СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ИЗОПРЕНОИДОВ ИЗ ЖИРОСОДЕРЖАЩЕГО ЭМУЛЬСИОННОГО ПРОДУКТА ПИТАНИЯ
METHOD OF EXTRACTING ISOPRENOIDS FROM FAT-CONTAINING EMULSION FOOD SUBSTANCE

Изобретение относится к технике выделения из продуктов питания содержащихся в них компонентов, а именно изопреноидов, и может найти применение для контроля качества продуктов питания, например для выявления в них допустимого количества изопреноидов растительного и животного происхождения.
В настоящем изобретении понятие «жиросодержащий эмульсионный продукт» включает как натуральные молочные и масложировые продукты, так и продукты в виде прямых и обратных эмульсий, производимые на основе натуральных продуктов. Настоящее изобретение позволяет выделить изопреноиды в молоке, сливках, сливочном масле, плавленых сырах, сметане, кисломолочных продуктах, пищевых соусах, спредах и т.п.
Современные технологии промышленного производства пищевых продуктов предусматривают введение в них различных технологических добавок (эмульгаторов, стабилизаторов) и биологически активных веществ, направленных на профилактику некоторых заболеваний. К числу таких биологически активных веществ относятся изопреноиды растительного и животного происхождения: терпены и их производные (бетулин и его производные, лупеол и др.), а также стерины (брассикастерин, кампестерин, β-ситостерин). При производстве таких продуктов необходимо выполнение требований к количеству вводимых биологически активных веществ, регламентируемому соответствующими государственными органами надзора за качеством пищевых продуктов.
Кроме того, при производстве продуктов питания молочного ассортимента стоит задача определения в них содержания растительных стеринов.
Настоящее изобретение направлено на решение актуальной задачи выделения изопреноидов из жиросодержащих эмульсионных продуктов питания для дальнейшего их анализа любыми известными в настоящее время способами, например хроматографическими.
Известен способ выделения изопреноидов, а именно стеринов, из жиросодержащего продукта на молочной основе для установления их химического состава и количества (ГОСТ Р 51471-99). Способ включает выделение из продукта жира (центрифугирование, экстракция), щелочной гидролиз выделенного жира с применением этилового спирта, введение в продукт гидролиза дигитонина с целью получения комплекса дигитонина со стеринами, который затем отделяют от других продуктов гидролиза фильтраций. После чего проводят разложение комплекса, добавляя к нему смесь формамида и диметилформамида, и экстрагируют стерины, используя в качестве растворителя пентан.
Этот способ не позволяет выделить такие изопреноиды как тритерпены из-за неспецифичности их реакции с дигитонином.
Недостаток этого способа связан также с проведением операции выделения жира из продукта. Эта операция, с одной стороны, требует длительного времени и использования специального оборудования, а, с другой стороны, проведение этой операции не позволяет эффективно выделить из продукта жир из-за широко используемых в настоящее время функционально-технологических добавок (эмульгаторов, стабилизаторов), связывающих жировые составляющие продукта для получения однородной массы и предотвращения ее расслоения. Наличие в продуктах функционально-технологических добавок приводит к многокомпонентности экстракта, получаемого после проведения операции экстрагирования, и, как следствие, к низкой точности определения содержания стеринов в продукте.
Другим существенным недостатком известного способа является большое число проводимых операций и использование нескольких химических соединений (дигитонин, формамид, диметилформамид, пентан) на стадии проведения операции выделения стеринов из жира.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, заключается в разработке технологически простого способа выделения из жиросодержащих продуктов питания не только стеринов, но и других изопреноидов, в том числе тритерпеноидов.
Способ позволяет выделить изопреноиды с низким содержанием примесей, что повышает точность определения изопреноидов в продукте.
Способ реализуется с использованием меньшего числа химических соединений.
Технический результат достигается тем, что в способе выделения изопреноидов из жиросодержащего продукта, включающем операцию щелочного гидролиза с применением этилового спирта и операцию экстракции продукта гидролиза с применением растворителя, в соответствии с изобретением гидролизу подвергают жиросодержащий продукт, в продукт гидролиза добавляют воду, а в качестве растворителя при проведении экстракции используют бензол, при этом используют бензол в объеме, не менее чем в 1,6 раза превышающим объем добавленной воды и водной составляющей жиросодержащего продукта.
Целесообразно при гидролизе использовать этиловый спирт в объеме, в 3-120 раз превышающем объем водной составляющей жиросодержащего эмульсионного продукта.
