Методика експерименту

2.1. Вичерпна екстракція методом Сокслета.

Принцип методу базується на визначенні масової частки ліпідів в аналізованому матеріалі за масою їх речовин, екстрагованих діетиловим етером або гексаном.

Реактиви і матеріали: етанол, петролейний ефір, гексан; вата гігроскопічна; папір фільтрувальний; хлорид кальцію.

Прилади, хімічний посуд: терези лабораторні 2-го класу, насадки для екстрагування лабораторнi склянi номінальною місткістю 250 мл, сушильна електрична шафа з терморегулятором, ексикатор діаметром 190 або 250 мл, водяна баня з виносним обігрівом, лабораторний млин, стаканчики для зважування скляні з кришками діаметром 30 або 40 мм, шпателі, пінцети, дерев'яна циліндрова болванка діаметром 25 мм і завдовжки 150 мм, фарфорові чашки місткістю 100 або 250 мл.

Порядок виконання роботи. Вода, що міститься в тканинах матеріалу, заважає дифузії жиру з продукту в розчинник, тому зразок продукту необхідно підсушити або зневоднити. Вміст вологи підсушеного зразку повинен бути приблизно 3-3,5%. Потім підсушену пробу продукту подрібнюють у ступці вручну або за допомогою електричного млина. Першу порцію продукту, подрібненого в млині, відкидають, оскільки олiя, що виділилась при подрібненні витрачається на заоліювання робочих органів млина. Всі подальші порції подрібненого продукту поміщають у стакан місткістю 250 мл і ретельно перемішують шпателем. Патрони для насадок екстракторів Сокслета готують з листа фільтрувального паперу розміром 110x500 мм, знежиреного діетиловим або петролейним етером, таким чином: на дерев'яну циліндрову болванку намотують фільтрувальний папір так, щоб з одного боку болванки край паперу виступав на 2-2,5 см. Цю частину паперу загинають, намотуючи її на болванку пінцетом, потім патрон придавлюють з торця об плоску поверхню і знімають з болванки. У патрон кладуть два шматочки знежиреної вати (на дно патрона та зверху) і зважують на терезах 2-го класу із записом результатів до четвертого десяткового знака. З перемішаної маси подрібненого продукту беруть наважку 5-10 г в два заздалегідь підготовлених для екстракції патрони, зверху кладуть другий шматочок вати та загинають верхні краї патронів всередину. Зважування патронів з наважкою продукту проводять на терезах 2-го класу із записом результатів до четвертого десяткового знака. Висота патрона з наважкою насіння повинна бути такою, щоб верхній край сифона екстрактора Сокслета був на 1 см вище за патрон. Патрони з наважкою продукту кладуть в екстрактор. До екстрактора приєднують знежирену колбу, заздалегідь висушену до постійної маси при температурі 102-105°С. Наливають в екстрактор розчинник так, щоб патрон у ньому був повністю покритий шаром етеру. В колбу наливають ефір на 1/3 її об'єму.

Апарат Сокслета складається з трьох частин: екстрактора, приймальної колби і зворотного холодильника. Всі частини апарату щільно приєднані один до одного за допомогою шліфів. Основна деталь насадки – екстрактор, є циліндровою ємністю, забезпеченою двома бічними трубками. Більш широка трубка служить для відведення пари розчинника (етеру) в холодильник, більш тонка – є сифоном, що відводить розчин лiпiдiв у приймальну колбу.

Після з'єднання всіх частин апарату подають холодну воду в холодильник і підігрівають колбу, використовуючи водяну баню або інші пристрої, які виключають спалахування розчинника. Слідкують за рівномірністю кипіння в колбі. Пари киплячого етеру проходять по трубці в холодильник, конденсуються, і етер по краплях стікає до патронів з продуктом, що екстрагується. Екстрактор поступово наповнюється рідким етером, ліпіди вилучаються з проби продукту. Як тільки рівень етеру в екстракторі підніметься дещо вище верхнього коліна сифонної трубки, він зливається через сифон у колбу. Там, нагріваючись, етер перетворюється на пари, які знову підіймаються в холодильник і, конденсуючись, стікають в екстрактор. Ліпіди збираються в колбі. Початком екстракції вважається той момент, коли розчинник з насадки екстрактора зіллється в приймальну колбу другий раз.

Після цього екстракцію ведуть безперервно. Якщо неможливо організувати цілодобову роботу лабораторії, то екстракцію переривають, вимикаючи обігрів водяної бані, а патрони в екстракторах повинні залишатися в шарі розчинника. По закінченні приблизно половини часу екстрагування патрони в екстракторі перевертають. Розчинник через екстрактор повинен сифонувати не менше 7-8 разів на годину. Про кінець екстрагування можна судити по відсутності жирної плями на фільтрувальному папері або скляній пластинці при випаровуванні нанесеної на них краплі розчинника, що стікає з екстрактора.

Повноту екстракції можна також перевірити, поміщаючи краплю розчинника з екстрактора на шорстку сторону шліфованої частини шийки колби. Якщо після висихання краплі на шліфі не залишається слідів олії, то екстракція вважається закінченою.

Після закінчення екстрагування припиняють нагрівати колбу, дають їй охолонути, вимикають воду і прибирають холодильник. Потім, нахиливши екстрактор, зливають у приймальну колбу через сифонну трубку етер, що залишився в ньому, і відділяють колбу від екстрактора.

