專利名稱：測量降解油中的全部極性化合物的方法和設(shè)備的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及對(duì)來自使用或貯藏過程的油經(jīng)分解得到的油中的極性化合物的存在進(jìn)行鑒別并確定其數(shù)量的方法和設(shè)備。
發(fā)明的背景當(dāng)在氧和水存在下加熱油(本文所用的稱為油、脂肪、短鏈物(shortenings)和它們的混合物)時(shí)，會(huì)發(fā)生熱解和氧化反應(yīng)，從而導(dǎo)致油的降解。大部分可食用的油是脂肪酸和甘油反應(yīng)制得的甘油三酯。一般認(rèn)為純凈狀態(tài)的油是非極性的。然而，某些油包含約0.5-2％的游離脂肪酸。這些脂肪酸的存在會(huì)使新油具有某種極性。然而，當(dāng)這些油在高溫下加熱(例如在深油炸的條件下或在某些合成油所碰到的高剪切和壓力條件下)時(shí)，所述油會(huì)發(fā)生氧化、聚合和/或水解。氧化會(huì)在甘油三酯的烴鏈上產(chǎn)生新的官能團(tuán)，而水解會(huì)產(chǎn)生游離的脂肪酸、單酸甘油酯和甘油二酯。這些過程都會(huì)提高油的極性。
文獻(xiàn)中有許多用來檢測油中降解產(chǎn)物的方法。大部分方法對(duì)特定的降解路徑或特定化學(xué)變化的檢測來說是專用的。例如，測量油中游離脂肪酸的方法可用來評(píng)價(jià)經(jīng)水解路徑降解的油的量。這種方法不能確定油中極性化合物的總量。評(píng)價(jià)油降解的其它方法包括，但不局限于確定羥基數(shù)、碘值、羰基值、不飽和度下降、發(fā)煙點(diǎn)和粘度變化。有多種用來檢測油在使用時(shí)發(fā)生的一種或多種變化的商業(yè)設(shè)備，這些方法中的每一種都有其自身的缺點(diǎn)。例如，F(xiàn)OODOIL-SENSOR(NorthernStates Instrument，Circle Pines，MN)用來監(jiān)控油炸油的介電常數(shù)的變化，但這種設(shè)備必須每天校準(zhǔn)到新油。由于不同的油具有不同的介電常數(shù)，所以必須提供每種類型油的個(gè)別信息，以確定特定油的介電常數(shù)變化是否表明該油應(yīng)被丟棄。這些類型的設(shè)備不會(huì)給出隨時(shí)間恒定的結(jié)果，因?yàn)樵摐y試對(duì)環(huán)境因素如空氣流動(dòng)是敏感的，或?qū)τ妥陨碇写嬖诘氖称奉w粒敏感。該設(shè)備在通風(fēng)處，如在靠近流通空氣的通風(fēng)體系的地方不能很好地運(yùn)行。許多厚油油炸鍋(deep-fat fryers)位于強(qiáng)空氣上升氣流下面或靠近之，這使得該測試不適合用在某些餐館中。LibraLabs(Metuchen，NJ)和Blumenthal的美國專利4,349,353披露了用來檢測在用過的油炸油中積累起來的堿性化合物的存在的試驗(yàn)。Hayatsu等的美國專利4,623,638披露了一種硅膠，它吸收和解吸溶液中的多環(huán)有機(jī)物質(zhì)，以檢測和從環(huán)境和食品中除去誘變物質(zhì)。
可以利用基于油的pH值的比色測試。例如，OXIFIT測試(E.Merck，Darmstadt，Germany)是一種比色測試工具，它包含與油中的全部量的氧化化合物反應(yīng)的氧化還原指示劑。3M Shortening Monitor(Minnesota Mining and Manufacturing，St.Paul，MN)是一種含堿作為指示劑的紙條，所述指示劑在堿與油中的脂肪酸發(fā)生反應(yīng)時(shí)會(huì)變色。FRITEST(E.Merck)是可以買得到的，它是一種對(duì)羰基化合物敏感的比色測試工具。Robern和Gray提出了一種點(diǎn)滴試驗(yàn)(Can.Inst.Food Sci.Technol.J.14150，1981)，它是一種基于油的pH值來監(jiān)控油中游離脂肪酸含量的比色測試。pH指示劑的鑒定色是藍(lán)色、綠色和黃色。也可以檢測油中的堿性污染物。其它比色測試包括在美國專利2,770,530；3,030,190；3,615,226和2,953,439中所述的那些測試。
比色測試是有問題的，因?yàn)轭伾甘緞?yīng)易于從測試的背景色中顯現(xiàn)出來。諸如黃色、淺紅色或淺綠色之類的顏色難以顯現(xiàn)，因?yàn)榻到獾挠鸵部赡苁怯猩摹?br> 一個(gè)確定用過的油炸油的烹飪品質(zhì)的因素是油中分解產(chǎn)物的量。油中極性化合物的量是重要的，因?yàn)槔绱嬖谠黾恿康臉O性化合物對(duì)測試和油的粘度會(huì)產(chǎn)生不利的影響。例如，極性化合物量的增加往往會(huì)制得不太粘性的油，這個(gè)特征會(huì)影響在如油炸設(shè)備上油對(duì)食品的滲透性。通常，油對(duì)食品滲透的減少對(duì)外觀、味道和健康因素來說是較好的。
許多歐洲國家對(duì)油炸油提出了專門的法規(guī)。某些歐洲國家對(duì)限制油中極性物質(zhì)的量作出了法規(guī)。例如，奧地利、比利時(shí)、法國、德國、匈牙利、意大利、西班牙和瑞士視各個(gè)國家的情況要求食品所用的油中極性化合物不大于21％-27％。德國政府確定，存在27％的極性化合物相當(dāng)于在石油醚中0.7％的氧化脂肪酸不溶物(Firestone，D.等“油炸脂肪和油的法規(guī)”，F(xiàn)ood Technology，1991年2月，90-93頁)，而高于此量的量是不可接受的。類似地，其它政府的機(jī)構(gòu)也將制定要求正規(guī)油替代品的規(guī)則和質(zhì)量保證準(zhǔn)則。
