RU2773246C1 - Method for determining the content of palm oil in a spread with butter fat - Google Patents
Method for determining the content of palm oil in a spread with butter fat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2773246C1 RU2773246C1 RU2021120914A RU2021120914A RU2773246C1 RU 2773246 C1 RU2773246 C1 RU 2773246C1 RU 2021120914 A RU2021120914 A RU 2021120914A RU 2021120914 A RU2021120914 A RU 2021120914A RU 2773246 C1 RU2773246 C1 RU 2773246C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spread
- fat
- mixture
- palm
- content
- Prior art date
Links
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 title claims abstract description 61
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 title claims abstract description 24
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 title abstract description 6
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 title abstract description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 15
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 claims abstract description 14
- 238000007792 addition Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 5
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 51
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 10
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 10
- 235000021243 milk fat Nutrition 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 6
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 210000004080 Milk Anatomy 0.000 description 4
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 4
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 4
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 4
- 235000019871 vegetable fat Nutrition 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000008079 hexane Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- 210000001736 Capillaries Anatomy 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241000209027 Ilex aquifolium Species 0.000 description 1
- 238000005701 Lebedev methylation reaction Methods 0.000 description 1
- 241000220317 Rosa Species 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000002902 bimodal Effects 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 238000005100 correlation spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000001030 gas--liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000005464 sample preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 150000003432 sterols Chemical class 0.000 description 1
- 235000003702 sterols Nutrition 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs
Настоящее изобретение относится к молочной промышленности, в частности к способу определения содержания пальмового жира в спреде со сливочным жиром.The present invention relates to the dairy industry, in particular to a method for determining the content of palm fat in a butter fat spread.
Уровень техникиState of the art
Известен способ идентификации сливочного масла (т.е. соответствия исследуемого продукта Государственному стандарту, согласно которому он должен содержать только молочный жир без примесей жиров немолочного происхождения), включающий взвешивание навески анализируемого продукта, экстрагирование немолочного жира смесью спиртов и эфиров, смешивание полученного жира с растворителем, термостатирование до 90°С, разгонку полученной смеси на капиллярной колонке при длине волны 150-300 нм и температуре нагрева колонки до 90°С для разделения жирных кислот и идентификации с помощью жидкостного хроматографа (ГОСТ Р 51471-99 «Жир молочный. Метод обнаружения растительных жиров газожидкостной хроматографией стеринов» и ГОСТ 31979-2012 «Масло сливочное. Технические условия Межгосударственного стандарта»). При экстрагировании молочного жира он претерпевает химические изменения.There is a known method for identifying butter (i.e., matching the product under study to the State Standard, according to which it must contain only milk fat without admixtures of fats of non-dairy origin), including weighing a sample of the analyzed product, extracting non-dairy fat with a mixture of alcohols and esters, mixing the resulting fat with a solvent , temperature control to 90°C, distillation of the resulting mixture on a capillary column at a wavelength of 150-300 nm and a column heating temperature of up to 90°C for the separation of fatty acids and identification using a liquid chromatograph (GOST R 51471-99 "Milk fat. Detection method vegetable fats by gas-liquid chromatography of sterols" and GOST 31979-2012 "Butter. Specifications of the Interstate Standard"). When milk fat is extracted, it undergoes chemical changes.
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- сложность исполнения, т.к. данный метод требует специальной квалификации персонала;- complexity of execution, because this method requires special qualifications of personnel;
- использование сложного и дорогостоящего оборудования;- use of complex and expensive equipment;
- трудоемкость и длительность по исполнению (временные затраты составляют от 1,5 до 2,0 часов);- labor intensity and duration of execution (time costs range from 1.5 to 2.0 hours);
- необходимость использования большого количества химических реактивов (по ассортименту более 8).- the need to use a large number of chemical reagents (more than 8 in the range).
Известен способ определения содержания растительного жира в сливочном, основанный на спектральном анализе раствора жировой фракции в УФ-диапазоне. (Коваленко Д.Н. Фальсификация молока и молочных продуктов. «Переработка молока», 2011, №3. с. 7-8). Метод основан на специфическом поглощении фосфолипидных оболочек молочного жира и его отсутствии при наличии в продукте растительного жира. Образец вносят в пробирку и доливают гексаном до 50 мл, интенсивно встряхивая. Смесь центрифугируют при 8000 об./мин в течение 10 мин. Полученную смесь заливают в кварцевую кювету и снимают спектр на спектрофотометре (программа SCAN) в диапазоне от 200 до 400 нм. Натуральный сливочный жир должен иметь определенный подъем оптической плотности в области 200-250 нм. Метод прост, быстр и надежен в качестве «первой ступени обороны» от фальсификаций растительными жирами. Указанный способ позволяет сделать заключение о наличии пальмового масла, однако количественное измерение его содержания затруднительно.A known method for determining the content of vegetable fat in butter, based on spectral analysis of the solution of the fat fraction in the UV range. (Kovalenko D.N. Falsification of milk and dairy products. "Milk processing", 2011, No. 3. p. 7-8). The method is based on the specific absorption of phospholipid shells of milk fat and its absence in the presence of vegetable fat in the product. The sample is placed in a test tube and topped up with hexane to 50 ml, shaking vigorously. The mixture is centrifuged at 8000 rpm for 10 minutes. The resulting mixture is poured into a quartz cuvette and the spectrum is taken on a spectrophotometer (SCAN program) in the range from 200 to 400 nm. Natural butterfat should have a certain rise in optical density in the region of 200-250 nm. The method is simple, fast and reliable as a "first line of defense" against falsifications with vegetable fats. This method makes it possible to draw a conclusion about the presence of palm oil, however, the quantitative measurement of its content is difficult.
