Grzegorz Wojtasiński

Technologia Żywności

Wydzielanie anetolu z anyżku

Anyż jest popularną przyprawą krajową. Surowcem jest suchy owoc zwany rozłupką. Owoce mają zapach intensywnie aromatyczny, smak słodkawo-korzenny, piekący. Ciałem czynnym jest w owocach olejek anyżkowy, którego ilość nie powinna być niższa niż 2%. Głównym składnikiem olejku jest anetol.

Owoce i olejek stosuje się w przemyśle spożywczym do aromatyzowania wyrobów cukierniczych, likierów i wódek gatunkowych, a także jako przyprawę, np. do czerwonej kapusty, marchwi, powideł i niektórych gatunków trwałych kiełbas. Ponadto anyż stosowany jest w przemyśle farmaceutycznym i kosmetycznym.

W celu wydzielenia anetolu z anyżku przeprowadzamy destylację anyżku z parą wodną oraz ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym w wyniku czego otrzymujemy olejek anyżowy. Aby określić zawartość anetolu w olejku przeprowadzamy chromatografię gazową.

Destylacją nazywa się proces polegający na przeprowadzeniu substancji w stan pary, a następnie skropleniu par i zebrania skroplonej cieczy w innym naczyniu. Destylacja z parą wodną polega na umieszczeniu substancji w kolbie aparatury i przepuszczaniu przez nią pary wodnej za pomocą rurki szklanej doprowadzonej prawie do dna kolby. Parę wodna wytwarza się w osobnym naczynku. W kolbie destylacyjnej umieszcza się substancję organiczną z niewielką ilością wody po czym ogrzewa się nią łagodnie do temperatury około 100^oC, a następnie wprowadza powoli silny strumień pary wodnej. Destylację prowadzi się do chwili, kiedy zaczyna destylować czysta woda, co można poznać po wyglądzie skropli. Jeżeli substancja organiczna jest częściowo w wodzie rozpuszczalna, stosuje się dodatkowo ekstrakcję rozpuszczalnikiem organicznym.

Ekstrakcją nazywa się proces przenoszenia określonej substancji chemicznej rozpuszczonej w pierwszej fazie ciekłej do drugiej fazy ciekłej nie mieszającej się z pierwszą ( najczęściej pierwszą fazę stanowi woda a drugą fazę rozpuszczalnik organiczny). Zaletą ekstrakcji jest zachowawczość procesu która wynika z możliwości stosowania umiarkowanych temperatur oraz neutralnych rozpuszczalników. Ponieważ jednak produktem ekstrakcji jest zwykle roztwór ( tzw. ekstrakt ), konieczne jest stosowanie dodatkowych operacji celem wydzielenia pożądanej substancji z ekstraktu. Zwykle stosuje się odparowanie rozpuszczalnika.

Chromatografia gazowa jest metoda badawczą stosowaną do rozdziału mieszanin substancji na podstawie różnic ich przemieszczania się w ośrodkach porowatych, przy czym to zróżnicowanie przemieszczania się składników następuje w czasie mechanicznego przepływu gazu.

Przy przeprowadzaniu chromatografii gazowej próbkę analizowanej mieszaniny w stanie gazowym wprowadza się za pomocą dozymetru w strumień gazu obojętnego na początek kolumny. Gaz obojętny przepływa przez kolumnę ze stałą prędkością (pod stałym ciśnieniem) opływając pory nośnika wypełnione cieczą tworzącą fazę nieruchomą. Lotne składniki rozdzielanej mieszaniny przemieszczają się w kolumnie wraz z gazem obojętnym i wskutek oddziaływania międzycząsteczkowego w porach wypełnionych cieczą tracą prędkość. Różne składniki przepływają kolumnę z różną prędkością, którą określa się współczynnikiem rozdziału tych składników między fazą gazową i nieruchomą fazą ciekłą. Obecność składników u wylotu kolumny stwierdza się za pomocą detektora. Detektory są przyrządami automatycznymi, zaopatrzonymi w urządzenia samopiszące tzw. Rejestratory, które rejestrują wyniki analizy.