許多氧化敏感和水解敏感油的使用者采用常規(guī)定期更換的程序，以確保油保持有用的味道和稠度。對(duì)于餐館或快餐連鎖店，難以評(píng)價(jià)用過的烹飪油的質(zhì)量，因?yàn)樵诓宛^中有多種前提因素，而不僅僅是查看油的顏色、氣味和/或觀察油炸質(zhì)量。某些有大量油炸需求的餐館和那些具有較高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的餐館可能在較短的時(shí)間后就丟棄并更換它們的油，而不管其味道或稠度如何。常規(guī)的丟棄方法是昂貴的?？焖俸鸵子谑褂玫脑u(píng)定油的方法能為餐館節(jié)約按慣例和盲目更換其油所需的時(shí)間和金錢。
最初開發(fā)的薄層色譜法(TLC)作為分離脂類的方法。TLC包括使用涂覆在背襯或固體表面如玻璃等上的吸附劑(如硅膠)薄層。將待分析的樣品放在吸附劑上，將薄層的邊緣與朝薄層擴(kuò)散的溶劑接觸，根據(jù)其對(duì)溶劑和吸附劑的相對(duì)親和力分離樣品中的各化合物。通過將分離樣品與已知標(biāo)準(zhǔn)作比較來鑒定化合物。
該方法一般具有優(yōu)異的分辨能力并適用于測量試驗(yàn)樣品中的各種化學(xué)成分。當(dāng)使用TLC來確定油中極性化合物的量時(shí)，將試驗(yàn)樣品點(diǎn)滴到TLC板上，而后將該板與溶劑如石油醚、乙醚或冰醋酸接觸。溶劑朝著試驗(yàn)樣品芯吸吸附劑。根據(jù)溶劑和試驗(yàn)樣品對(duì)吸附劑層上反應(yīng)性基團(tuán)的相對(duì)親和力來分離試驗(yàn)樣品。極性較小的化合物沿TLC板移動(dòng)得比極性高的化合物快。這樣，TLC用于檢測試驗(yàn)樣品中的極性成分。TLC是一種比較復(fù)雜的方法，它通常由科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室調(diào)節(jié)下進(jìn)行。
美國油化學(xué)家學(xué)會(huì)(American Oil Chemists’Society)有評(píng)價(jià)新鮮精制烹飪油的質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)方法，包括評(píng)價(jià)油中極性化合物的量。這種方法由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織出版，它以ISO 84201990(E)題為“確定動(dòng)物和植物油脂和油中極性化合物的含量”的形式出版(本文下面稱其為“ISO 8420”)。其它確定油中極性化合物的量的方法包括高壓液相色譜法(HPLC)、液相色譜法(LC)、氣相色譜法(GC)等。ISO 8420和其它目前用來確定油中極性化合物的量的方法是復(fù)雜的并且對(duì)飲食領(lǐng)域的烹飪?nèi)藛T來說是不實(shí)用的。
目前商業(yè)上可利用的測試方法有諸多問題。目前可利用的測試油質(zhì)量的許多方法需要必須根據(jù)常規(guī)基準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)的昂貴設(shè)備。這些測試方法間接測量油中的極性化合物。例如，pH值變化是一種對(duì)油中極性化合物的量所進(jìn)行的間接測量。許多這些測試方法需要實(shí)驗(yàn)室熟練技術(shù)人員和多于2-3小時(shí)的時(shí)間。
因此，長期以來人們感到需要一種能快速可靠并且易于操作的測定油中極性化合物量的測試方法。還需要一種能便于這種方法操作的設(shè)備。
發(fā)明的概述本發(fā)明提供一種快速測定油樣品中極性化合物的方法。該方法不易于受環(huán)境因素如空氣流動(dòng)或在油中存在顆粒的影響。能快速并恒定地獲得測試結(jié)果。本發(fā)明還提供一種易于操作并且能在使用加熱油的任何環(huán)境下使用的設(shè)備。
本發(fā)明涉及一種測定油中存在極性化合物的方法，它包括下述步驟提供一個(gè)測試表面，它包含在背襯上的吸附劑和位于吸附劑上第一個(gè)位置處的極性指示劑；將一部分測試表面與包含極性化合物的油樣品接觸；和使油的前端移動(dòng)通過第一個(gè)位置，從而使極性指示劑流動(dòng)。本發(fā)明的方法另外也可以包括下述步驟取相對(duì)于吸附劑上固定點(diǎn)來說，極性指示劑在吸附劑上移動(dòng)的距離與油前端移動(dòng)的距離的比值，獲得一個(gè)油的Rf值；使用該Rf值來確定油中極性化合物的存在。固定點(diǎn)較好是測試表面的一部分。
在此方法中，吸附劑較好是選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素，背襯較好是選自玻璃、紙張、鋁和耐熱塑料。油較好是選自豬油、玉米油、花生油、低芥酸菜子油(canola oil)、橄欖油、棕櫚油、棕櫚核油、椰子油、紅棕櫚油和它們的混合物。在一個(gè)實(shí)例中，極性指示劑是一種極性有色染料，極性染料較好是ESTOFIL-BLUE S-RLS(Sandoz Chemicals Export，購自Clariant Corp.Charlotte，NC)，極性指示劑較好是一種對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大的染料。
