способ определения содержания фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке

Формула изобретения

Способ определения содержания фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке, включающий приливание гексана к пробе продукта, перемешивание, отстаивание полученной смеси, сливание экстрагированного гексана с извлеченными фосфолипидами, проведение второй экстракции приливанием гексана к полученному осадку, перемешивание, отстаивание, сливание экстрагированного гексана и смешивание его с экстрагированным гексаном от первой экстракции, фильтрование полученной смеси и отгонку гексана из фильтрата, после чего к полученному осадку приливают ацетон, перемешивают, полученную смесь выдерживают при 50^oС, затем удаляют надосадочный раствор ацетона, к оставшемуся осадку приливают ацетон, перемешивают, полученную смесь отстаивают и удаляют надосадочный раствор, к полученному осадку снова приливают ацетон, перемешивают, из полученной смеси удаляют ацетон, оставшийся осадок фосфолипидов сушат, охлаждают и определяют массу фосфолипидов, отличающийся тем, что гексан приливают к пробе продукта массой 9,5-10,5 г, а процесс отстаивания при экстракции гексаном ведут в течение 4,5-5,5 мин и экстрагированный гексан сливают через фильтр, причем после второй экстракции осадка проводят третью экстракцию, а выдержку при обработке ацетоном при 50^oС ведут в течение 4,5-5,5 мин, а перед сушкой осадок промывают ацетоном, взятым в количестве 9,5-10,5 см³.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности, а именно к методам определения содержания фосфолипидов, внесенных в сухое молоко при получении сухого быстрорастворимого молока.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому способу является метод определения содержания фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке, при котором к исследуемой пробе продукта приливают гексан, перемешивают, полученную смесь отстаивают, экстрагированный слой гексана с извлеченными фосфолипидами сливают, к полученному осадку снова приливают гексан, перемешивают, отстаивают, экстрагированный гексан сливают и смешивают с экстрагированным гексаном от первой экстракции, полученную смесь фильтруют и из фильтрата отгоняют гексан, после чего к полученному осадку (смеси молочного жира и фосфолипидов) приливают теплый ацетон, перемешивают, выдерживают при 50^oС и удаляют надосадочный раствор, к оставшемуся осадку снова приливают теплый ацетон, перемешивают, отстаивают и удаляют надосадочный раствор, к полученному осадку снова приливают теплый ацетон, перемешивают и из смеси удаляют ацетон, полученный осадок фосфолипидов сушат, охлаждают и проводят последующую оценку результатов.

Существующая методика имеет ряд недостатков.

При производстве сухого быстрорастворимого молока вносятся фосфолипиды, улучшающие его показатели растворимости (относительную скорость и полноту растворения и др.).

Эта методика определяет общее количество фосфолипидов, внесенных и присутствующих в исходном молоке-сырье. Методика не позволяет определить точное количество фосфолипидов, внесенных в сухое быстрорастворимое молоко, что отрицательно сказывается на ведении технологического процесса сушки и учете расхода компонентов при производстве сухого быстрорастворимого молока. Это происходит из-за того, что экстракция внесенных фосфолипидов из пробы продукта гексаном, взятых в соотношении 50 г продукта: 100 см³ гексана протекает неполно и дает заниженное содержание фосфолипидов в продукте.

Известная методика длительна из-за продолжительного процесса отстаивания смеси продукта с гексаном в процессе экстракции, а также выдержки в процессе обработки ацетоном.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение точности определения содержания фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке при сокращении длительности процесса.

Технический результат достигается тем, что в способе определения содержания фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке, включающем приливание гексана к пробе продукта, перемешивание, отстаивание полученной смеси, сливание экстрагированного гексана с извлеченными фосфолипидами, проведение второй экстракции приливанием гексана к полученному осадку, перемешивание, отстаивание, сливание экстрагированного гексана и смешивание его с экстрагированным гексаном от первой экстракции, фильтрование полученной смеси и отгонка гексана из фильтрата, после чего к полученному осадку приливают ацетон, перемешивают, полученную смесь выдерживают при 50^oС, затем удаляют надосадочный раствор ацетона, к оставшемуся осадку приливают ацетон, перемешивают, полученную смесь отстаивают и удаляют надосадочный раствор, к полученному осадку снова приливают ацетон, перемешивают, из полученной смеси удаляют ацетон, оставшийся осадок фосфолипидов сушат, охлаждают и определяют массу фосфолипидов, причем гексан приливают к пробе продукта массой 9,5-10,5 г, а процесс выдерживания при экстракции гексаном ведут в течение 4,5-5,5 мин и экстрагированный гексан сливают через фильтр, причем после второй экстракции осадка проводят третью экстракцию, а выдержку при обработке ацетоном при 50^oС ведут в течение 4,5-5,5 мин, а перед сушкой осадок промывают ацетоном, взятым в количестве 9,5-10,5 см³.

Указанные параметры осуществления заявляемого способа в совокупности позволяют повысить точность определения содержания фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке и сократить длительность процесса.

