Оценка содержания эруковой кислоты в масле семян рапса методом ядерной магнитной релаксации Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

665.334.94:543.422.25

ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ЭРУКОВОЙ КИСЛОТЫ В МАСЛЕ СЕМЯН РАПСА МЕТОДОМЯДЕРНОЙ МАГНИТНОЙ РЕЛАКСАЦИИ

Н.В. СОЛОННИКОВА, С.М. ПРУДНИКОВ,

С.Ю. КСАНДОПУЛО, Б.Я. ВИТЮК, Н.С. КРАВЧУК

Кубанский государственный технологический университет

Традиционные методы определения массовой доли эруковой кислоты на основе метода газожидкостной хроматографии [1-3] и замораживания [4] не обеспечивают высокой степени экспрессности. Кроме того, эти методы не позволяют определять содержание эру-ковой кислоты непосредственно в семенах без их разрушения, имеют длительную и сложную пробоподго-товку, требуют большого количества токсичных химических реактивов.

Наиболее полно требованиям экспрессности анализа без разрушения семян и применения небезопасных химических реактивов отвечают методы количественного анализа на основе явления ядерной магнитной релаксации (ЯМР), которые в настоящее время находят широкое применение для решения различных аналитических задач, имеющих прикладное значение. Разработаны и успешно используются на практике ЯМР-экспресс-анализаторы масличности и влажности семян масличных культур [5].

Растительные масла представляют собой смесь триацилглицеринов (ТАГ), свойства которых определяются составом и структурой их жирных кислот. Согласно модели времени корреляции [6], основанной на представлении о диффузионном движении молекул, существует взаимосвязь между временем ЯМР, вязкостью и температурой вещества.

Известно, что физические свойства, в частности вязкость, насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав масел, имеют существенные различия. Это приводит в свою очередь к значительным отличиям во временах спин-спиновой релаксации протонов этих жирных кислот.

Хотя эруковая кислота является ненасыщенной (С22 : 1), однако по некоторым физическим свойствам она близка к насыщенным жирным кислотам, в частности, по температуре плавления 34,7°С. Это объясняется тем, что вязкость жирных кислот возрастает с увеличением как степени насыщенности, так и их молекулярной массы.

Можно предположить, что по ЯМР-характеристи-кам протоны эруковой кислоты при температуре ниже 34°С близки к протонам насыщенных кислот и сущест-

венно отличаются от протонов ненасыщенных жирных кислот (олеиновой, линолевой).

Поскольку при варьировании содержания эруковой кислоты в масле семян капустных изменяется содержание в основном ненасыщенных жирных кислот, а количество насыщенных остается практически постоянным, различия в ЯМР-характеристиках протонов масла в разных семенах можно связать с варьированием в них массовой доли эруковой кислоты.

Влияние содержания эруковой кислоты на релаксационные характеристики масла в исследуемых семенах рапса определяли на анализаторе масличности и влажности АМВ-1006М [7].

В теории ЯМР для характеристики гетерогенных систем часто используют так называемое средневзвешенное значение времен спин-спиновой релаксации Т2 СВ, которое является интегральной характеристикой многофазной спиновой системы [6].

При исследовании влияния массовой доли эруко-вой кислоты в масле семян рапса на ЯМР-характери-стики протонов пробоподготовку образцов семян проводили путем их термостатирования при температуре 23 + 0,2°С в течение 2 ч, после чего помещали в датчик импульсного ЯМР-анализатора, измеряли ЯМР-харак-теристики протонов масла и вычисляли Т2 СВ по формуле

1QQ _! А,-

T ! T ’

'2 CB i_ 1 ' 2 i

где N = 3 - число компонент в сигнале ЯМР протонов масла; Ai - ам -плитуда сигнала ЯМР протонов i-й компоненты в процентах от общей амплитуды; T2 i - время спин-спиновой релаксации протонов i-й компоненты, мс.

При определении релаксационных характеристик протонов масла семян всех исследуемых образцов рапса установлено, что молекулы ТАГ масла находятся в различном структурном состоянии: индивидуальные молекулы - первая компонента, ассоциаты молекул низких порядков в результате межмолекулярного Ван-дер-Ваальсового взаимодействия - вторая компонента, ассоциаты молекул более высоких порядков в результате межмолекулярного Ван-дер-Ваальсового взаимодействия - третья компонента.

Следует отметить, что каждое из указанных состояний молекул ТАГ характеризуется определенными значениями амплитуд сигналов ЯМР и времен спин-спиновой релаксации протонов.