本發(fā)明也涉及一種測定油中極性化合物的設(shè)備，它包含基底；至少一個(gè)鄰近基底的側(cè)面；至少一個(gè)樣品儲(chǔ)器；和至少一個(gè)適用于支撐至少一個(gè)測試表面的導(dǎo)熱支撐表面，其中在樣品儲(chǔ)器中裝有油時(shí)測試表面以流體方式與至少一個(gè)樣品儲(chǔ)器連接，支撐表面相對(duì)于含設(shè)備基底的平面成一角度，從而提供一個(gè)相對(duì)于樣品儲(chǔ)器來說是提升的支撐表面，其中樣品儲(chǔ)器適用于盛放油樣品和部分測試表面。該設(shè)備還可以包含一蓋子，該蓋子適宜安裝在設(shè)備上。在一個(gè)實(shí)例中，蓋子包含一透明部分，該蓋子也可以包含一把手。
該設(shè)備可適合測試單個(gè)的油樣品或多個(gè)油樣品。支撐表面相對(duì)于基底所成的角度較好約為10-80°，在一個(gè)實(shí)例中，支撐表面相對(duì)于基底所成的角度約為20-70°。在一個(gè)實(shí)例中，設(shè)備包含導(dǎo)熱材料，并且該設(shè)備可以包含導(dǎo)熱材料的固體塊。在一個(gè)實(shí)例中，設(shè)備包含測試表面，而測試表面包含在背襯上的吸附劑。吸附劑較好還包含極性指示劑。
該設(shè)備也可以包含溫度指示器，在一個(gè)實(shí)例中，該設(shè)備包含裝在設(shè)備中的熱源。
本發(fā)明也涉及一種測定油中極性化合物的系統(tǒng)，它包含導(dǎo)熱設(shè)備，該導(dǎo)熱設(shè)備包含基底、至少一個(gè)適于盛放含極性化合物的油樣品的樣品儲(chǔ)器和至少一個(gè)適于支撐至少一個(gè)測試表面的支撐表面；其中支撐表面相對(duì)于含設(shè)備基底的平面成一角度，并且在樣品儲(chǔ)器中裝有油時(shí)該樣品儲(chǔ)器以流體方式與測試表面連接；和至少一個(gè)測試表面，該測試表面含有位于背襯上的吸附劑，其中吸附劑包含極性指示劑。該系統(tǒng)也可以包含適用于罩住導(dǎo)熱設(shè)備的蓋子。在一個(gè)實(shí)例中，蓋子包含一透明部分，該蓋子也可以包含一把手。該系統(tǒng)設(shè)備可適宜包含多個(gè)樣品儲(chǔ)器。
在系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例中，設(shè)備含有相對(duì)于含設(shè)備基底的平面成約10-80°角度的支撐面。支撐表面相對(duì)于設(shè)備基底所成的角度較好約為20-70°。設(shè)備可以包含導(dǎo)熱材料，在一個(gè)實(shí)例中，該設(shè)備包含導(dǎo)熱材料的固體塊。該設(shè)備還可以包含溫度指示器，溫度指示器可以包含在蓋子中。在一個(gè)實(shí)例中，導(dǎo)熱設(shè)備由選自鋁、銅、不銹鋼、鐵、鋅和錫的材料制成。
測試表面所用的吸附劑較好是選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素，背襯較好是選自玻璃、紙張、鋁和耐熱塑料。油較好是選自豬油、玉米油、花生油、低芥酸菜子油、橄欖油、棕櫚油、棕櫚核油、椰子油、紅棕櫚油和它們的混合物。在一個(gè)實(shí)例中，該設(shè)備還包含裝在設(shè)備中的熱源。極性指示劑可以是一種極性有色染料，它較好是對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大的染料。在一個(gè)實(shí)例中，染料是ESTOFIL BLUE S-RLS。
本發(fā)明也涉及一種確定是否要丟棄含極性化合物的油的方法，它包括下述步驟將油樣品加到以流體方式與含極性指示劑的吸附劑連接的樣品儲(chǔ)器中，其中吸附劑位于背襯上；使油樣品移動(dòng)到吸附劑上，使極性指示劑流動(dòng)；其中極性指示劑移動(dòng)的距離與油前端移動(dòng)的距離之比和油中極性化合物的量成正比。在一個(gè)實(shí)例中，該方法還包括加熱背襯。該方法也可以包括用一蓋子罩住吸附劑的步驟。在此方法中，吸附劑較好是選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素，背襯較好是選自玻璃、紙張、鋁、玻璃纖維和耐熱塑料。在一個(gè)實(shí)例中，油選自豬油、玉米油、花生油、低芥酸菜子油、橄欖油、棕櫚油、棕櫚核油、椰子油、紅棕櫚油和它們的混合物。在一個(gè)實(shí)例中，極性指示劑是一種極性有色染料，該極性指示劑較好是一種對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大的染料。在一個(gè)實(shí)例中，極性染料是ESTOFIL BLUE S-RLS。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是涉及一種測定油中極性化合物的設(shè)備，它包含覆蓋背襯的吸附劑，其中樣品儲(chǔ)器位于背襯上，極性指示劑樣品位于吸附劑上；和適合安裝在樣品儲(chǔ)器和極性指示劑樣品上的蓋子。吸附劑較好是選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素。背襯較好是選自玻璃、紙張、鋁、玻璃纖維和耐熱塑料。極性指示劑是一種極性有色染料，該極性指示劑較好是一種對(duì)吸附劑的親和力比油中極性化合物對(duì)吸附劑的親和力小的染料，并且該極性指示劑對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大。
本發(fā)明還涉及一種測定油中極性化合物的設(shè)備，它包含基底；至少一個(gè)包含吸附劑的測試表面，該測試表面含有位于其上的極性指示劑和背襯，其中測試表面相對(duì)于含基底的平面成一角度；和至少一個(gè)靠近測試表面的樣品儲(chǔ)器，以便在樣品儲(chǔ)器中裝有油時(shí)與之建立流體連接。在一個(gè)實(shí)例中，該設(shè)備還包含一蓋子。測試表面相對(duì)于基底所成的角度較好約為10-80°。