Известен способ определения жиров немолочного происхождения в молочном жире (патент РФ №2279071, опубл. 27.06.2006). Этот способ предусматривает взвешивание навески анализируемого продукта, выделение жировой фракции, осуществляемое в результате термостатирования при температуре 58-60°С в течение 8-12 минут, фильтрование, осуществляемое при температуре 58-60°С, фотоколориметрирование при длине волны 430-450 нм в кювете с рабочей длиной 5 мм, определение оптической плотности исследуемого образца и определение количественного содержания немолочного жира с помощью формулы:A known method for the determination of fats of non-dairy origin in milk fat (RF patent No. 2279071, publ. 27.06.2006). This method involves weighing a sample of the analyzed product, isolating the fat fraction by thermostating at a temperature of 58-60°C for 8-12 minutes, filtering at a temperature of 58-60°C, photocolorimetry at a wavelength of 430-450 nm in cuvette with a working length of 5 mm, determination of the optical density of the test sample and determination of the quantitative content of non-dairy fat using the formula:
где Дмж - оптическая плотность молочного жира, Дсм - оптическая плотность смеси, Днж - оптическая плотность немолочного жира.where Dmf is the optical density of milk fat, Dcm is the optical density of the mixture, Dnf is the optical density of non-dairy fat.
Недостатком этого способа является необходимость иметь образцы молочного и немолочного жира для определения оптической плотности Дмж и Днж, чтобы определять количественное содержание немолочного жира в смеси по формуле (1). Известно, что оптические свойства жира могут существенно меняться в зависимости от потребляемого коровами корма: цвет летнего масла - желтый, зимнего - белый. Поэтому требуется знать оптические свойства компонент смеси (спреда), чтобы проводить количественный анализ. Это усложняет и замедляет реализацию способа.The disadvantage of this method is the need to have samples of milk and non-milk fat to determine the optical density D mzh and D nzh to determine the quantitative content of non-dairy fat in the mixture according to the formula (1). It is known that the optical properties of fat can vary significantly depending on the feed consumed by cows: the color of summer oil is yellow, winter oil is white. Therefore, it is required to know the optical properties of the components of the mixture (spread) in order to carry out a quantitative analysis. This complicates and slows down the implementation of the method.
Наиболее близким аналогом является способ определения жиров немолочного происхождения в молочном жире (патент РФ №2645083, опубл. 15.02.2018). Способ предусматривает получение эмульсии спреда при растворении навески образца в гексане с последующим измерением функции распределения размеров коллоидных частиц методом динамического рассеяния света. Количественное содержание пальмового жира определяют по формуле: Спальмового=(A1/A2 - 0,55) / 0,021, где A1 -площадь под пиком, определяемая измеренным распределением размеров капель эмульсии для радиусов R1 капли, соответствующих интервалу 100-250 нм, а А2 - площадь под пиком, определяемая распределением размеров капель эмульсии для радиусов R2 капли, соответствующих интервалу 400-1000 нм.The closest analogue is the method for determining non-dairy fats in milk fat (RF patent No. 2645083, publ. 02/15/2018). The method involves obtaining a spread emulsion by dissolving a sample sample in hexane, followed by measuring the size distribution function of colloidal particles by dynamic light scattering. The quantitative content of palm fat is determined by the formula: With palm oil =(A 1 /A 2 - 0.55) / 0.021, where A 1 is the area under the peak, determined by the measured distribution of emulsion droplet sizes for drop radii R 1 corresponding to the interval 100-250 nm, and A 2 - the area under the peak, determined by the size distribution of the drops of the emulsion for the radii R 2 drops corresponding to the interval 400-1000 nm.