Для вiдгонки етеру колбу з розчином жиру приєднують до апарату для вiдгонки. Колба з розчином сполучена з прямим холодильником, форштос опущений у приймач для розчинника вільно, без пробки. Остаточне видалення ефіру і висушування ліпідів проводять в електричній сушильній шафі з терморегулятором при температурі 102-105°С до постійної маси. Перше зважування проводять через 1,5 год, подальші − через 30 хв. Колби з ліпідами після їх охолодження в ексикаторi протягом 45-60 хв. зважують. При зважуванні колб до і після висушування використовують один і той же набір наважок (гирь). Якщо при черговому зважуванні маса колби з ліпідами збільшується, що можливе в результаті окиснення жиру, то за постійну масу приймають якнайменшу.

Одночасно визначають вміст вологи в продукті методом висушування до постійної маси при температурі 102-105°С. Для цього в заздалегідь висушені в тих же умовах металеві або скляні стаканчики беруть з подрібненої маси продукту дві наважки масою приблизно 5 г. Перше зважування проводять через 1 год., подальші – через 30 хв. Перед зважуванням стаканчики з наважками охолоджують в ексикаторi. Всі зважування – патронів з наважкою продукту, колб з ліпідами, стаканчиків при визначенні вологи – проводять на терезах 2–го класу із записом результатів до четвертого десяткового знака.

Опрацювання результатів. Масову частку жиру (%) до маси продукту розраховують за формулою (2.1):

W = 100 ((m − m₁)/m₂) (2.1)

де m – маса колби з ліпідами, г; m₁ – маса порожньої колби, г; m₂ – маса наважки подрібненого продукту, г.

При визначенні вмісту жиру за масою знежиреного залишку (метод С.В. Рушковського) масову частку жиру (%) до маси продукту розраховують за формулою (2.2):

W = 100 ((m − m₁)/m₂)(2.2)

де m – маса патрону з наважкою продукту до екстракції, г; m₁ – маса патрону з наважкою продукту після екстракції, г; m₂ – маса наважки подрібненого продукту (різниця між масою патрону з наважкою до екстракції та порожнього патрону з двома шматочками вати), г [27].

2.2. Екстракція методом ультразвуку

Ультразвукова екстракція широко відома і є одним з найбільш ефективних способів виділення біологічно активних речовин з рослинної сировини.

Для ультразвукової екстракції застосовують як водні розчини, так і різні органічні рідини: спирти, бензен, гексан та інші. При цьому утворюються досить великі обсяги екстрактів, що потребують спеціальних методів виділення екстрагованих речовин і регенерації екстрагента.

Спосіб здійснюється таким чином:

Сировину поміщають в ємність для екстрагування, заливають рівним по масі об’ємом гексану. Після включення ультразвуку з потужністю 30 або 50 Вт.

Екстракцію в ультразвуковому полі проводять протягом часу, що визначається фізико-хімічними властивостями сировини, екстрагента та щільністю ультразвукової енергії в робочій ємності. Потім екстрагент зливають та переганяють.

Перевіряють повноту екстракції: додаючи до сировини рівний об’єм гексану та знову включають ультразвук.

2.3. Газохроматографічний аналіз

Приготування розчину натрій метилату в метанолі (натрій етилату в етанолі) концентрації 2 моль/дм^3.. Наважують 2,7 г натрій метилату (3,4 г натрій етилату) або 1,15 г металічного натрію в стаканчик для зважування. Результат записують у грамах до другого десяткового знака.

У мірну колбу ємністю 25 см³ наливають 10-12 см³ абсолютного метанолу (абсолютного етанолу) в нього висипають наважку натрій метилату або кидають невеличкими шматочками натрій. Після перемішування (розчинення) розчин охолоджують до кімнатної температури і доливають абсолютним метанолом (абсолютним етанолом) до мітки. Зберігають розчин у холодильнику [18].

Приготування метилових (етилових) етерів кислот

Пробу досліджуваної олії добре перемішують. У скляну пробірку беруть піпеткою 2-3 каплі олії, розчиняють їх в 1,9 см³ гексану. У розчин вводять 0,1 см³ розчину натрій метилату в метанолі (натрій етилату в етанолі) концентрацією 2 моль/дм³. Після інтенсивного перемішування протягом 2 хв реакційну суміш відстоюють 5 хв і фільтрують через паперовий фільтр. Розчин готовий для аналізу. Готовий розчин зберігають у холодильнику не більше 2 діб [18, 20].

Підготовка хроматографа до роботи

Підключення хроматографа, підготовка та встановлення колонок, вивід прилада на робочий режим здійснюється згідно інструкцій по встановленню та налаштуванню хроматографа.

Проведення вимірювання

На хроматографі встановлюють наступні умови аналізу олій, які не містять низькомолекулярних кислот (крім олій типу кокосової); температура термостата колонок –180-190̊С; температура випаровувача – 250̊С; температура печі детекторів – 200̊С; швидкість потоку газу-носія (азот, аргон, гелій) –30-40см³/хв; об’єм проби – близько 1 мм³ розчину метилових (етилових) етерів жирних кислот у гексані. Час виходу метилолеату не більше 15 хв.

Відносні об’єми метилових (етилових) етерів жирних кислот (V_{г відн.}), які визначають порядок виходу їх із хроматографічної колонки, а також позначення жирних кислот, які входять у склад утворених метилових (етилових) етерів жирних кислот рослинних олій, наведені нижче (Таблиця 2.1.):

Таблиця 2.1.

Відносні об’єми метилових (етилових) ефірів жирних кислот

Ідентифікацію та кількісний аналіз компонентів проводять за допомогою комп’ютера. Результати досліджень зводяться у протокол [18].