ĆWICZENIE NR 2

OZNACZANIE ZAWARTOŚCI TŁUSZCZU

METODY DESTYLACYJNE

1. CEL ĆWICZENIA:

nabycie umiejętności obsługi aparatu Soxhleta

praktyczne zapoznanie się z wybranymi metodami destylacji

2. WPROWADZENIE

Lipidy nie rozpuszczają się w wodzie, lecz w rozpuszczalnikach organicznych,

np. benzynie, chloroformie, eterze, alkoholu, acetonie i innych, choć w różnym stopniu, zależnie od warunków. Właściwości te stanowią podstawę metod ekstrakcji

i frakcjonowania lipidów z każdego materiału biologicznego, zarówno o strukturze komórkowej, tkankowej, jak i z macierzy pozakomórkowej.

Do oznaczania tłuszczu w produktach spożywczych stosuje się najczęściej metodę: Soxhleta, Weibulla-Stoldta, Grossfelda, Rosego-Gottlieba, Gerbera i Schmidta-Bądzyńskiego.

Metoda Soxhleta polega na wielokrotnej ciągłej ekstrakcji substancji tłuszczowej z rozdrobnionego i uprzednio wysuszonego produktu za pomocą rozpuszczalnika organicznego, odpędzeniu rozpuszczalnika i oznaczeniu substancji tłuszczowej wagowo.

Najczęściej aparat Soxhleta służy do ekstrakcji związków trudno rozpuszczalnych, jednak z powodzeniem może być wykorzystywany do ekstrakcji praktycznie wszystkich substancji. Idealnie nadaje się do ekstrakcji związków z części roślinnych. Warunkiem przeprowadzenia ekstrakcji w tym urządzeniu jest fakt, że substancja poddana ekstrakcji musi być substancją stałą.

Aparat składa się z trzech części: kolby kulistej, nasadki Soxhleta oraz chłodnicy zwrotnej. Działanie tego urządzenia przedstawiona na poniższym rysunku:

Cały ten proces będzie się powtarzał w kółko. Ekstrakcje należy prowadzić od 4 do 8 godzin stale kontrolując czy chłodnica nadąża w skraplaniu rozpuszczalnika.

Zachowajmy bezpieczeństwo podczas ekstrakcji, nie zapominając o umieszczeniu w kolbie zarodników wrzenia (kawałki porcelanki).

3. WYKONANIE ĆWICZENIA

1. Przygotować zestaw Soxhleta

2. Przygotować gilzy z próbą

5-10 g wysuszonej próbki dokładnie rozetrzeć w moździerzu porcelanowym w celu ułatwienia ekstrakcji. Następnie próbkę przenieść ilościowo do celulozowej gilzy, wycierając 2-3 krotnie moździeż i naczynko w którym była próbka zwitkami waty zwilżonymi rozpuszczalnikiem; watę umieścić w gilzie.

W przypadku braku celulozowych gilz, gilzę można wykonać samodzielnie z bibuły filtracyjnej zabezpieczając brzegi zszywkami. Po uformowaniu gilzy włożyć ją do ekstraktora (pamiętaj aby gilza z próbą znajdowała się zawsze poniżej rurki przelewowej).

Kolbę (odbieralnik) przed rozpoczęciem ekstrakcji suszyć razem z kawałkami porcelanki (zarodniki wrzenia) przez 1h w temp 105ºC. Po zestawieniu kolby i ekstraktora wlać rozpuszczalnik (eter naftowy) w takiej ilości aby nastąpiło samoczynne jego przelanie lewarem do odbieralnika (kolba kulista), ponadto dodać rozpuszczalnika do ok. 1/3 pojemności ekstraktora. Po zamknięciu ekstraktora chłodnicą umieścić aparat Soxhleta na łaźni wodnej o temp ok. 95ºC i prowadzić ekstrakcję 4 - h. Ekstrakcję uważa się za ukończoną jeśli spadające z ekstraktora krople rozpuszczalnika nie pozostawiają „tłustych plam”.

