CC BY
91
Химия растительного сырья. 2005. №2. С. 41-43.
УДК 536.66 +543.86
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ТОКОФЕРОЛОВ В РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЛАХ МЕТОДОМ МИКРОКАЛОРИМЕТРИИ
© Н.В. Сизова , Н.Ю. Андреева
Институт химии нефти СО РАН, пр. Академический, 3, Томск, 634021 (Россия) Е-таИ:з'иоуаЫУ@таИ.ги
В работе методом микрокалориметрии на модельной реакции инициированного окисления кумола установлено содержание антиоксиданта-токоферола в натуральных растительных маслах разного типа. Экспериментально определяемая концентрация антиоксидантов позволяет рассчитать количество токоферолов, полученные значения совпадают с литературными данными. Установлены следующие концентрации токоферолов в маслах: подсолнечное 67-86 мг%, кедровое 43-61 мг%, рыжиковое 82-117 мг%, рапсовое 77-85 мг%, миндальное 49 мг%, масло зародышей пшеницы 280-300 мг%, сурепное - 102 мг%, абрикосовое - 78 мг%, персиковое - 100 мг%, миндальное - 49 мг%. По экспериментальным кривым вычислены константы скорости ингибирования, которые для всех масел (рыжиковое, сурепное, рапсовое, кедровое) отличаются незначительно и составляют к7=(1,4-6,8)-104 моль/л с.
Введение
Известно, что растительные масла окисляются по радикальному механизму, что приводит к окислительной порче масел. И если в организме перекисное окисление липидов играет важную роль для метаболизма, то употребление масла, в котором накоплены токсичные продукты окисления - кислоты, кетоны, крайне нежелательно [1]. Природа предусмотрительно дополнила ненасыщенные жирные кислоты растительных масел веществами, которые выполняют роль биоантиоксидантов: токоферолы, каротиноиды, фосфолипиды. Содержание токоферола в растительных маслах колеблется в пределах от 3-7 мг% (оливковое, кокосовое масла) до 100-170 мг% (хлопковое, соевое) [2].
Из семи природных соединений, объединенных в группу витамина Е, особенно активен как антиоксидант а-токоферол [3]. В работах [3-5] на модельных реакциях радикального окисления определена константа скорости ингибирования а-токоферола - к7=2,0-105 л/моль-с [3]. Авторы [2, 4] выделяют в растительных маслах сильные и слабые ингибиторы, константа скорости ингибирования, которая на порядок ниже константы скорости ингибирования а-токоферола, относится к 5-токоферолу. В общем случае кинетическая кривая позволяет рассчитать содержание антиоксидантов, которое в разных маслах колеблется в пределах (1,0-6,6)-10-3 моль/л и прямопропорционально количеству токоферолов.
В настоящей работе впервые применен метод микрокалориметрии для определения ингибитора - токоферола в натуральных растительных маслах.
Экспериментальная часть
Для пищевых растительных масел холодного прессования измеряли количество антиоксидантов (токоферолов). Список изученных масел дан в таблице, рядом с названием масла приведена его фирма-производитель. Для некоторых масел (рапсового, рыжикового, подсолнечного) представилась возможность определить разницу в содержании токоферолов в нерафинированном масле и после его рафинации и дезодорации.
* Автор, с которым следует вести переписку.
42
Н.В. Сизова, Н.Ю. Андреева
Ингибирующая активность растительных масел, измеренная на модельной реакция окисление кумола (кислород, 1=60 °С, скорость инициирования w1=6,8 10-8 л/(моль с)).
Ингибитор [InH]0-10 -3 моль/кг [ТФ], мг % [ТФ], мг % литер. данные k7 -10’4, л/моль с
Рапсовое масло, нерафинированное 2,05 88 - 2,5
(ПКП «Провансаль», Томск)
Рапсовое масло, дезодорированное 1,73 75 - 2,1
(ПКП «Провансаль», Томск)
Сурепное масло, нерафинированное 1,52 бб - б,8
Рыжиковое масло, нерафинированное 2,73 117 105* б,2
(ПКП «Провансаль», Томск)
Рыжиковое масло, дезодорированное 1,90 82 91* 1,4
(ПКП «Провансаль», Томск)
Кедровое масло (ООО «Дары природы», Томск) 1,00 43 50-55 [7] 1,2
Кедровое масло (КХТИ, Красноярск) 1,19 51 50-55 [7] 1,б
Кедровое масло 1,44 б2 50-55 [7] 1,2; 2,8
(ООО «Лаборатория Рузаева», Томск)
Кедровое масло 1,28 55 50-55 [7] 1,7; 4,б
(ПКП «Лазурин», Новосибирск)
Масло грецкого ореха 1,13 49 - 1,3; 3,0
(ООО «Лаборатория Рузаева», Томск)
Подсолнечное масло, нерафинированное 1,25 54 51-75 [2, 3, 8] 1,3; 5,9
(Ростов-на-Дону)
Подсолнечное масло (СО2-экстракт семян под- 1,75 75 - 1,8; 4,0
солнечника)
Подсолнечное масло «Губинское» (Томск) 1,51 б5 51-75 [2, 3, 8] 0,2; 4,4