Недостатком данного способа является двумодальный характер функции распределения эмульсионных частиц по размерам, имеющей два ярко выраженных пика. Процедура деконволюции измеренной корреляционной функции, необходимая для вычисления функции распределения частиц по размерам, не всегда дает единственное решение, что существенно уменьшает точность и достоверность получаемых результатов.The disadvantage of this method is the bimodal nature of the size distribution function of emulsion particles, which has two pronounced peaks. The procedure of deconvolution of the measured correlation function, necessary for calculating the particle size distribution function, does not always give a unique solution, which significantly reduces the accuracy and reliability of the results obtained.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача настоящего изобретения состоит в преодолении недостатков ближайшего аналога и достижении технического результата в виде увеличения точности количественного определения содержания пальмового и сливочного жира в спреде.The objective of the present invention is to overcome the shortcomings of the closest analogue and achieve a technical result in the form of an increase in the accuracy of the quantitative determination of the content of palm and butter fat in the spread.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в настоящем изобретении предложен способ определения содержания пальмового жира в спреде со сливочным жиром, заключающийся в том, что: формируют эмульсию спреда с массовой концентрацией 5±1% в этиловом спирте 96% при температуре 40±5°С; обеспечивают перемешивание сформированной эмульсии; осуществляют десятикратное по объему разведение перемешанной смеси в обеспыленной посуде этиловым спиртом 96% с добавлением 2,5±0,5% воды; освещают сформированную эмульсию лазером с длиной волны излучения в диапазоне 630-700 нм; на основе метода динамического рассеяния света измеряют радиусы rp частиц в сформированной эмульсии в спирто-водной смеси как средний по 3-5 измерениям радиус коллоидной частицы в нанометрах; определяют содержание Спальм(%) пальмового жира в спреде согласно выражению:To solve this problem and achieve the specified technical result, the present invention proposes a method for determining the content of palm fat in a spread with butter fat, which consists in the following: form an emulsion of the spread with a mass concentration of 5±1% in ethanol 96% at a temperature of 40±5 °C; provide mixing of the formed emulsion; carry out a tenfold dilution by volume of the mixed mixture in a dust-free container with ethyl alcohol 96% with the addition of 2.5±0.5% water; illuminate the formed emulsion with a laser with a wavelength of radiation in the range of 630-700 nm; based on the method of dynamic light scattering, the radii rp of particles in the formed emulsion in an alcohol-water mixture are measured as the average radius of a colloidal particle in nanometers over 3-5 measurements; determine the content of C palm (%) of palm fat in the spread according to the expression:
Особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что перемешивание сформированной эмульсии могут осуществлять, выполняя следующие действия: обрабатывают полученную смесь ультразвуком мощностью 30±10 Ватт в водяной ванне в течение 50-60 секунд; перемешивают обработанную ультразвуком смесь вращающейся лопаткой со скоростью ~100±10 оборотов в минуту в течение 30±10 секунд; повторяют упомянутую обработку смеси ультразвуком.A feature of the method according to the present invention is that the mixing of the formed emulsion can be carried out by performing the following actions: the resulting mixture is treated with ultrasound with a power of 30±10 watts in a water bath for 50-60 seconds; stir the sonicated mixture with a rotating blade at a speed of ~100±10 rpm for 30±10 seconds; repeat the said treatment of the mixture with ultrasound.
Другая особенность способа по настоящему изобретению состоит в том, что для оценки содержания пальмового жира в спреде неизвестного состава во всем диапазоне возможных концентраций после упомянутого измерения радиуса rp частиц: готовят образец из смеси исследуемого спреда с добавлением чистого сливочного масла в соотношении 1:1; измеряют радиус 
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
Настоящее изобретение иллюстрируется приложенными графиками.The present invention is illustrated in the attached graphs.
На Фиг. 1 представлена в двойном логарифмическом масштабе автокорреляционная функция света, рассеянного в эмульсии спреда из 80% сливочного масла и 20% пальмового жира.On FIG. 1 is a log-log plot of the autocorrelation function of light scattered in an 80% butter/20% palm fat spread emulsion.
На Фиг. 2 показано распределение интенсивности рассеянного света по радиусам капель жира в образце эмульсии спреда по Фиг. 1.On FIG. 2 shows the distribution of scattered light intensity over the radii of fat droplets in the spread emulsion sample of FIG. one.
На Фиг. 3 приведена зависимость радиуса коллоидных образований спреда в эмульсии от содержания пальмового жира в этом спреде.On FIG. Figure 3 shows the dependence of the radius of colloidal formations of the spread in the emulsion on the content of palm fat in this spread.
Подробное описание вариантов осуществленияDetailed description of embodiments
Описание способа по настоящему изобретению дано ниже на конкретных примерах осуществления.Description of the method of the present invention is given below with specific examples of implementation.
