ANALYSE AF FEDTINDHOLD I MADOLIE

Transkript

1 ANALYSE AF FEDTINDOLD I MADOLIE Ved denne øvelse bestemmes det gennemsnitlige antal dobbeltbindinger pr. fedtsyre og fedtstoffets middelmolmasse for en madolie. Supplerende baggrundsinformation om lipider findes i lærebogen: Brown: Introduction to Organic hemistry, Kapitel 21. Begreberne fedt og fedtstoffer dækker over flere forskelligartede produkter og stofgrupper. I daglig tale dækker de alt fra produkter som smør, magarine, salatolie og fiskeolie til vaseline og konsistensfedt. I kemisk og biokemisk literatur grupperer man bl.a. stoffer som fedtsyrer, triglycerider, phosphoglycerider og steroider, som alle findes i levende organismer, under betegnelsen lipider. Vaseline og konsistensfedt er derimod alkaner med høj molekylvægt udvundet af råolie. Indledning Triglycerider er de hyppigst forekommende fedtstoffer (=lipider) i naturen. Triglycerider er glycerolestre af fedtsyrer, som er lange, uforgrenede carboxylsyrer. Triglycerider fungerer i naturen bl.a. som lagringsmolekyler for energi. Biologiske membraner består primært af de nært relaterede phospholipider. To eksempler på fedtsyrer i madolie er hexadecansyre (palmitinsyre): Fedtstofanalyse Side 1 af 6

2 og cis,cis-9,12-octadecadiensyre (linolsyre): De tre syregrupper som indgår i et triglycerid kan være ens eller forskellige. Antallet af fedtsyrer, der indgår i naturligt forekommende lipider, er stort. De naturligt forekommende fedtsyrer omfatter: 19 forskellige mættede fedtsyrer (ingen dobbeltbinding) 20 forskellige monoumættede syrer (en dobbeltbinding) 11 forskellige flerumættede fedtsyrer (flere dobbeltbindinger). Af disse indgår omkring halvdelen i næringsmidler som fedt, smør, margarine og madolier. Fedtstoffer har derfor meget forskelligartede egenskaber. Molmassen af et triglycerid er givet ved: M triglycerid =M fs1 M fs2 M fs3 M glycerol 3 M vand hvor M fs1, M fs2 og M fs3 er de tre fedtsyrers molmasser, M glycerol =92,09 g/mol er molmassen af glycerol (propan-1,2,3-triol), og M vand =18,01g/mol er vands molmasse. For en fedtstofblanding som f.eks. en madolie kan man beregne en gennemsnitlig molmasse for triglyceriderne, middelmolmassen M, der er defineret som M = m triglycerid n triglycerid = i n i M i i n i er er m triglycerid den totale masse af triglycerid, n triglycerid er stofmængden af triglycerid og n i og M i er hhv. stofmængden af samt molmassen for i'te type triglycerid, og hvor summationerne løber over de indgående triglycerider. Massen af triglycerid, m triglycerid, kan bestemmes ved vejning, mens stofmængden n triglycerid kan bestemmes ved forsæbning (d.v.s. en basisk hydrolyse) af fedtstoffet i overskud af base efterfulgt af titrering af den overskydende base med syre. Desuden kan man bestemme det gennemsnitlige antal dobbeltbindinger pr. fedtsyre defineret Fedtstofanalyse Side 2 af 6

3 som u= n = n fedtsyre = i n i u i i n i hvor n = er stofmængden af dobbeltbindinger i en bestemt mængde fedtstof, n fedtsyre er stofmængden af fedtsyre i denne mængde fedtstof, og n i og u i er hhv. stofmængden af den i'te type fedtsyre samt antallet af dobbeltbindinger i denne (antal umættetyhedder). n = bestemmes eksperimentelt ved addition af brom (Br 2 ) til dobbeltbindingerne. Et fedtstof som f.eks. en madolie kan karakteriseres ved bl. a. følgende analyseværdier: Fedtindholdet, angivet som gram fedt (= gram triglycerid) pr. 100 g produkt, d.v.s. i procent. For en madolie er dette tal tæt på 100%, men for f.eks. en plantemagarine kan tallet være betydeligt under de 100% på grund af et højt vandindhold. Det gennemsnitlige antal dobbeltbindinger pr. fedtsyre, u, bestemt ved addition af Br 2. Middelmolmassen M, som kan måles ved forsæbning. Fedtsyreindholdet, der angiver hvor mange g af de enkelte fedtsyrer, der indgår i margarine. I denne øvelse bestemmes eksperimentelt punkt 2. og punkt 3., I øvelsen antager vi at fedtindholdet er 100% (punkt 1). Bestemmelser af fedtsyreindholdet som under punkt 4. er vanskelige og tidskrævende. Statens Levnedsmiddelinstitut foretager løbende undersøgelser af bl. a. levnedsmidlers fedtsyreindhold. Dette foretages gaskromatografisk efter omdannelse af triglyceridernes fedtsyrer til methylestre. Fedtstofanalyse Side 3 af 6