Подсолнечное масло «Злато» 1,37 59 51-75 [2, 3, 8] 1,5; 4,7
(Краснодарский край)
Подсолнечное масло «Алтай» 1,70 71 51-75 [2, 3, 8] 2,0
Подсолнечное масло «Полдень» 2,00 87 51-75 [2, 3, 8] 2,4
(ПКП «Провансаль», Томск)
Масло зародышей пшеницы 2,33 101 200-300 [3, 7] 1,4; 2,5
(«БИАСК», Москва)
Масло зародышей пшеницы б,57 283 200-300 [3, 8] 2,4; 3,4
(ООО «СибТар», Новосибирск)
Миндальное масло 1,15 49 21-41 [9] -
(«БИАСК», Москва)
Масло абрикосовое косточковое 1,80 78 21-41 [9] 2,4; 4,7
(ООО «НПП «Дары природы», Томск)
Масло абрикосовое косточковое 1,84 79 21-41 [9] 1,3; 3,7
(«БИАСК», Москва)
Масло персиковое (из семян, Санкт-Петербург) 2,39 103 - 2,2; 4,2
Масло соевое «Идеал», Аргентина 3,14 13б 75-170 [3, 8] 1,3; 3,7
* Состав установлен методом газовой капиллярной хроматографии по ГОСТ 30418. Измерения проведены на приборе MEGA 5б00 фирмы «Karlo Erba» с использованием кварцевой колонки длиной 25 м, заполненной Silar-10C при t=175 °С [Отчет Московского государственного университета пищевых производств. М., 2003].
Обсуждение результатов
Измерения проведены на микрокалориметре МКДП-2, сделанном в ИХН СО РАН. Метод микрокалориметрии относится к кинетическим методам и применим для расчета констант скорости ингибирования пространственно-экранированных фенолов и определения антиоксидантной (АО) активности природной смеси сложного состава [5].
Для натуральных масел определяемая константа скорости ингибирования относится к принципиальной стадии взаимодействия пероксирадикала с токоферолом (реакция II):
. k2
RH + RO2----------► ROOH + R’
1пН + Я0*2----------------------------------------------------^ ЯООН + 1п (2)
Период индукции окисления кумола прямопропорционален количеству ингибитора-токоферола в растительном масле [3]. Измеряя период индукции модельной реакции окисления кумола, количество ингибитора-токоферола вычисляем по формуле:
1 =
Г
где f - коэффициент ингибирования; [1пН]0 - концентрация ингибитора токоферола; w1 - начальная скорость инициирования; т0 - время действия ингибитора с учетом распада инициатора.
В таблице приведены результаты измерений, из которых видно, что количества токоферолов, определенные в работе, согласуются с литературными данными. Установленную константу к7 мы относим к альфа-токоферолу, изменение размерности константы мы объясняем влиянием компонентов - синергистов (фосфолипидов, каротиноидов).
Выводы
Примененный в работе кинетический метод микрокалориметрии позволяет точно измерить количество антиоксидантов в природных натуральных объектах сложного состава. Для растительных масел, полученных прессованием семян, орехов, количественное содержание антиоксидантов соответствует количеству токоферолов. Приведенные в статье данные имеют хорошую сходимость с данными, полученными другими методами.
Список литературы
1. Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидов мембран и природные антиоксиднаты // Успехи химии. 1985. Т. ЬГУ. Вып. 9. С. 1540-1558.
2. Витамины / Под ред. М.И. Смирнова. М., 1974. 126 с.
3. Харитонова А.А., Козлова З.Г., Цепалов В.Ф., Гладышев Г.П. Кинетический анализ свойств антиоксидантов в сложных композициях с помощью модельной цепной реакции // Кинетика и катализ. 1979. Т. XX. Вып. 3. С. 593-599.
4. Иванова Р.А., Пименова Н.С., Козлов Э.И., Цепалов В.Ф. Анализ ингибиторов в липофильных лекарственных композициях. Возможности кинетического метода // Аналитический контроль в производстве витаминов: Сб. тр. / Под ред. Э.И. Козлова. М., 1982. С. 70-80.
5. Великов А.А., Карпицкий В.И., Сизова Н.В. Метод микрокалориметрии в жидкофазном окислении углеводородов // Кинетика и катализ. 1988. Т. 29. Вып. 2. С. 321-325.
6. А.с. 761902 (Россия) Способ количественного определения ингибитора-токоферола в подсолнечном масле / Радченко Л.М., Цепалов В.Ф. и др. / БИ. 1980. №33.
7. Ефремов А.А. Перспективы малотоннажной переработки кедровых орехов в продукты пищевого и технического значения // Химия растительного сырья. 1998. №3. С. 83-86.
8. Калинин Ф.Л., Лобов В.П., Жидков В.А. Справочник по биохимии. Киев, 1971. 1013 с.
9. Рихтер А.А., Нилов Г.И., Кривенцов В.И. Содержание токоферолов и ненасыщенных жирных кислот в масле семян видов миндаля и персика // Растительные ресурсы. 1977. Т. 13. Вып. 4. С. 675-679.
Поступило в редакцию 2 июня 2005 г.