Для реализации способа по настоящему изобретению важное значение имеет формирование эмульсии. Простое разведение спреда в спирте или воде не приводит к образованию эмульсии с измеряемыми размерами капель. Поэтому в настоящем изобретении разработана специальная методика приготовления образцов эмульсий с каплями жира, размеры которых и их концентрация легко измеряются методом динамического рассеяния света (далее - ДРС), что обеспечивает режим однократного рассеяния, а также отсутствие пыли, искажающей результаты измерения размеров капель в эмульсии.For the implementation of the method according to the present invention, the formation of the emulsion is important. Simple dilution of the spread in alcohol or water does not lead to the formation of an emulsion with measurable droplet sizes. Therefore, in the present invention, a special technique has been developed for preparing samples of emulsions with fat droplets, the size of which and their concentration are easily measured by the dynamic light scattering method (hereinafter referred to as DLS), which provides a single scattering mode, as well as the absence of dust that distorts the results of measuring the droplet size in the emulsion.
Для приготовления спреда использовались пальмовое масло марки «Крымская роза» ГОСТ 52343-2005 и сливочное масло «Масло сливочное Вологодское из Вологды» 82,5% жирности, произведенное в АО «Учебно-опытный молочный завод» ВГМХА им. Верещагина, г. Вологда, которое гарантированно не содержит добавок пальмового жира. Спред приготавливался в химический чистой, обеспыленной посуде. Компоненты спреда тщательно перемешивались до однородной массы лопаткой из нержавеющей стали.For the preparation of the spread, palm oil of the brand “Crimean Rose” GOST 52343-2005 and butter “Vologda Butter from Vologda” 82.5% fat, produced at JSC “Training and Experimental Dairy Plant” VGMHA named after. Vereshchagin, Vologda, which is guaranteed not to contain palm fat additives. The spread was prepared in a chemically clean, dust-free container. Spread components were thoroughly mixed to a homogeneous mass with a stainless steel spatula.
Использовались спреды следующих композиций: чистое сливочное масло и масло с добавлением 10, 20, 35, 50 и 65% пальмового жира (по массе). Спред разводился в 96% этиловом спирте при температуре 40±5°С, массовая концентрация спреда в спирте составляла 5%. Смесь обрабатывалась ультразвуком в водяной ванне при мощности 30±10 Вт в течение 50-60 секунд, затем перемешивалась вращающейся лопаткой со скоростью ~100±10 оборотов в минуту 30±5 секунд, после чего повторялась УЗ обработка. В результате образовывалась однородная, мутная эмульсия. Один миллилитр полученной эмульсии помещался в чистую, обеспыленную посуду и разводился в 10 раз по объему этиловым спиртом 96% с добавлением 2,5±0,5% воды. Добавление воды в указанных количествах производится по объему. Добавление воды является существенным признаком, без чего не образуется эмульсия, в которой возможно проведение измерения размеров частиц методом ДРС. Раствор перемешивался встряхиванием и центрифугировался при 3000±300 об./мин в течение 8±1 минут. Отбиралась фракция из верхней части центрифугированной суспензии в объеме 3 мл и помещалась в обеспыленную кювету для оптических измерений. Указанный выше интервал температур является существенным, так как при выходе за его пределы не всегда обеспечивается формирование эмульсии с размерами капель, которые могут быть надежно определены методом ДРС.Used spreads of the following compositions: pure butter and oil with the addition of 10, 20, 35, 50 and 65% palm fat (by weight). The spread was diluted in 96% ethyl alcohol at a temperature of 40±5°C, the mass concentration of the spread in alcohol was 5%. The mixture was sonicated in a water bath at a power of 30 ± 10 W for 50-60 seconds, then stirred with a rotating blade at a speed of ~100 ± 10 rpm for 30 ± 5 seconds, after which the ultrasonic treatment was repeated. As a result, a homogeneous, cloudy emulsion was formed. One milliliter of the resulting emulsion was placed in a clean, dust-free dish and diluted 10 times by volume with 96% ethyl alcohol with the addition of 2.5±0.5% water. The addition of water in the indicated quantities is by volume. The addition of water is an essential feature, without which an emulsion is not formed, in which it is possible to measure the particle size by the DLS method. The solution was mixed by shaking and centrifuged at 3000±300 rpm for 8±1 minutes. A fraction was taken from the upper part of the centrifuged suspension in a volume of 3 ml and placed in a dust-free cuvette for optical measurements. The temperature range indicated above is significant, since, when it is exceeded, the formation of an emulsion with droplet sizes that can be reliably determined by the DLS method is not always ensured.