Po zakończeniu ekstrakcji:

1. w przypadku I próby gdzie użyto eter naftowy jako rozpuszczalnik Rozpuszczalnik z kolby oddestylować na wyparce próżniowej (instrukcja obsługi wyparki znajduje się na końcu ćwiczenia) a następnie całość suszyć w suszarce przez ok. 1h w temp 105ºC.

Procentową zawartość tłuszczu z próbie oblicz według wzoru:

Gdzie: a - masa kolby destylacyjnej z wyekstrahowanym tłuszczem i

porcelankami [g]

b - masa kolby destylacyjnej i porcelankami [g]

c - masa próbki wziętej do oznaczenia

Przelicz zawartość tłuszczu na 100g produktu.

2. w przypadku II próby gdzie użyto heksan jako rozpuszczalnik

Zmierzyć objętość roztworu z kolby. Pobrać do 2 wcześniej wysuszonych i zważonych naczynek wagowych po 10 cm³ roztworu a następnie oznaczyć w nim grawimetrycznie zawartość tłuszczu. (warunki analogiczne jak w przypadku a).

Oznaczoną zawartość tłuszczu przeliczyć na próbę, uwzględniając ilość rozpuszczalnika.

Przelicz zawartość tłuszczu na 100g produktu.

c) porównać otrzymane wyniki i wyciągnąć wnioski

2. Oddestylowanie rozpuszczalnika. Wykonanie ćwiczenia

I

Przed przystąpieniem do zatężenia prób należy :

• sprawdzić stan techniczny urządzenia,

• sprawdzić czy kabel sieciowy oraz poszczególne elementy nie są uszkodzone

WSZELKIE CZYNNOSCI TECHNICZNE PRZEPROWADZAJ NA URZADZENIU ODŁACZONYM OD SIECI !

Aby oddestylować rozpuszczalnik (zatężanie roztworów, prób) należy:

1. Przymocować gumowe węże doprowadzające i odprowadzające wodę.

2. Włączyć łaźnię (włącznik 1) i rozpocząć nagrzewanie jej do żądanej temperatury (skala na pokrętle 2 jest tylko przybliżona). Jeśli w łaźni brakuje wody, należy uzupełnić wodą demineralizowaną. Nie napełniać łaźni po sam brzeg.

3. Zamocować odbieralnik 3 (kulisty szlif) za pomocą zacisku 4.

4. Otworzyć przepływ wody przez chłodnice (pamiętaj aby waż odprowadzający wodę był w zlewie).

5. Napełnić kolbę 5 odparowywaną cieczą. Dla bezpieczeństwa nie przekraczać objętości 0.5 L (pół kolby).

6. Założyć kolbę 5 na wyparkę i dokręcić gwintowany kołnierz ; w celu ułatwienia pracy za pomocą dźwigni 6 unieść całość do góry (dźwignię wciskamy na dół)

7. Zanurzyć kolbę w łaźni (podciągnąć dźwignie 6 do góry). Poziomy cieczy w kolbie i w łaźni powinny mniej więcej się zrównać.

8. Włączyć obroty. Szybkość obrotów można regulować pokrętłem 7.

9. W przypadku destylacji pod próżnią podłączyć wąż do próżni 8. Pamiętaj o odpowiednim ustawieniu wentyla 9. Odkręcić zawór i zwiększaj podciśnienie stopniowo.

10. Po odparowaniu żądanej ilości cieczy należy rozszczelnić wyparkę przez przesunięcie wentyla 9.

Po zakończeniu pracy należy:

1. Wyłączyć łaźnię (włącznik 1).

2. Zamknąć przepływ wody przez chłodnice.

3. Uruchomić wyparkę na kilka minut w celu usunięcia par rozpuszczalnika.

4. Opróżnić kolbę 3 i odbieralnik 5 a następnie umyć je i wysuszyć

Uwaga!!!

1. Lotny rozpuszczalnik (np. eter, dichlorometan etc.) może rozprysnąć gwałtownie, jeżeli zostanie wylany do gorącej łaźni wodnej! Należy pracować w okularach ochronnych.

2. Z odbieralnikiem 3 należy obchodzić się z należytą ostrożnością. Ze względu na nietypowe szlify odbieralnika nie może zostać on zastąpiony inną kolbą.

