Тайна йодного числа: история открытия, понятие, методы определения, значение показателя

Йодное число - одна из важнейших характеристик жиров и масел, которая скрывает много загадок. Давайте попробуем разгадать некоторые из них.

История открытия йодного числа

Впервые термин "йодное число" предложил немецкий химик Карл Гюбль в 1895 году. Он разработал методику определения этого показателя с помощью реакции присоединения йода по кратным связям ненасыщенных жирных кислот.

Йодным числом (I I) называют количество йода, выраженное в граммах, связываемое 100 г испытуемого вещества.

Первоначально йодное число использовалось для выявления фальсификации пищевых продуктов, в частности примесей дешевых растительных масел в дорогие сливочное или оливковое масла. Ручной расчет по методике Гюбля выглядел так:

где V1 и V2 - объем 0,1 н раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование в опыте и контроле, a - навеска анализируемого образца в граммах, а 0,01269 - титр раствора тиосульфата натрия по йоду.

Современные методы определения йодного числа

На сегодняшний день существует несколько стандартизированных методов определения йодного числа, рекомендованных ГОСТ.

Метод Гюбля

Это классический метод, основанный на использовании раствора йода в этаноле (реактив Гюбля). Он обеспечивает хорошую точность, но требует длительной выдержки пробы.

Метод Гануса

В данном методе в качестве йодирующего реагента применяют раствор бромистого йода в уксусной кислоте. Реакция протекает быстрее, чем в методе Гюбля.

Метод Кауфмана

Этот метод подразумевает использование раствора брома в метиловом спирте. Он дает результаты, на 1-3% превышающие показания метода Гюбля.

ГОСТ Р ИСО 3961–2010 рекомендует методы Гюбля и Гануса для точных исследований и контроля производства.

Что влияет на величину йодного числа

Йодное число жира зависит от типа и количества жирных кислот в его составе. Рассмотрим подробнее, какие факторы на него влияют.

Тип жирных кислот

Насыщенные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая) не взаимодействуют с йодом. У ненасыщенных кислот чем больше двойных связей, тем выше йодное число.

• Моноеновые кислоты (олеиновая) - 1 двойная связь
• Диеновые кислоты (линолевая) - 2 двойные связи
• Полиеновые кислоты (линоленовая) - 3 и более двойных связей

Соотношение жирных кислот

Чем выше доля ненасыщенных жирных кислот в масле, тем больше его итоговое йодное число. Для расчета кислотного йодного числа смеси используют пропорциональную формулу:

где X_n - йодные числа отдельных компонентов, W_n - их массовые доли.

Таким образом, зная йодные числа исходных масел и их соотношение, можно теоретически рассчитать йодное число получившейся смеси. Однако на практике в реальных условиях возможны отклонения.

Значение йодного числа в производстве и жизни

Данный показатель имеет большое практическое значение при производстве пищевых и технических продуктов.

Производство мыла

Чем ниже йодное число по ГОСТу, тем тверже получаемое определение йодного числа мыло. Рекомендуемое значение для твердого натрового мыла - не более 55.

Качество сливочного масла

Показатель йодного числа позволяет оценить консистенцию и температурные режимы производства сливочного масла.

Выявление фальсификата пищевых масел

Определение йодного числа позволяет установить примеси более дешевых растительных масел в дорогостоящие оливковое или льняное масла. Также оно используется для контроля натуральности молочного жира.

Перспективы применения

В будущем йодное число может найти применение в таких областях:

• Подбор оптимальных составов для производства биотоплива
• Создание функциональных пищевых продуктов с заданными свойствами
• Разработка эффективных средств по уходу за кожей и волосами

Актуальные проблемы

Однако существует ряд нерешенных вопросов в области йодных чисел:

1. Нет единой унифицированной методики для всех типов продуктов
2. Значительный разброс литературных данных по йодным числам
3. Недостаточная изученность влияния условий культивирования растений на этот показатель

Перспективные направления исследований

Дальнейшее развитие может пойти по пути:

• Разработки высокоточных экспресс-методов определения йодных чисел
• Создания онлайн-калькуляторов йодных чисел смесей масел
• Изучения возможности регулирования йодного числа путем подбора условий выращивания масличных культур

Таким образом, у йодного числа есть большие перспективы как в традиционных областях применения, так и в совершенно новых, еще не исследованных направлениях.

Влияние условий выращивания растений на йодное число

Как уже упоминалось, одной из нерешенных проблем является недостаточная изученность воздействия агротехнических приемов на величину йодного числа в масличных культурах. Рассмотрим некоторые факторы подробнее.

Климатические условия

Температурный и световой режимы оказывают заметное влияние. Например, у подсолнечника при произрастании в условиях длинного дня отмечено увеличение содержания олеиновой кислоты, что ведет к повышению йодного числа масла.

Минеральное питание

При некорневой подкормке растений микроэлементами в период цветения можно добиться снижения йодного числа семян. Особенно эффективна обработка марганцем и бором. Предполагается, что микроэлементы влияют на активность ферментов синтеза жирных кислот в растениях.

Генетические факторы

Существуют сорта сельскохозяйственных растений, у которых в силу генетических особенностей в семенах накапливается повышенное количество полиненасыщенных жирных кислот. Соответственно, у таких генотипов выше показатели йодного числа масел. Примером может служить высокоолеиновый подсолнечник.

Автоматизация определения йодного числа

В последние годы разрабатываются высокотехнологичные подходы к измерению йодного числа, позволяющие ускорить и упростить процедуру анализа:

• Хроматографические методы
• ИК-Фурье спектроскопия
• Импедансометрия

Однако пока точность таких методик уступает классическому титриметрическому определению йодного числа. Требуются дополнительные исследования для повышения достоверности автоматизированных подходов.