附圖的簡要說明

圖1是用測試方法ISO 8420測得的極性化合物的百分?jǐn)?shù)與按本發(fā)明測得的Rf值之間的關(guān)系圖。Rf是指極性指示劑從吸附劑或背襯上的固定點(diǎn)所移動(dòng)的距離與油(即油的前端)從吸附劑或背襯上的同一個(gè)固定點(diǎn)所移動(dòng)的距離之比。
圖2是本發(fā)明第一種設(shè)備的透視圖。
圖3是用本發(fā)明第一種蓋子罩住的圖2設(shè)備的部分橫截面?zhèn)纫晥D。
圖4是用本發(fā)明第二種蓋子罩住的圖2設(shè)備的透視圖。
圖5是本發(fā)明第二種設(shè)備的透視圖。
圖6是用本發(fā)明的蓋子罩住的圖5設(shè)備的透視圖。
圖7是本發(fā)明第三種設(shè)備的透視圖。
圖8是圖7設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D。
較好實(shí)例的詳細(xì)描述本文所用的術(shù)語“油中的極性化合物”是指可以在ISO 84201990(E)(同上)規(guī)定的條件下用柱色譜法測定的油、脂肪、短鏈物和它們混合物的成分。極性化合物包括在用過的油脂中產(chǎn)生的極性物質(zhì)，如單酸甘油酯、甘油二酯、醇和游離的脂肪酸，以及在多種溫度下加熱和通常在油中油炸食品所產(chǎn)生的條件下制得的極性轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。
本文所用的術(shù)語“油”包括油、脂肪和短鏈物。在本發(fā)明的測試條件下油較好是液體?？梢栽诒景l(fā)明方法中測試其是否存在極性基團(tuán)的油包括天然存在的油以及制造和合成油。合成油包括甘油三酯或多官能醇和脂肪酸的酯。合成油也可以從多官能羧酸和脂肪醇制得。大部分天然油(植物和動(dòng)物來源)是來自多官能醇(如甘油)和脂肪酸的甘油三酯。
本發(fā)明的一個(gè)方面是涉及一種基于油使吸附劑上極性指示劑移動(dòng)的能力來測定油中極性化合物存在的方法?；谄湔澈蠘O性指示劑的能力和對(duì)于吸附劑上的粘合點(diǎn)來說用油中的極性化合物使極性指示劑移動(dòng)的能力來選擇吸附劑。在此實(shí)例中，將極性指示劑加到位于固體表面上的吸附劑上。將油加到吸附劑上，使其在吸附劑上移動(dòng)一段充分的時(shí)間，使油移動(dòng)通過極性指示劑加到吸附劑上的地方，并且這宜在油的前沿移動(dòng)通過整個(gè)吸附劑長度之前發(fā)生。極性指示劑較好是一種極性染料，它對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小，并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)最新鮮形式的油(即油的質(zhì)量是使用者想要買的那一種，在油經(jīng)極度加熱之前)的大。在樣品中測試的油的量至少足以飽和吸附劑。這就是說，在測試樣品中存在的油比飽和固體表面上的吸附劑所需的油的體積多。
在用油使極性指示劑流動(dòng)后可以對(duì)吸附劑采取兩個(gè)測量。一個(gè)測量是極性指示劑前端相對(duì)于背襯或吸附劑上固定點(diǎn)所移動(dòng)的距離，所述固定點(diǎn)如極性指示劑最初加到吸附劑或背襯上的地方或油加到吸附劑或背襯(如背襯基底)上的位置。另一個(gè)測量是油的前端相對(duì)于吸附劑或背襯上同一個(gè)固定點(diǎn)所移動(dòng)的距離。使用極性指示劑從吸附劑或背襯上的固定點(diǎn)所移動(dòng)的距離與油(即油的前端)從吸附劑或背襯上的同一個(gè)固定點(diǎn)所移動(dòng)的距離之比，可以得出一個(gè)數(shù)值，在此稱該數(shù)值為“Rf”。Rf讀數(shù)是一個(gè)數(shù)值，當(dāng)將其與參照Rf值相比較時(shí)，可以用來確定是否該丟棄特定的油樣品。本文所用的術(shù)語“參照Rf值”是指一個(gè)與油的降解狀態(tài)有關(guān)的預(yù)定值。這個(gè)值可以根據(jù)政府的法規(guī)進(jìn)行設(shè)定，或者該值可以設(shè)定為特定的餐館或餐館連鎖店所需的質(zhì)量保證值。
對(duì)于不同使用者的特定油應(yīng)用，和/或基于不同國家政府的強(qiáng)制法規(guī)，用來確定是否該丟棄特定油樣品的參照Rf值可以變化。對(duì)于某些歐洲國家，在涉及消費(fèi)者安全的特定法律或法規(guī)下，在動(dòng)物和植物油中極性化合物的百分?jǐn)?shù)大于25％是不允許的。該值與給定設(shè)備的Rf范圍有關(guān)，與所選的Rf值有關(guān)，并與本發(fā)明給定的吸附劑有關(guān)。對(duì)于其它國家，已知油中存在極性化合物會(huì)影響味道和/或顏色。因此，盡管制訂規(guī)章的機(jī)構(gòu)可以設(shè)定某些極限值，但某些餐館可以選擇使用可能比法律或法規(guī)所要求的明顯更低的Rf限值。相應(yīng)于油中全部極性化合物百分?jǐn)?shù)的參照Rf值可以由政府干預(yù)、使用者喜好或兩者進(jìn)行設(shè)定。
