Кислотный стандартный метод. В результате действия серной кислоты казеино-кальциевый комплекс молока переходит в двойное растворимое соединение казеина с серной кислотой.
В результате добавления изоамилового спирта понижается поверхностное натяжение жировых шариков, с поверхности жировых шариков удаляется белковая оболочка. Реакцию ускоряют подогреванием и центрифугированием. После центрифугирования жир выделяется в виде сплошного прозрачного слоя и объем его измеряют в градуированной части жиромера.
Для определения содержания жира в молоке применяют жиромеры (рис. 34, а), пипетку на 10,77 мл, резиновые пробки, приборы для отмеривания серной кислоты и изоамилового спирта, водяную баню, штатив с металлическим футляром, центрифугу.
Пипетку емкостью 10,77 мл градуируют по воде, из нее вытекает 10,68 мл молока вследствие большой вязкости его.
При средней плотности молока 1,030 из пипетки вытекает 10,68-1,03 = 11 г молока. Нижний конец ее должен постепенно сужаться к сливному отверстию.
Внутренний диаметр сливного отверстия должен быть таким, чтобы вода в объеме 10,77 мл вытекала в течение 8—12 сек.
Отклонения в объеме пипетки допускаются не более ±0,04 мл при условии выдержки в течение 6 сек (счет до 6) после вытекания основной части воды.
Резиновые пробки должны быть достаточно эластичными, без трещин. После работы их промывают.
Нельзя оставлять пробки в жиромерах с кислотой, сушить при высокой температуре, хранить при температуре ниже 5° С.
Приборы для отмеривания кислоты и изоамилового спирта— дозаторы или автоматы калиброванные на 10±0,2 мл и 1 ±0,05 мл (рис. 42, 43).
При массовых определениях целесообразно применять автоматы, приспособленные для одновременного наполнения серии жиромеров (рис. 43). Для подогревания содержимого жиромеров применяют водяную баню (рис. 44) с паровым (или электрическим обогревом), с перфорированным штативом для жиромеров.
Для одновременного встряхивания нескольких жиромеров применяют штатив с металлическим футляром, изображенный на рис. 45.
Жиромеры центрифугируют на ручной или электрической центрифуге без обогрева или с обогревом. Скорость вращения центрифуги 1000—1200 об/мин.
Температура при отмеривании молока и серной кислоты должна быть 20 ±2° С.
Жиромеры помещают в штатив, наливают в них по 10 мл серной кислоты плотностью 1,815—1,820 (раствор 31), стараясь не смачивать горлышко.
Пипеткой на 10,77 мл отмеривают пробу перемешанного молока, не набирая его выше метки более чем на 1 см, вытирают снаружи кончик пипетки и, держа ее строго вертикально (см. рис. 35, а) устанавливают уровень по нижнему краю мениска; затем, приложив кончик к стенке горлышка жиромера (см. рис. 35, б) наклонно, под углом 45°, приподнимают палец, дают стечь молоку по стенке жиромера так, чтобы оно не смешивалось с серной кислотой.
Конец пипетки не должен касаться серной кислоты, так как от этого молоко в кончике пипетки может свернуться и образовавшийся сгусток помешает полному вытеканию жидкости. Молоко из пипетки должно вытекать в течение 8—10 сек.
Когда из пипетки вытечет последняя струйка молока, то, не отнимая кончика пипетки от жиромера, делают выдержку в течение 6 сек (счет до 6). Каплю молока, остающуюся в кончике пипетки, выдувать нельзя.
Добавляют в жиромеры по 1 мл изоамилового спирта ((раствор 32). Закрывают их сухими пробками, ввинчивая и вводя в горлышко жиромеров немного более чем до половины. Для предохранения рук от обжигания жиромеры завертывают полотенцем и держат за корпус ближе к горлу.
При единичных анализах молока, закрыв жиромер пробкой, встряхивают, держа его рукой за корпус, завернутый в полотенце, и придерживая пробку большим пальцем, до полного растворения белков, т. е. до тех пор, пока не растворится образовавшийся в начале встряхивания сгусток (комочки свернувшегося белка).
После растворения белков жиромер перевертывают 12—3 раза, следя, чтобы имеющаяся в узкой части и в головке жиромера серная кислота полностью смешалась с остальной массой.