Благодаря высокой точности определения содержания фосфолипидов заявляемый способ позволяет определить как суммарное содержание фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке (с учетом внесенных фосфолипидов), так и содержание фосфолипидов в сырье - сухом молоке (до внесения фосфолипидов), и в результате - содержание внесенных фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке.

В прототипе же содержание фосфолипидов в сухом молоке-сырье не принималось во внимание из-за значительной погрешности измерения.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.

К пробе сухого быстрорастворимого молока жирностью 25%, весом 9,5-10,5 г приливают 100 см³ гексана. Колбу закрывают притертой пробкой. Содержимое колбы энергично перемешивают встряхиванием в течение трех минут. Затем в течение 4,5-5,5 мин смесь отстаивают.

Экстрагированный гексан сливают через фильтр в химический стакан. В качестве фильтра используют, например, бумажный или стеклянный фильтр.

К осадку, оставшемуся в колбе, снова приливают 100 см³ гексана и повторяют экстракцию и фильтрацию, как описано выше, сливая фильтрат (экстрагированный гексан) в тот же химический стакан.

К осадку, оставшемуся в колбе, приливают 100 см³ гексана, повторяя экстракцию и фильтрацию в третий раз, как описано выше.

Далее из полученного смешанного фильтрата удаляют гексан на ротационном испарителе или на песочной бане с температурой 70-80^oС под тягой. К осадку (смеси жира и фосфолипидов) на дне колбы или фарфорового тигля приливают 50 см³ теплого ацетона (с температурой 40^oС). Полученную смесь в течение 1 мин перемешивают стеклянной палочкой, затем тигель или колбу помещают на песочную баню с температурой 50^oС на 4,5-5,5 мин, давая возможность взвеси нерастворимых в ацетоне фосфолипидов отстояться.

Затем приступают к удалению ацетона. Осторожно, чтобы не возмутить осадок на дне колбы или тигля, сливают прозрачный желтоватый надосадочный раствор ацетона через высушенный, взвешенный фильтр (например, бумажный) в другую колбу.

Для дальнейшего обезжиривания оставшегося осадка фосфолипидов к нему приливают 25 см³ теплого ацетона. Тщательно перемешивают смесь стеклянной палочкой в течение 1 мин, выдерживают (отстаивают) при температуре 50^oС в течение 4,5-5,5 мин и сливают ацетон (с примесью растворенного в нем жира) через фильтр в ту же колбу. К оставшемуся осадку фосфолипидов приливают 25 см³ теплого ацетона, перемешивают смесь стеклянной палочкой и сливают через фильтр в ту же колбу. Оставшийся осадок на фильтре промывают 9,5-10,5 см³ теплого ацетона.

Далее проводят сушку, охлаждение и взвешивание общего осадка фосфолипидов, внесенных и содержащихся в исходном сырье.

Аналогично вышеуказанному методу проводят определение фосфолипидов в контрольном образце - сухом молоке, отобранном согласно технологического процесса до внесения фосфолипидов.

Тем самым определяют массу осадка фосфолипидов, содержащихся в исходном сухом молоке перед получением сухого быстрорастворимого молока. Контрольная проба осуществляется, как правило, не менее одного раза в квартал.

Далее из общего осадка фосфолипидов вычитают массу фосфолипидов контрольного образца и рассчитывают процентное содержание внесенных фосфолипидов в сухом быстрорастворимом молоке.

Экспериментально установлено, что:

- уменьшение длительности отстаивания при экстракции гексаном ниже 4,5 мин нежелательно, так как после перемешивания исследуемой пробы продукта с гексаном полное осаждение его взвеси происходит не менее чем через 4,5 мин и уменьшение времени отстаивания менее 4,5 мин приводит к сливанию вместе с гексаном продукта, что вызывает последующее затруднение отделения порошка от гексана и снижение точности получаемых результатов;

- увеличение длительности отстаивания выше 5,5 мин является безрезультатным, так как процесс экстрагирования наиболее полно протекает в первую минуту при перемешивании, отстаивание (осаждение) порошка сухого молока происходит быстро и полно в течение времени не более 5,5 мин вследствие достаточно крупной дисперсности порошка и разности плотности гексана и молочного продукта.

Длительность выдержки при обработке ацетоном 4,5-5,5 мин при температуре 50^oС является оптимальной, так как при этом наиболее полно в нем происходит растворение оставшихся жировых фракций продукта и осаждение выделившихся нерастворимых в ацетоне фосфолипидов.

Экспериментально установлено, что:

- уменьшение времени выдержки менее 4,5 мин приводит к неполному растворению оставшихся жировых фракций, что завышает конечные результаты и увеличивает погрешность опыта;

- увеличение выдержки свыше 5,5 мин увеличивает продолжительность анализа, не повышая его точности, так как при более длительной выдержке не уменьшается масса выделившихся фосфолипидов и результаты остаются неизменными;

- уменьшение количества ацетона (для промывания осадка) менее 9,5 см³ нежелательно, так как приводит к неполной промывке осадка, к дополнительным потерям фосфолипидов и жира по стенкам колб, на фильтрах, что повышает погрешность опыта и искажает результаты;

- увеличение количества ацетона более 10,5 см³ является неэффективным и бесполезным, так как не изменяет (не уменьшает) массу фосфолипидов, а вызывает ненужные затраты реагентов и увеличивает продолжительность выполняемых операций, не принося полезных результатов.