各種合成或天然存在的油可以使用本發(fā)明的方法加以測試。例如，烹飪所用的油可以使用這些方法進(jìn)行測試。這些油包括，但不局限于油炸食品所用油的專用和非專用混合物，以及豬油、玉米油、花生油、低芥酸菜子油、橄欖油、棕櫚油、棕櫚核油、椰子油、紅棕櫚油等。本發(fā)明所測試的未用過形式、一般是其最新鮮形式的油的Rf值較好約為0.2-0.9。這就是說，油應(yīng)包含足夠量的極性化合物，使極性指示劑從其施加到施加點(diǎn)的可測距離處流動(dòng)，從而確保本發(fā)明測試所選用的極性指示劑在油降解的過程中是流動(dòng)的。
當(dāng)油在室溫下是固體或者它太粘以至于無法在室溫下的一段合理長的時(shí)間(較好小于約1小時(shí)，更好小于約30分鐘，再好小于約25分鐘)內(nèi)移動(dòng)通過基材，可以對(duì)油進(jìn)行加熱。對(duì)油所進(jìn)行的加熱較好是不高于油炸所取的溫度。這一般不高于約180℃，通常約為160-170℃。
本發(fā)明所用的吸附劑一般是薄層色譜分離所用的種類?？山邮艿奈絼┌ㄝ^好是不會(huì)與待測試的油發(fā)生反應(yīng)的各種吸附劑。這就是說，油以均勻地使極性指示劑移動(dòng)并產(chǎn)生低于未用過油(通常是新鮮油和較高級(jí)的用過油)的Rf值的方式在吸附劑表面上移動(dòng)。所例舉的吸附劑包括，但不局限于二氧化硅、氧化鋁、纖維素和糖。吸附劑較好是放置、涂覆或覆蓋在固體表面或背襯上。在通篇本文所披露的內(nèi)容中，術(shù)語“固體表面”和“背襯”是可以互換使用的。在固體表面上的吸附劑較好是干的。固體表面較好是平的，較好的固體表面包括，但不局限于玻璃、紙張、鋁或其它合適的金屬、玻璃纖維或耐熱塑料。如果使用塑料固體表面或其它潛在的熱敏性表面，則塑料固體表面應(yīng)由能經(jīng)受測試方法溫度，不會(huì)發(fā)生變形或明顯軟化的材料制成。本發(fā)明固體表面上的吸附劑可以使用已有技術(shù)中已知的多種方法制得，或可以商品購得。固體表面或背襯上的其它合適的吸附劑包括反相二氧化硅等。背襯上的較好吸附劑是涂有二氧化硅的玻璃板(如那些商品購自Analtech Co.，Newark，DE)?？梢詫⒏采w或涂覆有這些和其它商購吸附劑的背襯(如玻璃板)切成各種大小和形狀如圓形或條形或以其商購形式來使用。例如，可以使用各種薄層色譜板。術(shù)語“測試條”或“測試表面”是可以互換使用的，在本文中它們是指涂有吸附劑的固體表面。測試條較好包括由于將極性指示劑樣品放在吸附劑上產(chǎn)生的極性指示劑點(diǎn)樣。
在本發(fā)明較好的實(shí)例中，極性指示劑是一種極性染料，例如含有羥基、羧酸基、酮基、醛基等的染料。極性指示劑較好是極性染料，該極性指示劑對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小，并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過、通常是最新鮮形式的油的大。本發(fā)明選用的極性指示劑在本發(fā)明實(shí)踐所用的溫度下是耐熱的。
有許多可在本發(fā)明中用來測試的染料，這些染料可以以其已知的形式和/或化學(xué)改性的形式來使用，如化學(xué)改性包括，但不局限于磺化、酰胺化、氧化和/或水解，以提高特定染料的極性。以其存在形式或化學(xué)改性形式使用的染料的例子包括以下述商標(biāo)或牌號(hào)購得的染料，所述染料包括，但不局限于DISPERSE BLUE染料如相應(yīng)于CI值(比色指數(shù))分別為61545，62065，61510，61104，11345，11344，11124的DISPERSE BLUE染料號(hào)23，28，34，60，79，79∶1和148；分散紅2，其它DISPERSE RED染料如CI值分別為60507，11130和60752的染料號(hào)3，19和92；DISPERSE VIOLET染料包括相應(yīng)于CI值分別為61105，61140，60712，62015和11218的DISPERSE VIOLET染料號(hào)4，6，17，26和33；REACTIVE BLUE 6(CI值為61549)；SOLVENT BLUE染料包括，但不局限于SOLVENT BLUE染料號(hào)14(CI值為61555)，35(CI值為61554)，59(CI值為61552)，45(ESTOFIL BLUE S-RLS，Sandoz Chemicals Export，購自Clariant Corp.，Charlotte，NC)，和104(ESTOFILBLUE S-RLS，Clariant Corp.，Charlotte，NC)；SOLVENT BLUE 97；SOLVENT GREEN3(CI值為61565)，SOLVENT YELLOW 43，和SOLVENT RED染料如相應(yīng)于CI值分別為45385，45386和45370.1的SOLVENT RED號(hào)44，45和72。本發(fā)明較好的極性指示劑是ESTOFIL BLUE S-RLS(C44H52N4O6S2，它也稱為Solvent Blue 45或3，3’-[(9，10-二氫-9，10-二氧代-1，4-蒽二基)二亞氨基(dilimino)]雙[N-環(huán)己基-2，4，6-三甲基-磺酰胺)，其CAS登記號(hào)為23552-74-1。
為了便于肉眼觀察判定，極性指示劑與測試油的顏色相比應(yīng)是有顏色的。一般較明顯的顏色是適宜的，如深紅色或紅色和較暗的藍(lán)色或綠色等。極性指示劑在至少高達(dá)測試的溫度下應(yīng)是熱穩(wěn)定的(即當(dāng)粘附到吸附劑上時(shí)仍是可見的并能被油中的極性化合物所移動(dòng))，例如在高達(dá)至少約180℃時(shí)是熱穩(wěn)定的。