Регистрация автокорреляционной функции (далее - АКФ) рассеянного света производилась на установке ДРС [K.V. Kovalenko, S.V. Krivokhizha, A.V. Masalov, L.L. Chaikov "Correlation Spectroscopy Measurements of Particle Size Using an Optical Fiber Probe" // Bulletin of the Lebe-dev Physics Institute, 2009, Vol. 36, No. 4, pp. 95-103] для света, рассеянного в образце под углами 30-60°. Регистрация каждой автокорреляционной функции занимала от 20 до 100 секунд. При измерениях в слабо рассеивающих образцах применялся режим циклов [Particle size analyzers of the Photocor series. User's manual. LLC "Photocor" www.photocor.ru], позволяющий избавиться от помех, связанных с присутствием некоторого количества пыли в образце. Полученные АКФ обрабатывались коммерческой программой DynaLS, разлагающей АКФ по экспонентам и строящей распределение интенсивности рассеяния по временам релаксации и по радиусам частиц [Программа обработки данных фотонной корреляционной спектроскопии DYNALS DYNALS Photon Correlation Spectroscopy Data Processing Program http://www.softscientific.com/science/WhitePapers/dynalsl/dynals100.htm]. Также проводилась аппроксимация АКФ методом моментов. Как правило, для спектров одиночного (однократного) накопления уровень автокорреляционной функции составлял 0,25-0,45 (Фиг. 1). При прохождении пылинок через поле зрения во время накопления функции амплитуда автокорреляционной функции резко увеличивается. Поэтому АКФ с амплитудой больше 0,5 не учитывались при обработке результатов.Registration of the autocorrelation function (hereinafter referred to as ACF) of scattered light was carried out on the DRS setup [K.V. Kovalenko, S.V. Krivokhizha, A.V. Masalov, L.L. Chaikov "Correlation Spectroscopy Measurements of Particle Size Using an Optical Fiber Probe" // Bulletin of the Lebe-dev Physics Institute, 2009, Vol. 36, no. 4, pp. 95-103] for light scattered in the sample at angles of 30-60°. Registration of each autocorrelation function took from 20 to 100 seconds. For measurements in weakly scattering samples, the cycle mode [Particle size analyzers of the Photocor series. User's manual. LLC "Photocor" www.photocor.ru], which makes it possible to get rid of interferences associated with the presence of a certain amount of dust in the sample. The obtained ACFs were processed by the commercial program DynaLS, which decomposes the ACF in exponents and builds the scattering intensity distribution in terms of relaxation times and particle radii [DYNALS Photon Correlation Spectroscopy Data Processing Program http://www.softscientific.com/science/ WhitePapers/dynalsl/dynals100.htm]. The ACF was also approximated by the method of moments. As a rule, for the spectra of a single (single) accumulation, the level of the autocorrelation function was 0.25-0.45 (Fig. 1). When dust grains pass through the field of view during the accumulation of the function, the amplitude of the autocorrelation function sharply increases. Therefore, ACFs with an amplitude greater than 0.5 were not taken into account when processing the results.
На Фиг. 1 представлен пример АКФ рассеянного света и результата ее обработки программой DynaLS для спреда, содержащего 80% сливочного масла и 20% пальмового жира. Функция копилась в режиме «Multiple Tau», когда время задержки каждых следующих 8 каналов коррелятора в 2 раза больше, чем 8 предыдущих, т.е. на Фиг. 1 АКФ оказывается представлена в двойном логарифмическом масштабе. Амплитуда приведенной функции 0,4 укладывается в допустимый интервал. Более тонкая кривая представляет результат разложения АКФ по временам релаксации, а более толстая - аппроксимацию АКФ методом моментов (до второго момента) [Спектроскопия оптического смешения и корреляция фотонов. Под ред. Г. Камминса и Э. Пайка. (М., Мир, 1978). Перевод с: Photon correlation and light beating spectroscopy. Ed. by H. Z. Cummins and E. R. Pike, (Plenum Press, New York - London, 1974), B.J. Berne, R. Pecora Dynamic light scattering (Krieger, Malabar, Florida, 1990)]. Видно, что обе эти кривые хорошо описывают основной релаксационный процесс, связанный с диффузионной релаксацией флуктуаций концентрации капель жира в эмульсии.On FIG. Figure 1 shows an example of the scattered light ACF and the result of its processing by the DynaLS program for a spread containing 80% butter and 20% palm fat. The function was accumulated in the "Multiple Tau" mode, when the delay time of each next 8 channels of the correlator is 2 times longer than the previous 8, i.e. in FIG. 1 ACF is represented on a double logarithmic scale. The amplitude of the reduced function of 0.4 is within the allowable interval. The thinner curve represents the result of the expansion of the ACF in terms of relaxation times, and the thicker curve represents the approximation of the ACF by the method of moments (up to the second moment) [Optical mixing spectroscopy and photon correlation. Ed. G. Cummins and E. Pike. (M., Mir, 1978). Translation from: Photon correlation and light beating spectroscopy. Ed. by H. Z. Cummins and E. R. Pike, (Plenum Press, New York-London, 1974), B.J. Berne, R. Pecora Dynamic light scattering (Krieger, Malabar, Florida, 1990)]. It can be seen that both of these curves describe well the main relaxation process associated with the diffusion relaxation of fluctuations in the concentration of fat droplets in the emulsion.