Экспериментально нами установлена корреляци -онная зависимость между содержанием эруковой ки-

слоты в масле семян рапса и параметром Т2 св протонов при температуре 23°С.

На основании полученных данных построена зависимость релаксации Т2 СВ протонов ТАГ от массовой доли эруковой кислоты Рэр, % (рисунок). С помощью математической обработки экспериментальных данных получено уравнение Рэр = -1,2т св + 74,4, которое может быть использовано в качестве градуировочного при определении массовой доли эруковой кислоты в масле семян рапса методом ЯМР.

Таким образом, на основании изучения закономерностей ЯМР-характеристик протонов ТАГ масла семян рапса установлена принципиальная возможность экспрессного определения содержания эруко-вой кислоты в масле семян без их разрушения и применения токсичных, взрывоопасных и пожароопасных химических реактивов.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 30418-96. Масла растительные. Метод определе -ния жирнокислотного состава. - М., 1997.

2. ГОСТ Р 51483-99. Масла растительные и жиры живот -ные. Определение методом газовой хроматографии массовой доли метиловых эфиров индивидуальных жирных кислот к их сумме. -М., 1999.

3. Руководство по методам исследования, технохимиче -скому контролю и учету производства в масложировой промыш -ленности. Т. 1, кн. 1, 2 / Редкол.: В.П. Ржехин и др. - Л.: ВНИИЖ, 1967. - 1042 с.

4. Шпота В .И., Подколзина В.Е. Экспрессное определение содержания эруковой кислоты. // Масло-жировая пром-сть. -1984. - № 2. - С. 27-29.

5. МВИ № 243-1. Методика выполнения измерений мас -

личности семян масличных культур и продуктов их переработки с применением ЯМР-анализатора АМВ-1006М. - Краснодар:

ВНИИМК, 1996. - 9 с.

6. Вашман А.А., Пронин И.С. Ядерная магнитная релак -сация и ее применение в химической физике. - М.: Наука, 1979. -236 с.

7. А.с. 1173279 СССР. Способ количественного анализа веществ на основе явления ЯМР и устройство для его осуществления / С.М. Прудников. - Опубл. в БИ. - 1985. - № 30.

Кафедра безопасности жизнедеятельности

Поступила 15.02.05 г.

637.563.9.002.3:668.317

ЧЕШУЯ ЧА С ТИКОВЫХ И ПР УДОВЫХ РЫБ КАК СЫРЬЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИХТИОЖЕЛАТИНА

О.С. ЯКУБОВА, Н.В. ДОЛГАНОВА, А.Л. КОТЕНКО

Астраханский государственный технический университет

Производство рыбной продукции из разделанного сырья неизбежно связано с образованием отходов, являющихся ценным сырьем для пищевой, медицинской, технической и кормовой продукции. Рациональная и комплексная переработка рыбных отходов превращает уже существующую технологию в безотходную, позволяет расширить ассортимент выпускаемой продукции, решает экологические проблемы и повышает экономическую эффективность предприятия в целом.

Очень важно при переработке вторичных ресурсов рыбного сырья учитывать различия его видового состава, химических, технологических и физических свойств.

Рыбные отходы по факторам, обусловливающим их образование, можно разделить на объективные и субъективные. К первой группе относятся те, которые образовываются вне зависимости от ассортимента и выбранной технологической схемы средств труда, видового состава обрабатываемого сырья и определяют-

ся биологическими особенностями рыбы. К таким отходам относят внутренние органы, а также чешую и кожу рыбы [1]. В настоящее время использование чешуи - серьезная проблема для рыбокомбинатов.

Чешуя является ценным коллагенсодержащим сырьем - источником получения ихтиожелатина. Желатин широко применяется как структурообразователь в пищевой промышленности, входит в состав пищевых пленок, покрытий, съедобных оболочек, используется при культивировании микроорганизмов. В медицинской промышленности желатин применяется в качестве пролонгатора лекарственных препаратов, биологически активных компонентов, входящих в состав косметических средств, и др. В некоторых случаях именно ихтиожелатин используют в качестве клеящего вещества. Он является натуральным структурообразова-телем, поэтому ограничений в его применении нет.

Особенно актуально производство ихтиожелатина в настоящее время, так как безопасность желатина животного происхождения, вырабатываемого из непищевых отходов от разделки крупнорогатого скота, вызывает озабоченность у производителей пищевой и фар-