在給定測試的應(yīng)用中只需要非常少的極性指示劑。例如，一般在吸附劑上約1微升(μl)的約0.2％ESTOFIL BLUE S-RLS點(diǎn)樣就足以用于約7cm2的測試條。本領(lǐng)域的那些技術(shù)熟練者將明白極性指示劑的量不應(yīng)如此之大，以至于在固體表面上產(chǎn)生厚層狀移動(dòng)的極性指示劑前端，從而導(dǎo)致對(duì)流動(dòng)極性指示劑前端和固定點(diǎn)如吸附劑表面基底或極性指示劑施加點(diǎn)之間距離的不精確測量。極性指示劑的量也不應(yīng)如此之少，以至于極性指示劑一旦從其施加點(diǎn)流動(dòng)時(shí)無法對(duì)其進(jìn)行檢測。
本領(lǐng)域的那些技術(shù)熟練者明白有多種其它化合物可用來代替有色極性染料。在油樣品中的極性化合物存在下可以從吸附劑表面流動(dòng)的其它極性指示劑包括，但不局限于例如使用紫外光可以看見的合適的熒光染料；通過使用銀或其它胺反應(yīng)性化合物產(chǎn)生可見反應(yīng)產(chǎn)物而可以看見的極性含胺化合物；或用茚三酮可以看見的極性蛋白質(zhì)材料。
對(duì)于特定的吸附劑表面和任選地對(duì)于特定的設(shè)備設(shè)計(jì)可以將在各種降解條件下油的Rf值作圖，并將其與使用ISO 8420確定的油中全部極性化合物的百分?jǐn)?shù)作比較。此圖的結(jié)果提供了一個(gè)與特定的極性化合物百分?jǐn)?shù)有關(guān)的Rf值的范圍，從而提供了一種根據(jù)諸如政府法規(guī)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)丟棄油的限值。圖1是使用實(shí)施例1提供的吸附劑表面的各種油的Rf值與按ISO 8420確定的油中極性化合物百分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系圖。該圖表明Rf值和油中極性化合物的量之間直接相關(guān)。
本發(fā)明也涉及測定油中極性化合物的量的設(shè)備。該設(shè)備較好地為測試表面提供一種導(dǎo)熱支撐。在圖2所示的較好設(shè)備10中，導(dǎo)熱支撐是一種較好從固體導(dǎo)熱材料制成的塊狀物，它為測試表面提供支撐并為整個(gè)測試表面導(dǎo)熱。圖2的設(shè)備10包括基底12、側(cè)面14、頂面15和端部20和22。至少一個(gè)支撐表面18從樣品儲(chǔ)器24沿設(shè)備10的頂面15延伸。在圖2的實(shí)例中，頂面15形成一個(gè)支撐表面18，支撐表面18相對(duì)于基底12宜成一角度，支撐表面18相對(duì)于含基底12的水平面所成的角度較好約為10-80°。支撐表面18相對(duì)于基底所成的角度更好約為20-70°，在特別好的實(shí)例中，該角度約為30°。支撐表面的角度有助于將油樣品保留在樣品儲(chǔ)器24中，便于油沿測試條27均勻地移動(dòng)，改進(jìn)設(shè)備的導(dǎo)熱性，并且當(dāng)油在吸附劑上移動(dòng)時(shí)便于觀察油和極性指示劑的前端。由于支撐表面18成一角度的特性，最靠近樣品儲(chǔ)器24的端部20的高度比端部22的短。樣品儲(chǔ)器24可以采用各種構(gòu)造中的任何一種，在圖2所示的實(shí)例中，樣品儲(chǔ)器24由一個(gè)或多個(gè)凸緣25構(gòu)成，它從端部20和至少一部分側(cè)面14延伸出來。在較好的實(shí)例中，支撐表面18包括凹陷的面部分26，它與支撐表面構(gòu)成的平面平行并且相對(duì)于該平面來說是凹陷的(參見圖3的橫截面)。
本發(fā)明也涉及一種包含本發(fā)明設(shè)備和測試表面的系統(tǒng)。在使用中，在此的測試表面是一種測試條27(圖2)，它含有頂部邊緣31和底部邊緣33并且包含固體表面或背襯29和涂覆在固體表面29上的吸附劑28，將此測試條放置在設(shè)備10的支撐表面18上。在較好的實(shí)例中，極性指示劑30的點(diǎn)樣放在靠近底部邊緣33的地方(較好地以小于測試條27的四分之一處為中心的地方)。較好地在吸附劑上施加少量的極性指示劑，并使其干燥。極性指示劑30也可以分散在吸附劑中。宜將極性指示劑30至少施加到測試條27的較低部位，在極性指示劑點(diǎn)滴到吸附劑上時(shí)，將極性指示劑放置在靠近樣品儲(chǔ)器24的測試條上。支撐表面18的寬度可以是任何一種尺寸，它至少如測試條27的寬度那么寬，并且較好地至少如吸附劑28的寬度那么寬。測試條27可以是任何長度，但較好地小于或等于頂面15的長度。測試條27可以比頂面15長，但這可能無法獲得當(dāng)支撐表面18和測試條27直接接觸時(shí)所提供的導(dǎo)熱優(yōu)勢。設(shè)備10宜在熱源如熱板、油炸淺鍋等上加熱一段時(shí)間。當(dāng)油在室溫下能在吸附劑上移動(dòng)時(shí)，加熱并非是必需的；然而，加熱可以降低油的粘度，使固體和粘性油能用來評(píng)價(jià)油中極性化合物的存在。視樣品儲(chǔ)器的大小，可以在樣品儲(chǔ)器24中加入較好約為0.5-10毫升，更好約為1毫升的油樣品。油的量應(yīng)足以飽和吸附劑28。油可以熱或冷的方式加到樣品儲(chǔ)器24中。較好但并不必需的是，可以在加入油之前將測試條27放置在設(shè)備上。若在油樣品中存在足夠的極性化合物的話，將設(shè)備保溫一段充分的時(shí)間，使油的前端在測試條上移動(dòng)通過極性指示劑，并使極性指示劑在吸附劑表面上流動(dòng)。如上所述，保溫可以在室溫下或在升高的溫度下進(jìn)行。