В основе изобретения лежат проведенные экспериментальные исследования, направленные на возможность извлечения изопреноидов из жиросодержащих эмульсионных продуктов без проведения операции выделения их них жира. Результатами исследований показана возможность выделения изопреноидов из жиросодержащих продуктов, минуя стадию выделения жира из продукта.
Сложность решаемой задачи была связана с поиском такого растворителя для проведения операции экстракции, который позволяет избирательно выделить изопреноиды из продукта гидролиза непосредственно жиросодержащего продукта, состав которого намного сложнее состава компонентов продукта гидролиза жира.
Проведенные исследования с различными растворителями позволили выбрать для решения поставленной задачи бензол, который обеспечивает высокую избирательность выделения неомыляемых веществ, включающих изопреноиды, в том числе стерины, из продукта гидролиза и хорошее расслоение смеси после экстракции. Перед проведением операции экстракции в продукт гидролиза необходимо ввести воду, при этом объем бензола должен не менее чем в 1,6 раза превышать объем добавленной воды и водной составляющей жиросодержащего продукта. Принципиальные ограничения сверху на объем бензола отсутствуют, однако из практических соображений целесообразно использовать бензол в объеме, не более чем в 2,5 раза превышающим объем добавленной воды и водной составляющей продукта питания. Процесс выделения изопреноидов завершается выпариванием бензола.
Для выделения неомыляемых веществ, содержащих изопреноиды, при проведении щелочного гидролиза жиросодержащего продукта целесообразно использовать этиловый спирт в объеме, не менее чем в 3 раза превышающем объем водной составляющей в этом продукте. Объем спирта выбирают достаточным для растворения жира в исходных продуктах и продуктах их гидролиза. В зависимости от содержания воды в продуктах соотношение вода - спирт при проведении гидролиза меняется от 1:3 до 1:120.
Так, например, при выделении изопреноидов из молока, содержание водной составляющей в котором составляет 95%-96%, этиловый спирт берут в объеме, примерно в 3 раза превышающем объем молока; при выделении изопреноидов из сливочного масла, содержание водной составляющей в котором составляет ~25%, этиловый спирт берут в объеме, примерно в 120 раз превышающем объем водной составляющей сливочного масла.
Реализацию способа осуществляют на стандартном оборудовании.
Способ реализуют следующим образом.
Пробу подлежащего анализу жиросодержащего продукта подвергают гидролизу гидроокисью натрия или гидроокисью калия в среде этилового спирта, используя его в объеме, в 3-120 превышающем объем водной составляющей жиросодержащего продукта. Затем в продукт гидролиза добавляют воду и экстрагируют бензолом неомыляемые вещества, содержащие в продукте гидролиза изопреноиды, при этом используют бензол в объеме, не менее чем в 1,6 раза превышающем объем добавленной воды и водной составляющей жиросодержащего продукта.
Для установления качественного и количественного состава изопреноидов бензол отгоняют, а выделенные неомыляемые вещества подвергают анализу. Анализ проводят методом газовой хроматографии с использованием для количественных расчетов метода внутреннего стандарта, при этом стандарт добавляют к подлежащему анализу образцу продукта перед проведением операции гидролиза.
Пример 1. Молоко пастеризованное жирностью 3,5%.
3
3
3
3
Отбирают 10 см пробы. В пробу добавляют 0,003 г стандарта, 30 см этилового спирта (объем этилового спирта в 3,1 раза превышает объем водной составляющей в молоке), 0,3 г гидроокиси натрия и проводят гидролиз - кипятят в колбе с обратным холодильником 60 минут. После охлаждения раствора к нему добавляют 20 см воды. Содержащиеся в продукте гидролиза неомыляемые вещества, включающие изопреноиды, экстрагируют 50 см бензола, что в 1,7 раза превышает объем добавленной воды и водной составляющей молока. Бензол отгоняют и выделенные изопреноиды анализируют методом газовой хроматографии с использованием внутреннего стандарта. Анализ показывает: содержание холестерина - 0,013%, содержание растительных стеринов - 0,001% (фоновый уровень).
Пример 2. Сливочное масло жирностью 72%.
