредельных соединений, выраженная в граммах йода, эквивалентного родану, присоединившемуся к маслу. Сушка – необходимая технологическая операция при подготовке масличных семян к переработке. Соапсток – осадок, образуемый мылами нерастворимыми в нейтральном жире. Содержание мыла в растительном масле – показатель, характеризующий количественное содержание в рафинированном растительном масле следов солей жирных кислот в пересчете на олеиновокислый натрий. Шрот – обезжиренные масличные семена, полученные после экстракции, которые широко используют в качестве белкового компонента комбикормов для сельскохозяйственных животных. Число омыления растительного масла – условная величина, характеризующая содержание в 1 г растительного масла свободных и связанных в виде триглицеридов жирных кислот, выраженная в миллиграммах едкого кали, необходимого для разрушения сложноэфирных связей и нейтрализации выделенных при этом свободных жирных кислот. 97 Цвет растительного масла – показатель, характеризующий окраску слоя растительного масла, просматриваемого невооруженным глазом. Цветность растительного масла – показатель, характеризующий интенсивность окраски растительного масла, выраженный в условных единицах. Цветность хлопкового масла – цветность, определяемая сравнением цвета хлопкового масла с цветом набора стандартных стекол и выражаемая количеством единиц красного цвета при установленном количестве единиц желтого цвета. 98 Содержание ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................................... 3 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ......................................................................................... 6 Глава 1 Ассортимент растительных масел .............................................................. 6 Глава 2 Основная характеристика масличного сырья, используемого для производства растительных масел .................................... 9 Глава 3 Описание современного технологического процесса производства растительных масел .................................................................... 11 ЛАБОРАТОРНО=ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ ....................................................... Лабораторная работа №1 .................................................................................... Лабораторная работа №2 .................................................................................... Лабораторная работа №3 .................................................................................... Лабораторная работа №4 .................................................................................... Лабораторная работа №5 .................................................................................... Лабораторная работа №6 .................................................................................... Лабораторная работа №7 .................................................................................... Лабораторная работа №8 .................................................................................... Лабораторная работа №9 .................................................................................... Лабораторная работа №10 .................................................................................. Лабораторная работа №11 .................................................................................. Лабораторная работа №12 .................................................................................. Лабораторная работа №13 .................................................................................. Лабораторная работа №14 .................................................................................. Лабораторная работа №15 .................................................................................. Лабораторная работа №16 .................................................................................. Лабораторная работа №17 .................................................................................. Лабораторная работа №18 .................................................................................. 23 23 28 34 37 39 42 47 50 54 57 60 63 67 70 76 79 82 84 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 86 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ..................................................... 88 ПРИЛОЖЕНИЯ ......................................................................................................... 89 СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ ............................................................. 96 Цинцадзе Оксана Евгеньевна Яичкин Владимир Николаевич Гулянов Юрий Александрович Каракулев Владимир Васильевич ПРАКТИКУМ по технологии производства растительных масел Тех. редактор – М.Н. Рябова Корректор – Л.В. Иванова Комп. верстка – А.В. Сахаров Подписано в печать 23.08.2007. Формат 60x84/16. Усл. печ. л. 5,81. Печать оперативная. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Заказ №2730. Тираж 200 экз. Издательский центр ОГАУ 460795, г. Оренбург, ул.Челюскинцев, 18. Тел.: (3532)77-61-43 Отпечатано в Издательском центре ОГАУ