Oznaczanie badanego składnika przeprowadza się w oparciu o analizę otrzymanego pasma. Każde pasmo można podporządkować składnikowi lub grupie składników o takim samym współczynniku rozdziału. Czas, po upływie którego dany składnik pojawia się wdanych warunkach analizy u wylotu kolumny jest charakterystyczny dla danego składnika i służy do jego identyfikacji. Płaszczyzna obejmująca dane pasmo jest proporcjonalna do stężenia składnika.

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1. Wlot gazu.

2. Zawór regulujący.

3. Kolumna do oczyszczania gazu.

4. Manometr.

5. Miejsce wprowadzania próby.

6. Kolumna chromatograficzna.

7. Detektor.

8. Przepływomierz.

9. Wylot gazu.

Wykonanie ćwiczenia.

Wariant I:

15 g zmielonego anyżku umieszczono w kolbie kulistej o poj. 500 ml zawierającej 50 ml wody. Przeprowadzono destylację z parą wodną (ok. 1,5 godz.).

Uzyskany destylat ekstrahowano trzykrotnie 25-ml porcjami chloroformu. Połączone warstwy chloroformowe suszono bezwodnym siarczanem magnezu. Po odsączeniu środka suszącego usunięto chloroform na wyparce próżniowej.

Następnie wykonano chromatografię gazową otrzymanego olejku anyżowego. Za pomocą dozymetru wprowadzono rozcieńczony olejek anyżowy na początek kolumny chromatograficznej wypełnionej metylocyklodekstrynami. Wynik analizy przedstawia strona numer 5.

Wariant II:

Odważono na wadze technicznej 1 g anyżku i umieszczono w kolbie stożkowej zaopatrzonej w szklany korek. Dodano 71 ml chloroformu i mieszano na mieszadle magnetycznym ok. 30 min. Całość przesączono do kolby okrągłodennej i odparowano rozpuszczalnik. Wykonano chromatografię gazową-jak wyżej. Wynik analizy przedstawia strona nr 6 .

Opracowanie wyników.

Wariant I:

Z uzyskanych wyników w oparciu o czas opuszczenia kolumny przez składnik dokonujemy identyfikacji danego składnika, natomiast na podstawie płaszczyzny obejmującej dane pasmo wnioskujemy o jego stężeniu:

Czas - 6,965 min. - anetol

Obszar - 93,5253 % - stężenie anetolu w olejku anyżowym

Wariant II:

Czas - 6,969 min. - anetol

Obszar - 83,6727 % - stężenie anetolu w olejku anyżowym

Wnioski.

W wyniku przeprowadzonych analiz wydzielono olejek anyżkowy z anyżu. Wykonanie chromatografii gazowej olejku pozwoliło na określenie ilości anetolu zawartego w tym olejku oraz ocenę skuteczności dwóch wariantów wykonania doświadczenia.

W wariancie pierwszym uzyskano wynik 93,5 % anetolu w anyżku, co spowodowane było przeprowadzeniem zarówno destylacji z parą wodną jak i ekstrakcji uzyskanego destylatu za pomocą rozpuszczalnika organicznego.

W wariancie drugim zastosowano tylko ekstrakcję dlatego uzyskany wynik jest niższy - 83,7%.

Bardziej dokładną metodą wydzielania okazał się wariant pierwszy.

Literatura:

1. Świetlikowska U.: Surowce spożywcze Wyd. SGGW, Warszawa 1995 [236-237]

2. Achremowicz L., Soroka M.: Laboratorium chemii organicznej Wyd. Politechniki Wrocławskiej 1980 [150-151, 155]

1

1

Rysunek 1 Anetol.

Rysunek 3 Zestaw do destylacji z parą wodną.

Rysunek 4

Rysunek 2 Schemat ideowy chromatografii gazowej.

---