На Фиг. 2 представлено распределение интенсивности рассеянного света по радиусам частиц (КО) в том же образце эмульсии спреда. Самый большой по высоте пик соответствует радиусам капель жира в эмульсии со средним значением 509 нм. Отметим, что в распределении иногда появляется пик в области 105-106 нм. Этот пик не следует принимать во внимание, так как таких больших частиц, диаметром 0,2-2 мм, в образце нет (их было бы видно невооруженным глазом), и появление пика связано не с броуновским движением частиц, а с эффектом входа и выхода больших частиц из объема рассеяния.On FIG. 2 shows the scattered light intensity distribution over particle radii (PR) in the same spread emulsion sample. The highest peak corresponds to the radii of fat droplets in the emulsion with an average value of 509 nm. Note that a peak sometimes appears in the distribution in the region of 10 5 -10 6 nm. This peak should not be taken into account, since there are no such large particles with a diameter of 0.2-2 mm in the sample (they would be visible to the naked eye), and the appearance of the peak is not associated with the Brownian motion of particles, but with the effect of entry and exit large particles from the scattering volume.
Отметим, что в отличие от ближайшего аналога, имеется одномодальная функция распределения эмульсионных частиц (один пик, в отличие от двух пиков в способе ближайшего аналога), что существенно облегчает процесс разложения автокорреляционной функции на соответствующие экспоненты и повышает точность и устойчивость математической процедуры определения радиуса эмульсионной частицы. Возможная причина получения одномодальной функции распределения при вышеописанном способе пробоподготовки является переэтерификация жира в спиртоводной среде, в отличие от эмульсии молочного и пальмового жира в гексане (как это имеет место в ближайшем аналоге).Note that, unlike the closest analogue, there is a unimodal distribution function of emulsion particles (one peak, unlike two peaks in the method of the closest analogue), which greatly facilitates the process of decomposition of the autocorrelation function into the corresponding exponentials and increases the accuracy and stability of the mathematical procedure for determining the radius of the emulsion particles. A possible reason for obtaining a unimodal distribution function in the above sample preparation method is the transesterification of fat in an alcohol-water medium, in contrast to the emulsion of milk and palm fat in hexane (as is the case in the closest analogue).
Зависимость среднего по 3-5 измерениям радиуса rp капель (частиц) в эмульсиях, приготовленных вышеописанным способом, от доли пальмового жира в спредах, представлена на Фиг. 3. Величина rp в каждом измерении определялась как среднее значение положения (Mean) основного пика распределения интенсивности рассеянного света по радиусам капель (Фиг. 2). Видно, что в эмульсии 100% сливочного масла rp ≈ 425 нм. По мере роста содержания пальмового жира радиус коллоидных образований растет, и при 65%) достигает 710 нм. При дальнейшем росте содержания пальмового жира в спреде размер коллоидных образований резко уменьшается и становится почти таким же, как в эмульсии, приготовленной из спреда с 20% содержанием пальмового жира.The dependence of the average over 3-5 measurements of the radius r p of droplets (particles) in emulsions prepared as described above, on the proportion of palm fat in spreads, is shown in Fig. 3. The value of r p in each measurement was determined as the average value of the position (Mean) of the main peak of the scattered light intensity distribution along the droplet radii (Fig. 2). It can be seen that in the emulsion of 100% butter r p ≈ 425 nm. As the content of palm fat increases, the radius of colloidal formations increases, and at 65%) it reaches 710 nm. With a further increase in the content of palm fat in the spread, the size of colloidal formations sharply decreases and becomes almost the same as in an emulsion prepared from a spread with 20% palm fat content.
Аппроксимация полиномом второй степени зависимости радиуса капель (коллоидных образований) от содержания Спальм(%) пальмового жира в спреде в диапазоне 0-67%) (весовых) дает выражение:Approximation by a polynomial of the second degree of the dependence of the radius of droplets (colloidal formations) on the content of C palm (%) of palm fat in the spread in the range of 0-67%) (weight) gives the expression:
Отсюда содержание Спальм(%) пальмового жира в спреде определяется выражениемHence, the content of C palms (%) of palm fat in the spread is determined by the expression
где rp - средний по 3-5 измерениям радиус коллоидной частицы в эмульсии спреда в спирто-водной смеси в нанометрах.where r p is the average radius of 3-5 measurements of a colloidal particle in a spread emulsion in an alcohol-water mixture in nanometers.