橫截面如圖3所示的設(shè)備10安裝在加熱表面32上。蓋子34放置在設(shè)備10上，以便當(dāng)油在吸附劑28上移動(dòng)時(shí)為其提供均勻的加熱。蓋子34可以采用任何三維形狀，較好的是當(dāng)設(shè)備10放置在加熱表面32上時(shí)在其上形成穹頂狀的罩住，如大孔篩、烘箱表面等。在如圖3所示的設(shè)備中，蓋子34基本上是一種具有側(cè)面36和頂面38的矩形罩住。在圖4中，蓋子39基本上是一種具有側(cè)面40和圓形頂面42的圓形。宜配備有把手44，以便于放置在加熱表面32上的蓋子的操作。在較好的實(shí)例中，本發(fā)明蓋子的側(cè)面由耐開裂的物質(zhì)如特氟隆、玻璃纖維、陶瓷等制成，而本發(fā)明蓋子的頂面或至少部分頂面由耐熱基本上透明的物質(zhì)如包括，但不局限于聚酯、丙烯酸類、聚碳酸酯等的耐熱塑料制成。
應(yīng)明白的是圖2所示的設(shè)備可以采用各種尺寸。如上所述，支撐表面18的寬度應(yīng)足夠?qū)挘灾沃辽僖桓絼┑臏y試條。應(yīng)明白的是設(shè)備可為各種大小，以容納各種大小和形狀的測試條。固體表面29上的吸附劑充分長，使極性指示劑30在油樣品存在下從施加極性指示劑的地方移動(dòng)，從而提供兩個(gè)易于測量的點(diǎn)極性指示劑相對(duì)于固定點(diǎn)(即吸附劑或背襯的較低處，或施加極性指示劑的地方)移動(dòng)的距離和油前端移動(dòng)的距離。
測試表面27包含固體表面或背襯29，吸附劑28的長度約為5-15厘米(cm)，該長度較好約為7-10cm。帶有吸附劑的背襯的寬度宜約為7-15毫米(mm)，該寬度較好約為10mm。設(shè)備10所包含的支撐表面18的長度較好至少如背襯上的吸附劑那么長。樣品儲(chǔ)器宜裝入至少0.5毫升的樣品。油在樣品儲(chǔ)器中的液面低于極性指示劑點(diǎn)樣30。在較好的設(shè)備10中，設(shè)備的基底12的長度較好約為72毫米，寬度約為60毫米，在端部20處的高度為15毫米，在端部22處的高度約為43毫米。在較好的設(shè)備中，面18相對(duì)于基底所成的角度較好約為30°，通常約為20-70°。在這些尺寸的設(shè)備中，當(dāng)油前端在固體表面上的吸附劑材料上相對(duì)于吸附劑材料的低端移動(dòng)約50毫米時(shí)，此時(shí)認(rèn)為測試完成了。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白，在不對(duì)測試造成不當(dāng)影響的情況下可以改變?cè)O(shè)備的各尺寸，并且在不對(duì)測試造成不當(dāng)影響的情況下也可以對(duì)不同大小的設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)(即確定油的極限Rf值)。
支撐表面18較好由能很好導(dǎo)熱的材料制成。這種材料的例子包括，但不局限于鋁、銅、不銹鋼、鐵、鋅、錫和其它導(dǎo)熱材料。導(dǎo)熱材料較好為鋁。在較好的實(shí)例中，設(shè)備10由導(dǎo)熱材料如鋁制成。
在使用帶有由二氧化硅制成的吸附劑的測試條的如圖2所示的設(shè)備中，某些歐洲國家所要求的在脂肪和油中全部極性化合物的百分?jǐn)?shù)限值為25％相應(yīng)于Rf值約為0.52-0.54。許多國家的餐館要求處理油中極性化合物總量為25％的油所宜丟棄的油的Rf值至少約為0.52到至少約0.54。
設(shè)備10和本發(fā)明的其它設(shè)備可以包含各種傳感器或標(biāo)志器。例如，在設(shè)備10的表面上可以安裝至少一個(gè)溫度傳感器，以監(jiān)控測試過程中的溫度。有各種適用于此設(shè)備的溫度傳感器，它包括，但不局限于粘合劑溫度傳感器設(shè)備和各種熱傳感器設(shè)備如那些購自Pacific Transducer Corporation(Los Angeles，CA)等。類似地，在設(shè)備的端部可以配備有套管，該套管適用于安裝溫度計(jì)或另一種熱感設(shè)備如電子設(shè)備等。本領(lǐng)域的技術(shù)熟練者將明白，溫度傳感器可以放置在本發(fā)明設(shè)備中的各種地方，或者可以放置在該設(shè)備的蓋子上。
在設(shè)備中可以包含標(biāo)志器，如設(shè)備中的標(biāo)志例如可以根據(jù)油前端的移動(dòng)來指明什么時(shí)候該測試是完成了。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)備在規(guī)定油中極性化合物限值的國家中銷售時(shí)，該設(shè)備可以包含這樣的標(biāo)記，該標(biāo)記能提供極性指示劑前端相對(duì)于油前端標(biāo)記流動(dòng)的范圍，以指明在油中含有極性化合物可接受量的油范圍。也可以在油儲(chǔ)器中包含油量標(biāo)記。標(biāo)記可以采用各種形式，它包括，但不局限于蝕刻標(biāo)記、粘合劑標(biāo)記、有色標(biāo)記等。
另外，本發(fā)明的設(shè)備也可以裝有熱源或熱元件，如支撐表面可被來自內(nèi)部的熱源加熱。
盡管圖2-4圖示了單套管的設(shè)備，但該設(shè)備的其它構(gòu)造也是可以采用的。在一個(gè)實(shí)例中，可以改進(jìn)設(shè)備10，使其包含相互連接的元件，使多個(gè)按照設(shè)備10的設(shè)備可以相互連接成一個(gè)同時(shí)或依次測試一個(gè)以上樣品的多套管設(shè)備。圖5圖示了本發(fā)明帶有多個(gè)樣品儲(chǔ)器的多套管設(shè)備47。在圖5中，設(shè)備基本上與圖2的設(shè)備類似。設(shè)備47包含基底(未圖示)、側(cè)面48、含有多個(gè)支撐表面52的頂面50、端部54和56、多個(gè)樣品儲(chǔ)器58和多個(gè)凹陷面60?？梢允褂猛咕?0或等同物來分開樣品儲(chǔ)器58，使油樣品不會(huì)橫向污染分開的測試條。在此實(shí)例中，可以同時(shí)或依次測試一個(gè)或多個(gè)油樣品。圖5的設(shè)備包括沿各支撐表面52放置的3個(gè)測試條27。任選地可以包含溫度傳感器。