4 Øvelsens forløb Først begyndes de to additioner af brom (Ia) som skal stå i 2 timer. I den følgende ventetid begyndes den første forsæbning (Iia) som skal stå i 30 min. I den yderligere ventetid kan man udføre indstilling af KO opløsning (IIb) og evt. titrering af den første forsæbning (IIc) og påbegynde den anden forsæbning. Efter at addition af brom er færdig kan man instille KBrO 3 /KBr opløsning (Ib+Ic) og foretage de to iodometriske titreringer (Ic). Afslutningsvis færdiggøres den anden forsæbning (IIc). I. Bestemmelse af umættethed i madolie I dette forsøg adderes brom til dobbeltbindingerne i de umættede fedtsyrer. Brom fremstilles her udfra KBrO 3 og KBr (findes som færdig reagens). Når svovlsyre tilsættes dannes Br 2 : BrO Br Br O Det dannede Br 2 adderes til fedtsyrernes dobbeltbindinger: Overskuddet af Br 2 bestemmes ved iodometrisk titrering. Først tilsættes overskud af kaliumiodid (KI) der reagerer med overskuddet af Br 2 : 2 I - + Br 2 I Br - Det dannede iod titreres herefter med indstillet thiosulfatopløsning: S 2 O 3 + I 2 S 4 O I - Fremgangsmåde. Forsøg I. består af 3 dele: Ia. Addition af Br 2. Med en tynd plastpipette overføres højst 160 mg (ca. 8 dråber) madolie til en 100 ml konisk slibkolbe på følgende måde: Den tomme kolbe vejes med 0,1 mg nøjagtighed. En tynd plastpipette anvendes til at overføre lidt madolie forsigtigt ned i kolben uden at berøre kolbens slib og uden at sprøjte op ad kolbens sider. Kolben med madolie vejes igen, og massen af madolien findes som differensen mellem de to vejninger. I stinkskab opløses fedtstoffet ved at tilsætte 5 ml 3 l 3. Derpå tilsættes ml KBrO 3 /KBr opløsning ( 0,05 M Br 2 ), 2-3 ml 2 M 2 SO 4 og en lille omrørermagnet. Kolben lukkes med plastproppen, og sættes til omrøring på en magnetomrører i 2 timer uden for stinkskabet. Kolben beskyttes mod lys ved indpakning i aluminiumsfolie. Siden bestemmes Fedtstofanalyse Side 4 af 6

5 det resterende bromindhold ved at følge forskriften i afsnit Ic. Der foretages en bestemmelse af hver holddeltager og af hensyn til tiden er det vigtigt at begge disse eskperimenter sættes igang ved øvelsens begyndelse. Ib. Indstilling af KBrO 3 /KBr opløsning med kendt thiosulfatopløsning Den nøjagtige koncentration af KBrO 3 /KBr opløsningen bestemmes ved titrering med en på forhånd indstillet thiosulfatopløsning som findes på automatburette. I stinkskab overføres 10,00 ml af KBrO 3 /KBr opløsningen, 15 ml vand, 5 ml 3 l 3, 2-3 ml 2 M 2 SO 4 og en lille omrørermagnet til en 100 ml konisk kolbe. erefter følges proceduren under Ic. Der foretages en bestemmelse af hver holddeltager. Ic. Titrering af overskud af Iod med thiosulfat I stinkskab tilsættes 0,5 g KI til opløsningen som skal titreres. Bromet i opløsningen vil frigøre en ækvivalent mængde Iod (I 2 ), som vil gøre opløsningen mørkebrun. Uden for stinkskab titreres opløsningen med 0,1 M thiosulfat (Na 2 S 2 O 3 ) til den brune farve næsten er forsvundet. Når 'ækvivalenspunktet er i sigte' tilsættes 5 ml 1% stivelsesopløsning som indikator, hvorved den næsten farveløse opløsning bliver intens blå, og der titreres videre til omslag til vandfasen er farveløs. Brugt trichlorethan må ikke hældes i vasken, men skal deponeres på opstillet dunk mærket trichlorethan II. Bestemmelse af middelmolmassen Ved forsæbning omdannes triglycerider til glycerol og kalium salte (eller natrium salte afhængig af den benyttede base) af de indgående fedtsyrer: O O O O O O R R R KO O + 3 O O i R OO - K + R-OONa er en såkaldt hård natriumsæbe, R-OOK er en blød sæbe. Fremgangsmåde IIa. Forsæbning Fedtstofanalyse Side 5 af 6

6 Forsæbningen udføres i en 100 ml konisk kolbe (med slib) med magnetomrører med varme og svaler. Der anvendes ca. 2 g nøjagtigt afvejet madolie. Først vejes den tomme kolbe. Derpå overføres olien med plastpipette til kolben uden at berøre kolbens slib og sider. Kolben vejes igen og oliens masse beregnes som differensen. Der må under ingen omstændigheder komme olie på ydersiden af kolben eller på vægten! Tilsæt 20,00 ml 0,5 M ethanolisk KO (KO opløst i ethanol). Montér svaleren, luk op for kølevandet, varmen og magnetomrøringen. Blandingen skal herefter koge i 30 min. Når blandingen koger skal man kunne se at ethanolen fortætter i svaleren og drypper tilbage i blandingen. IIb. Instilling af 0,5 M ethanolisk KO Molariteten af KO-opløsningen bestemmes af hver holddeltager ved at titrere 20,00 ml opløsningen med en på forhånd indstillet l-opløsning som findes på automatburette. IIc. Titrering af overskud af base Efter afkøling til stuetemperatur tilsættes 0,5 ml 0,1% phenolphthalein som indikator. Overskuddet af KO titreres med 0,5 M indstillet l, indtil indikatoren slår om fra en lyserød farve til farveløs. Andre komponenter i madolien kan give opløsningen en svagt gul farve, så omslaget sker når det rødlige skær forsvinder. ele proceduren udføres en gang af hver holddeltager. Fedtstofanalyse Side 6 af 6