Однако при больших (>68%) концентрациях пальмового жира в спреде происходит, как уже упоминалось, уменьшение радиуса коллоидных образований (капель). Это связано с тем, что чистый пальмовый жир практически не растворяется в спирте. При попытке растворить пальмовый жир в спирте капли не образуются, а весь пальмовый жир остается в осадке на дне кюветы. Никакие механические воздействия на смесь пальмового жира со спиртом не приводят к образованию эмульсии. Соответственно, спред с большим количеством пальмового жира не дает нужного количества и размера коллоидных образований в эмульсии, а сливочного жира в нем недостаточно для образования эмульсии с размерами капель, соответствующими продолжению зависимости (1) в область Спальм(%)>70%.However, at high (>68%) concentrations of palm fat in the spread, as already mentioned, a decrease in the radius of colloidal formations (droplets) occurs. This is due to the fact that pure palm fat is practically insoluble in alcohol. When trying to dissolve palm fat in alcohol, drops are not formed, and all palm fat remains in the sediment at the bottom of the cuvette. No mechanical impact on the mixture of palm fat with alcohol leads to the formation of an emulsion. Accordingly, a spread with a large amount of palm fat does not provide the required amount and size of colloidal formations in the emulsion, and the butterfat in it is not enough to form an emulsion with droplet sizes corresponding to the continuation of dependence (1) in the region C palm (%)> 70%.
С этим связано и зафиксированное в эксперименте уменьшение в 1,5 раза интенсивности рассеяния при увеличении концентрации пальмового жира в спреде с 20 до 67%, хотя rp растет в 1,7 раза. Грубые оценки интенсивности рассеяния в приближении Релея-Ганса-Дебая [К. Борен, Д. Хафмен, "Поглощение и рассеяние света малыми частицами" (М., Мир, 1986, 660 стр. ); K.F. Boren, P.R. Hafrnen, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983); Г. Ван де Хюлст, Рассеяние света малыми частицами, (Изд-во иностр. литер., 1961, 536 стр. ) Van de Hulst Н. С, Light Scattering by Small Particles, (Dover, New York 1981)] показывают, что для того, чтобы это произошло, концентрация эмульгированного жира в эмульсии должна была упасть примерно в 7 раз. Вместе с тем, добавление сливочного масла (жира) к такой смеси приводит к образованию капель, которые содержат и пальмовый жир, и сливочный.This is also related to the 1.5-fold decrease in the scattering intensity recorded in the experiment with an increase in the concentration of palm fat in the spread from 20 to 67%, although r p increases by 1.7 times. Rough estimates of scattering intensity in the Rayleigh-Gans-Debye approximation [K. Boren, D. Huffman, "Absorption and scattering of light by small particles" (M., Mir, 1986, 660 pages); KF Boren, P. R. Hafrnen, Absorption and Scattering of Light by Small Particles (Wiley, New York, 1983); Van de Hulst, Light Scattering by Small Particles, (Dover, New York 1981)] show that for this to happen, the concentration of emulsified fat in the emulsion had to drop by about 7 times. However, the addition of butter (fat) to such a mixture leads to the formation of droplets that contain both palm fat and butter.
Определить концентрацию пальмового жира непосредственно из формулы (2) по величине радиуса коллоидных частиц удается только при его содержании до 70%). Для определения более высокого процента содержания пальмового жира в спреде (или при заранее неизвестном его содержании) требуются дополнительные операции.It is possible to determine the concentration of palm fat directly from formula (2) by the radius of colloidal particles only if its content is up to 70%. To determine a higher percentage of palm fat content in the spread (or if its content is not known in advance), additional operations are required.
Для определения содержания пальмового жира в спреде неизвестного состава во всем диапазоне возможных концентраций следует использовать следующую процедуру. Измеряют величину rp в двух образцах, приготовленных по описанной методике: первый из исследуемого спреда, второй - из смеси исследуемого спреда с добавлением чистого сливочного масла в соотношении 1:1. Если в образце эмульсии спреда с добавкой чистого сливочного масла (1:1) измеренная величина rp уменьшится по сравнению с rp образца исходного спреда в соответствии с кривой на Фиг. 3, то можно заключить, что изначальное содержание пальмового жира лежит в диапазоне 0-70%. Если же в образце с добавкой в исходный спред чистого сливочного масла величина rp увеличится относительно rp исходного спреда, то это означает, что в исследуемом спреде пальмового жира содержится более 70%, и для определения содержания пальмового жира нужно полученное из второго измерения rp значение Спальм (%) (по Фиг. 3 и формуле (2)) умножить на 2.The following procedure should be used to determine the palm oil content of a spread of unknown composition over the entire range of possible concentrations. Measure the value of r p in two samples prepared according to the described method: the first of the investigated spread, the second - from a mixture of the studied spread with the addition of pure butter in a ratio of 1:1. If, in a spread emulsion sample with the addition of pure butter (1:1), the measured value of r p decreases compared to the r p of the original spread sample according to the curve in FIG. 3, it can be concluded that the initial content of palm fat lies in the range of 0-70%. If in the sample with the addition of pure butter to the initial spread, the value of rp increases relative to r p of the initial spread, then this means that the studied spread of palm fat contains more than 70%, and to determine the content of palm fat, the value obtained from the second measurement of r p Palm (%) (according to Fig. 3 and formula (2)) multiplied by 2.