3
3
3
3
Отбирают 1,0 г пробы (объем водной составляющей в пробе масла 0,25 см). В пробу добавляют 0,053 г стандарта, 30 см этилового спирта (объем этилового спирта в 120 раз превышает объем водной составляющей масла), 0,3 г гидроокиси натрия и проводят гидролиз - кипятят в колбе с обратным холодильником 60 минут. После охлаждения раствора к нему добавляют 29,7 см воды. Содержащиеся в продукте гидролиза неомыляемые вещества, включающие изопреноиды, экстрагируют 48 см бензола, что в 1,6 раза превышает объем добавленной воды и водной составляющей масла. Бензол отгоняют и выделенные изопреноиды анализируют методом газовой хроматографии с использованием внутреннего стандарта. Анализ показывает: содержание холестерина - 0,166%, содержание растительных стеринов - менее 0,002%.
Пример 3. Кефир с добавлением тритерпена - бетулина.
3
3
3
3
3
Отбирают 10,0 см пробы (объем воды в пробе кефира 9,7 см). В пробу добавляют 0,012 г стандарта, 30 см этилового спирта (объем этилового спирта в 3,1 раза превышает объем водной составляющей кефира), 0,3 г гидроокиси натрия и проводят гидролиз - кипятят в колбе с обратным холодильником 60 минут. После охлаждения раствора к нему добавляют 20 см воды. Содержащиеся в продукте гидролиза неомыляемые вещества, включающие изопреноиды, экстрагируют 60 см бензола, что в 2 раза превышает объем добавленной воды и водной составляющей кефира. Бензол отгоняют и выделенные изопреноиды анализируют методом газовой хроматографии с использованием внутреннего стандарта. Анализ показывает: содержание холестерина - 0,013%, содержание растительных стеринов - менее 0,001%, содержание бетулина - 0,048%.
Пример 4. Спред жирностью 65% и с добавлением тритерпена - бетулина.
3
3
3
3
Отбирают 1 г пробы (объем водной составляющей в пробе спреда 0,3 см). В пробу добавляют 0,037 г стандарта, 30 см этилового спирта (объем этилового спирта в 100 раз превышает объем водной составляющей спреда), 0,3 г гидроокиси натрия и проводят гидролиз - кипятят в колбе с обратным холодильником 60 минут. После охлаждения раствора к нему добавляют 29,7 см воды. Содержащиеся в продукте гидролиза неомыляемые вещества, включающие изопреноиды, экстрагируют 60 см бензола, что в 2 раза превышает объем добавленной воды и водной составляющей спреда. Бензол отгоняют и выделенные изопреноиды анализируют методом газовой хроматографии с использованием внутреннего стандарта. Анализ показывает: содержание холестерина - 0,107%, содержание растительных стеринов - 0,035%, содержание бетулина - 0,051%.
Пример 5. Сметана жирностью 20%.
3
3
3
3
Отбирают 3 г сметаны (объем водной составляющей в пробе сметаны 2,2 см), в пробу добавляют 0,011 г стандарта, 30 см этилового спирта (объем этилового спирта в 14 раз превышает объем водной составляющей в пробе), 0,3 г гидроокиси натрия и проводят гидролиз - кипятят в колбе с обратным холодильником 60 минут. После охлаждения к продукту гидролиза добавляют 27,2 см воды. Содержащиеся в продукте гидролиза неомыляемые вещества, включающие изопреноиды, экстрагируют 50 см, что в 1,7 раза превышает объем добавленной воды и объем водной составляющей сметаны. Бензол отгоняют и выделенные изопреноиды анализируют методом газовой хроматографии с использованием метода внутреннего стандарта. Анализ показывает: содержание холестерина - 0,051%, содержание растительных стеринов - 0,005%.
Пример 6. Майонез жирностью 67% с бетулином.
3
3
3
3
Отбирают 1 г майонеза (объем водной составляющей в пробе 0,3 см), в пробу добавляют 0,018 г стандарта, 30 см этилового спирта (объем этилового спирта в 100 раз превышает объем водной составляющей в пробе воды), 0,3 г гидроокиси натрия и проводят гидролиз - кипятят в колбе с обратным холодильником 60 минут. После охлаждения раствора к пробе добавляют 30 см воды. Содержащиеся в продукте гидролиза неомыляемые вещества, включающие изопреноиды, экстрагируют 48,5 см бензола, что в 1,6 раза превышает объем добавленной воды и водной составляющей в пробе. Бензол отгоняют и выделенные изопреноиды анализируют методом газовой хроматографии с использованием внутреннего стандарта. Анализ показывает: содержание холестерина - 0,061%, содержание растительных стеринов - 0,271%, содержание бетулина - 0,048%.