3. Podczas destylacji nie przekraczać temperatury wrzenia danego rozpuszczalnika.

4. Cieczy nie należy wydestylowywać „do sucha” !!!

3. Przygotować zestaw do destylacji prostej (patrz rysunek). Przeprowadzić destylację danego składnika wg wskazań prowadzącego.

Wykonanie ćwiczenia.

Aby oddestylować analizowany związek należy:

1. Przymocować chłodnicę B do statywu (zachowaj mały kąt)

2. Przymocować gumowe węże doprowadzające i odprowadzające wodę

3. Napełnij kolbę A badaną cieczą lub produktem. Dla bezpieczeństwa nie przekraczać połowy objętości

4. Ustawić kolbę na elektrycznej płycie grzejnej lub nad palnikiem gazowym

( UWAGA palnik gazowy używać tylko w przypadku rozpuszczalników niepalnych !!!)

5. Przymocować odbieralnik C (kolbka stożkowa) do chłodnicy

6. Umieścić termometr rtęciowy D w kolbie A

7. Otworzyć przepływ wody przez chłodnice (pamiętaj aby waż odprowadzający wodę był w zlewie)

8. Włącz płytę grzejną (ustaw na odpowiedniej temperaturze) lub odpal palnik

9. Przeprowadź destylację w odpowiedniej temperaturze, która podaje prowadzący

10. Po oddestylowaniu związku wyłącz czynnik grzewczy i rozmontuj zestaw, nie zapomnij wyłączyć wody; uważaj na gorące elementy !

pamiętaj o zachowaniu czystości

4. ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA

1. Metody oznaczania zawartości tłuszczu.

2. Wady i zalety metod w oznaczaniu zawartości tłuszczu.

3. Metody ekstrakcji

4. Rozdział mieszanin.

5. Wady i zalety metod destylacyjnych.

6. Zastosowanie metod destylacyjnych.

5. LITERATURA

1. Szczepaniak W. Metody instrumentalne w analizie chemicznej. Wydawnictwo Naukowe PWN, 1997.

2. Szyszko E. Instrumentalne metody analityczne. PZWL, 1982

3. Ewing G.E. Metody instrumentalne w analizie chemicznej. PWN, 1980.

4. Fortuna T., Gibiński H., Nowotna A., Ćwiczenia z analizy żywności, skrypt AR Kraków, 1992;

5. Krełowska-Kułas M. Badanie jakości produktów spożywczych, PWE, Warszawa, 1993;

6. Ładoński W., Gospodarek T., Podstawowe metody analityczne produktów żywnościowych, PWN Warszawa,1986;

7. Rutkowska U, Wybrane metody badania składu i wartości odżywczej żywności, PZWL, Warszawa, 1981;

Analityka żywności Technologia Żywności i Żywienie Człowieka studia drugiego stopnia

8

METODY OCENTY TOWARÓW TOWAROZNAWSTWO II ROK

8

7

6

5

4

3

1

2

W kolbie A znajduje się odpowiedni rozpuszczalnik, w naszym przypadku jest to eter naftowy. Jest on najczęściej podgrzewany za pomocą łaźni wodnej (można zastosować inny czynnik grzewczy).

Powstające pary rozpuszczalnika przechodzą przez rurkę B, a następnie ulegają skropleniu w chłodnicy zwrotnej C. Skroplony rozpuszczalnik spływa z powrotem do nasadki Soxhleta powoli go wypełniając, co skutkuje ekstrakcją związków z substancji umieszczonej w gilzie (znajduje się w niej badany produkt). Operując temperaturą ekstrakcji oraz czasem można zoptymalizaować proces ekstrakcji..

W momencie, kiedy poziom skroplonego rozpuszczalnika osiągnie poziom wyższy od wysokości rurki E (tzw. syfon) zostanie on z powrotem automatycznie spuszczony do kolby A (pamiętaj aby gilza z próbą znajdowała się zawsze poniżej rurki przelewowej). Nasadka napełnia się ponownie czystym rozpuszczalnikiem i proces zachodzi na nowo. D - gilza z ekstrahowaną substancją.

9

---