При массовых анализах штатив с жиромерами закрывают металлическим футляром, укрепляют винтами и встряхивают до полного растворения белковых веществ.
Работа значительно ускоряется при одновременном встряхивании всех жиромеров.
После растворения белков молока и полного смешения содержимого, жиромеры помещают на 5 мин (пробками вниз) в водяную баню при температуре воды 65—70 °С. Затем вынимают жиромеры из бани, вытирают их полотенцем, устанавливают при помощи пробки, ввинчивая или вывинчивая ее, верхний уровень жидкости на делении 4—5 и тотчас вставляют в патроны центрифуги узкой частью к центру, всегда четное число их, располагая симметрично один против другого. В противном случае центрифуга не будет уравновешена, ход ее будет неравномерным, что ведет к порче центрифуги и бою жиромеров.
Вставив жиромеры в патроны, центрифугу закрывают крышкой, завинчивают гайкой, закрывают предохранительный кожух и центрифугируют 5 мин.
По окончании центрифугирования жиромеры вынимают из центрифуги, проверяют положение столбика жира (он должен находиться в трубке со шкалой) и ставят пробцой вниз в водяную баню (65—70 °С). Уровень воды в бане должен быть несколько выше уровня столбика жира в жиромере. Через 5 мин производят отсчет жира. Жиромер вынимают из бани, быстро обтирают полотенцем и посредством легкого движения пробкой вверх или вниз устанавливают нижнюю границу жирового столбика на каком-либо целом делении шкалы, от которого отсчитывают число делений до нижней точки вогнутого мениска столбика жира.
Например, нижняя граница жира находится на делении 1, нижняя точка верхнего мениска жира — на деления 4. Весь столбик жира занимает 4—1 = 3 деления, что соответствует 3%.
Расхождение между параллельными определениями не должно быть более 0,1%, отсчет можно делать на глаз с точностью до 72 наименьшего деления, т. е. до 0,05%.
При отсчете жиромер держат вертикально на уровне глаз. Надо следить, чтобы при отсчете верхнего уровня не изменилось положение нижнего. Не следует перемещать столбик жира по шкале, иначе перед отсчетом будет необходимо снова поставить жиромер в баню на 3—5 мин\ не допускать попадания жира в головку жиромера или разбрызгивания при подкручивании.
Отсчет жира следует производить быстро, чтобы содержимое жиромера не охладилось.
Столбик жира в жиромере должен быть прозрачный, светложелтого цвета. Мутный или темноокрашенный жир указывает на неправильное определение.
Мутный беловатый слой жира получается в результате применения слишком слабой серной кислоты, очень низкой температуры кислоты или молока при отмеривании или неполного смешивания их.
Темный жир получается в результате применения слишком крепкой кислоты, добавления кислоты в количестве, превышающем необходимое, высокой температуры кислоты и молока при отмеривании, быстрого добавления молока в серную кислоту, длительного перерыва между смешиванием и центрифугированием.
Черные пробки на границе жира с кислотой получаются при использовании грязной или слишком крепкой серной кислоты.
Чтобы получить правильные результаты, необходимо точно соблюдать требования, предусмотренные стандартом.
Неверные результаты получаются при недостаточном перемешивании молока во время отбора и подготовки пробы перед исследованием; определении жира в молоке со сбившимся жиром или в свернувшемся молоке; несоблюдении продолжительности центрифугирования и числа оборотов центрифуги в минуту (при снижении числа оборотов и уменьшении времени центрифугирования жир выделяется неполностью); отсчет жира при температуре выше 70°С или ниже 65°С; отмеривание молока пипеткой с отбитым концом.
Точность отмеривания молока в жиромер зависит от скорости вытекания его из пипетки, а скорость-вытекания — от диаметра сливного отверстия пипетки. Молоко из пипетки должно вытекать в течение 8—10 сек. Ошибка из-за скорости вытекания может достигать 0,3 мл, что к общему количеству молока, которое должно вытечь из пипетки (10,68 мл), составит 2,8%.
Добавление небольшого количества серной кислоты в жиромеры до центрифугирования, для заполнения их при большом объеме жиромера, не влияет на результат определения.