Таким образом, в способе по настоящему изобретению обеспечивается достижение технического результата в виде увеличения точности количественного определения содержания пальмового и сливочного жира в спреде.Thus, in the method according to the present invention, the technical result is achieved in the form of an increase in the accuracy of the quantitative determination of the content of palm and butter fat in the spread.
Claims (16)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2773246C1 true RU2773246C1 (en) | 2022-06-01 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819662C1 (en) * | 2023-08-21 | 2024-05-22 | Анастасия Вячеславовна Танкова | Method of determining palm oil in dairy products |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629839C1 (en) * | 2016-09-19 | 2017-09-04 | Андрей Николаевич Лобанов | Method for determining palm oil content in milk |
| RU2645083C1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-02-15 | ООО "Промтехмаш" | Method for determining palm oil content in spread with butter |
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629839C1 (en) * | 2016-09-19 | 2017-09-04 | Андрей Николаевич Лобанов | Method for determining palm oil content in milk |
| RU2645083C1 (en) * | 2017-01-10 | 2018-02-15 | ООО "Промтехмаш" | Method for determining palm oil content in spread with butter |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Evaluation of Major Fatty Acids Determination in Palm Oil by Gas Chromatography-Flame Ionization DetectionM. Taufik, H. Lioe, N. D. Yuliana "Evaluation of Major Fatty Acids Determination in Palm Oil by Gas Chromatography-Flame Ionization Detection", 21.08.2016, Chemistry, DOI:10.22146/AGRITECH.16603Corpus ID: 54655836. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819662C1 (en) * | 2023-08-21 | 2024-05-22 | Анастасия Вячеславовна Танкова | Method of determining palm oil in dairy products |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Al-Alawi et al. | New FTIR method for the determination of FFA in oils | |
| Guillén et al. | Usefulness of the frequency data of the Fourier transform infrared spectra to evaluate the degree of oxidation of edible oils | |
| AU701734B2 (en) | Method and apparatus for detecting hydrocarbon oxidation | |
| Amarillo et al. | Impact of sound attenuation on ultrasound-driven yield improvements during olive oil extraction | |
| Chung et al. | Characterization of physicochemical properties of nanoemulsions: appearance, stability, and rheology | |
| Mba et al. | Application of near-infrared spectroscopy to characterize binary blends of palm and canola oils | |
| Bellorini et al. | Discriminating animal fats and their origins: assessing the potentials of Fourier transform infrared spectroscopy, gas chromatography, immunoassay and polymerase chain reaction techniques | |
| Vidal et al. | Fourier transform infrared spectroscopy as a tool to study farmed and wild sea bass lipid composition | |
| RU2564382C2 (en) | Spectral analysis of fluid non-uniform substance in middle infrared range | |
| Ramani | A simple rapid technique for detection of palm oil in ghee | |
| JP2016111929A (en) | Method for quantifying plasmalogen | |
| RU2773246C1 (en) | Method for determining the content of palm oil in a spread with butter fat | |
| Khosroshahi et al. | Non-destructive assessment of milk quality using pulsed UV photoacoustic, fluorescence and near FTIR spectroscopy | |
| Hemar et al. | Monitoring of flocculation and creaming of sodium-caseinate-stabilized emulsions using diffusing-wave spectroscopy | |
| Lumakso et al. | Application of chemometrics in combination with Fourier Transform Mid Infrared spectroscopy for authentication of avocado oil | |
| Kirichenko et al. | New technique for identifying butter adulteration with palm fat by the DLS method | |
| Taufik et al. | Investigation of Lard on Pork Nuggets using UV Spectrophotometry | |
| RU2629839C1 (en) | Method for determining palm oil content in milk | |
| Carmona et al. | Characterization of macadamia and pecan oils and detection of mixtures with other edible seed oils by Raman spectroscopy | |
| CN108562558A (en) | A kind of measurement method of lotion dilution stability | |
| Smith et al. | Stability of milk fat emulsions. I. Preparation of model oil-in-water emulsions and evaluation of their stability | |
| DK161412B (en) | METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING THE FAT CONTENT IN Aqueous EMULSIONS | |
| Kruatian et al. | Simple spectrophotometric method for determination of iodine value of vegetable oils | |
| Rohman et al. | Quantitative analysis of virgin coconut oil in cream cosmetics preparations using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. | |
| RU2645083C1 (en) | Method for determining palm oil content in spread with butter |