Застосування методів аналітичної хімії та контролю у дослідженні окисних процесів в хімічних, харчових, біотехнологічних та фармацевтичних технологіях

Abstract

Досліджено окисні процеси, які мають місце у продукті хімічних, харчових, фармацевтичних технологій та біоінженерії – ліпідному розчині β-каротину з біомаси Blakeslea trispora, збагаченого поліненасиченими жирними кислотами і рослинними антиоксидантами за допомогою титрування методом замісника для контролювання технологічних властивостей сировини та готової продукції. Аналітичний метод визначення вмісту пероксидів і гідропероксидів в сировинних компонентах і в розробленому продукті заснований на реакції взаємодії продуктів окиснення ліпідних компонентів (пероксидів і гідропероксидів) з калій йодидом в розчині оцтової кислоти і хлороформу і подальшому кількісному визначенні йоду, що виділився, розчином натрій тіосульфату титриметричним методом. Досліджено вміст первинних продуктів окиснення (пероксидів, гідропероксидів) в сировині для розробленого продукту: ліпідного розчину β-каротину з біомаси гетероталічного гриба Blakeslea trispora; рослинних олій різного жирнокислотного складу і з різним вмістом природних антиоксидантів. Одержані дані пероксидних чисел сировини задовольняють вимогам відповідної нормативної документації. Виготовлено ліпідний розчин β-каротину з біомаси Blakeslea trispora, збагаченого поліненасиченими жирними кислотами і природними антиоксидантами, наступного складу: олія соєва рафінована (70 ± 3,5 %); олія кунжутна рафінована (20 ± 0,8%); олія соняшникова рафінована (10 ± 0,6 %); ліпідний розчин β-каротину з біомаси Blakeslea trispora (0,01 ± 5∙10-4 %). Базуючись на проведених дослідженнях, визначено динаміку окиснення розробленого продукту – ліпідного розчину β-каротину з біомаси Blakeslea trispora, збагаченого поліненасиченими жирними кислотами і природними антиоксидантами. Доведено, що період індукції окиснення виробленого продукту за 85 ± 1 °С у 3,1 рази вище за період індукції контрольного зразку. Проведені дослідження свідчать про доцільність використання титрування методом замісника для контролю технологічних властивостей сировини та готової продукції в означених вище галузях промисловості.

Technological parameters, namely temperature and duration of β-carotene extraction process from filamentous fungus Blakeslea trispora biomass via vegetable oils with various fatty acid compositions and various contents of natural antioxidants (refined deodorized sunflower, high-oleic sunflower, corn and sesame) have been investigated. Statistical models of β-carotene dependences, as well as analytical numbers, characterizing content of free fatty acids (acid number) and primary products of lipid oxidation (peroxide number) content, in oil extracts of the specified refined deodorized oils, from temperature and extraction duration have been built. Rational parameters of β-carotene extraction from Blakeslea trispora biomass with selected extractants (refined deodorized sunflower, high-oleic sunflower, corn and sesame oils) have been determined to control extract's technological properties. It has been proven that usage of these refined deodorized oils as extractants practically does not affect on the target product content in oil extracts of biomass, but it does affect on analytical numbers of extracts, characterizing content of free fatty acids, peroxides and hydroperoxides. The highest content of free fatty acids in β-carotene, containing biomass extraction with sunflower oil, has been observed. The minimum content of free fatty acids in extracts with corn and sesame oils has been be achieved. The highest content of primary products of β-carotene lipid oxidation (peroxides and hydroperoxides), containing biomass extraction by sunflower oil, has been observed. The minimum content of free fatty acids in extracts with usage of sesame oil has been achieved. It is possible to predict β-carotene content, as well as acid and peroxide numbers of oil extracts from biomass in specified refined deodorized oils, depending on temperature and extraction process duration, using obtained approximation dependences.