Количество ацетона от 9,5 до 10,5 см³ является оптимальным, так как обеспечивает наиболее полное и эффективное отделение примесей от фосфолипидов.

Пример. Взвешивают 10 г сухого быстрорастворимого молока от фирмы "Нидо", приливают к навеске в колбе с притертой пробкой 100 см³ гексана, содержимое колбы энергично встряхивают в течение 3 мин, затем в течение 5 мин отстаивают. Отделяют отстоявшийся слой гексана с извлеченными фосфолипидами от осадка через бумажный фильтр в другую колбу так, чтобы порошок не попадал на фильтр.

Далее проводят вторую экстракцию, приливая к оставшемуся осадку в первой колбе 100 см³ гексана, и повторяют все операции, как описано выше, сливая гексан после фильтра в ту же колбу.

К осадку, оставшемуся в первой колбе, снова приливают 100 см³ гексана, повторяя экстракцию и фильтрацию гексана в третий раз. Осадок порошка (продукта) отбрасывают, а из полученного от трех экстракций фильтрата отгоняют гексан на песочной бане с температурой 70-80^oС под тягой. После отгонки в остатке получают смесь фосфолипидов и жира.

Аналогично вышеуказанному проводили экстракцию двух навесок сухого быстрорастворимого молока от фирмы "Нидо" весом 9,8 г и 9,9 г, трех навесок сухого быстрорастворимого молока от фирмы "Фенлиф" весом 10,2 г, 9,7 г, 10,0 г, трех навесок сухого молока (сырья) весом 10,1 г; 10,1 г; 10,0 г.

Результаты проведения исследований представлены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, эффективность экстракции по предлагаемой методике составляет от 75,7% до 86%, что превышает результаты экстракции по методике прототипа на 30-34%.

Далее к полученному осадку смеси жира и фосфолипидов приливают 50 см³ ацетона при 40^oС, перемешивают одну минуту, выдерживают при 50^oС в течение 5 мин. Затем сливают надосадочный раствор ацетона через взвешенный высушенный бумажный фильтр в другую колбу, отделяя жир, растворенный в ацетоне от осадка фосфолипидов.

Приливают повторно 25 см³ ацетона при 40^oС к оставшемуся в первой колбе осадку (фосфолипидов), повторяют перемешивание (1 мин), выдержку при 50^oС (5 мин) и сливают надосадочный раствор ацетона через фильтр в ту же колбу.

К оставшемуся осадку фосфолипидов приливают 25 см³ ацетона в третий раз, перемешивают 1 мин и сливают всю смесь через фильтр в ту же колбу с ацетоном. Освободившуюся колбу ополаскивают 10 см³ теплого ацетона и сливают через фильтр в ту же колбу (с ацетоном). Ацетон отбрасывают, а осадок фосфолипидов (вместе с фильтром) высушивают при температуре 100-110^oС до постоянного веса. Пробу охлаждают до 20^oС, затем определяют массу полученного осадка с допустимой погрешностью 0,1 мг.

Результаты измерений сухого быстрорастворимого молока приведены в таблице 2, а сухого молока-сырья - в таблице 3. Для сравнения приведены данные, полученные по методике прототипа.

Как видно из таблицы 2 и 3, предельно допустимая погрешность измерений () по предлагаемой методике составила 0,02%, по прототипу 0,06%. Массовая доля фосфолипидов, определенная по прототипу, получена в 2-1,5 раза ниже, чем по предлагаемой методике, из-за неполного протекания экстракции и выделения фосфолипидов.

В таблице 4 приведены результаты определения массовой доли вносимых фосфолипидов при навесках продукта около 5,0 г, 20 г, 30 г, 40 г и 50 г. Все остальные параметры методики соответствовали предлагаемой методике. При массе навески 5 г не достигнуто полного выделения вносимых фосфолипидов (0,6%) в связи со значительными потерями опыта из-за малой величины навески.

При массе навески от 20 г до 50 г выделение вносимых фосфолипидов (0,6%) протекало еще менее эффективно вследствие неполного экстрагирования вносимых фосфолипидов из-за недостаточных объемов гексана. Однако его увеличение является нежелательным и возможным из-за возникающих технических трудностей выполнения анализа вследствие увеличения объемов гексана, увеличения продолжительности опыта и требований повышенной безопасности и пожароопасности при его проведении. Масса навески продукта около 10 г является наиболее оптимальной.

Преимущество предлагаемой методики, в сравнении с прототипом, состоит в том, что при ее выполнении повышается эффективность выделения из продукта фосфолипидов и погрешность снижается с 8% до 5%; снижаются расходы готового продукта для выполнения анализа в пять раз, то есть снижены общие потери; сокращается продолжительность проведения анализа за счет уменьшения отстаивания пробы с гексаном с 20 мин до 5 мин и фильтрации гексана и ацетона в процессе измерений, что сокращает общие потери при проведении опыта; снижается трудоемкость выполняемых этапов экстрагирования гексаном и обработкой ацетоном.