Весовой экстракционный метод (Розе—Готлиба). Этот метод— наиболее точный и предложен как контрольный и международный для определения жира в свежем, цельном и обезжиренном молоке как сыром, так и пастеризованном, но не в кислом.
При помощи концентрированного аммиака растворяют белковые вещества, переводя казеино-кальциевую соль в растворимую аммонийную, благодаря чему жир освобождается и может быть извлечен растворителями. В результате добавления этилового спирта облегчается переход жира из водной фазы в эфирную.
Смешанный растворитель (серный и петролей- ный эфиры), не смешивающийся с водой, способствует более полному отделению жира от других составных частей молока, остающихся в водной фазе.
Прибор для экстрагирования представляет собой трубку из прочного стекла с простой корковой или притертой стеклянной пробкой. Для слива эфирного раствора жира применяют корковую пробку с сифоном (рис. 46). Корковая пробка должна быть хорошего качества, плотной и тщательно обезжиренной смесью этилового и петролейного эфиров. Перед использованием пробку выдерживают в течение 15 мин в воде с температурой 60—65 °С. охлаждают и применяют, не высушивая.
Можно пользоваться прибором и другой конструкции — трубкой Ритера.
В прибор для экстрагирования с точностью до 1 мг отвешивают 10 г тщательно подготовленной пробы молока, прибавляют 2 мл 25%-ного, химически чистого аммиака (раствор 29) и, не закрывая пробкой, хорошо перемеошвают с молоком вращательными движениями в течение 30 сек. Прибавляют 10 мл 95%-ного этилового спирта, осторожно, но тщательно, не закрывая пробки, содержимое перемешивают, после чего охлаждают, поместив прибор в холодную воду.
Приливают 25 мл этилового эфира, свободного от перекисей (раствор 30), закрыв пробкой, сильно встряхивают, перевертывая несколько раз в течение одной минуты, открывают осторожно пробку и приливают 25 мл петролейного эфира (температура кипения 40—60°С), ополаскивая первыми порциями пробку и горло трубки. Закрыв прибор пробкой, встряхивают содержимое в течение 30 сек, несколько раз перевертывая.
Оставляют прибор в покое примерно в течение 1 —1,5 ч до полного разделения слоев или центрифугируют 5 мин при 500—600 об/мин. Эфирный раствор должен быть прозрачным и резко отделяться от водного. Вынимают пробку, ополаскивают пробку и горло смесью этилового и петролейного эфиров (1:1 по объему), сливая ее в трубку. Затем переводят эфирный раствор возможно полнее декантацией или сифоном, не затрагивая водного слоя, в высушенную и взвешенную коническую колбу емкостью 150—200 мл. Ополаскивают пробку и наружный кончик сифона над трубкой несколькими миллилитрами петролей- ного эфира. Повторяют экстрагирование второй и третий раз, применяя по 15 мл каждого эфира. Прозрачные эфирные растворы, полученные отстаиванием или центрифугированием, переводят в ту же коническую колбу, ополаскивая каждый раз пробку, сифон и горло прибора.
Отгоняют растворители через холодильник, поместив колбу в водяную баню с температурой воды 70 °С. К концу отгонки температуру бани повышают до температуры кипения. Удаление паров растворителей после дистилляции можно ускорить, продувая с помощью резиновой груши воздух через колбу с жиром.
Оставшийся в колбе жир высушивают при 102—105°С в сушильном шкафу в течение часа; охлаждают в эксикаторе, взвешивают. Затем высушивание и взвешивание продолжают через получасовые промежутки, доводя до слабого повышения веса. Для расчетов берут последний вес перед повышением его. Жир в колбочке должен быть совершенно прозрачным, не содержать нежировых частиц.
Если необходимо, проверяют вес чистого жира, удаляя его из колбы растворением в петролейном эфире, ополаскивая несколько раз после этого стенки и горло колбы; пустую колбу после высушивания взвешивают.
Делают контрольный опыт, применяя все реактивы, взятые в том же количестве, но вместо молока берут 10 мл воды, и в случае необходимости вносят поправку к найденному весу жира. Содержание жира х в процентах определяют по формуле:
Разница между парными определениями, проведенными одним аналитиком, не должна превышать 0,03% жира.
Отогнанные растворы эфиров можно использовать для повторных экстрагирований.