如圖6所示，在使用中，設(shè)備47放置在加熱表面66上，至少一個(gè)測試條27放置到位。將一種或多種油樣品分開放置在樣品儲(chǔ)器58中。蓋子68適于安裝在設(shè)備47上。蓋子68帶有側(cè)面70、頂面72和把手74。較好的是，蓋子68的至少一部分如頂面72是透明的。
所制得的本發(fā)明的設(shè)備可為各種構(gòu)造。例如，如圖7所示，在本發(fā)明設(shè)備的另一個(gè)實(shí)例中，設(shè)備76包含測試表面78和蓋子80。在此實(shí)例中，蓋子80可以直接放置在測試表面78上。按本發(fā)明，測試表面78包含在固體表面84上的吸附劑82，同樣按本發(fā)明，宜將極性指示劑樣品點(diǎn)滴到至少距樣品儲(chǔ)器88至蓋子80和測試表面78之間的接觸點(diǎn)的約四分之一范圍內(nèi)，其方式以位于吸附劑82上的極性指示劑的多個(gè)點(diǎn)樣83或環(huán)狀物為佳。測試表面78水平地位于加熱表面86上。
所配置的樣品儲(chǔ)器88以流體方式與測試表面78連接。樣品儲(chǔ)器88可以包括一部分固體表面84，而不包括在其上的吸附劑層。在另一個(gè)實(shí)例中，樣品儲(chǔ)器88可以包括固體表面84的凹坑。對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說儲(chǔ)器88的其它構(gòu)造將是顯而易見的。蓋子80較好是一種穹頂狀的設(shè)備，盡管在不偏離本發(fā)明范圍內(nèi)的情況下本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會(huì)明白蓋子80可以采用各種形狀。在圖7的實(shí)例中，蓋子80的橫截面基本上是圓形的，它包括側(cè)面90和頂面92。蓋子80任選地也包括將待測試的油樣品加到樣品儲(chǔ)器88中的測試樣品供給系統(tǒng)。在圖7的實(shí)例中，測試樣品供給系統(tǒng)包括用于盛放至少一種油樣品的容器和緩慢地將油送入樣品儲(chǔ)器88的裝置，如滴管儀94。當(dāng)樣品儲(chǔ)器88包括固體表面84的凹坑時(shí)，在蓋子80中可以不需要滴管儀94或其它樣品供給系統(tǒng)，因?yàn)橛蜆悠房梢灾苯臃湃霕悠穬?chǔ)器88中。
設(shè)備76的橫截面如圖8所示。包含在固體表面84上的吸附劑82的測試表面78位于加熱表面86如淺鍋、熱板上或烘箱內(nèi)。蓋子80是有中心的，使得滴管儀94的中心位于樣品儲(chǔ)器88上方。圖7和8實(shí)例中的滴管儀包括支撐96，它用于可移動(dòng)地將滴管98固定在樣品儲(chǔ)器88上方就位。在圖7和8中，樣品供給系統(tǒng)也包括緩慢地將油樣品加到樣品儲(chǔ)器88中的裝置。在圖7的實(shí)例中，這種裝置是球100。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將明白，有各種用于將油樣品緩慢地通過蓋子80加到樣品儲(chǔ)器88中的樣品供給系統(tǒng)和裝置。例如，用諸如蠕動(dòng)泵等的泵經(jīng)由蓋子連接到油樣品儲(chǔ)器上的毛細(xì)管可用于緩慢地將油加到樣品中。這些將油加到樣品儲(chǔ)器88中的方法是本領(lǐng)域已知的技術(shù)，它們應(yīng)不會(huì)損害本發(fā)明的精神。象先前所述的實(shí)例一樣，測試表面78是耐熱的(即是不可變形的)，較好能耐高達(dá)約170℃的溫度。在圖7和8的實(shí)例中，油以越來越寬的圓周移動(dòng)遠(yuǎn)離樣品儲(chǔ)器88。計(jì)算Rf值，它是極性指示劑從固定點(diǎn)移動(dòng)的距離與油前端從同一個(gè)固定點(diǎn)移動(dòng)的距離之比。固定點(diǎn)較好是施加極性指示劑樣品的地方或樣品儲(chǔ)器88的邊緣。若需要的話，可以根據(jù)多個(gè)極性指示劑點(diǎn)樣或根據(jù)多次測量極性指示劑圓周環(huán)的方法采用各種測量方法，用它們獲得平均Rf值。
在本文不例舉的另一種用來測試油中存在極性化合物的設(shè)備的構(gòu)造中，該設(shè)備包括測試表面或測試條，該測試表面或測試條包含在固體表面上的吸附劑，極性指示劑位于靠近它的地方，但距吸附劑材料底部邊緣有一段距離。測試表面放置在容器中基本上垂直的地方。該容器較好地包括基底、側(cè)面和蓋子。容器宜足夠大以完全容納固體表面。然而，應(yīng)明白的是，固體表面可以從容器延伸，就象如圖2-6所示的實(shí)例中測試條可以從支撐表面延伸出去的一樣。測試表面較好地位于容器中沿容器的底面放置，并由容器內(nèi)側(cè)的至少兩個(gè)點(diǎn)支撐。這就是說，容器可為各種形狀，包括圓柱形、矩形等。同樣較好的是，固體表面相對(duì)于容器基底所成的角度宜大于45°。將油測試樣品放在容器的底部，其量足以與吸附劑表面接觸并飽和之，但其初始液面低于極性指示劑點(diǎn)樣的高度。宜將容器密封并放置在加熱的環(huán)境，如烘箱、熱板、淺鍋或其它熱源中一段足夠的時(shí)間，使油前端移動(dòng)從而使極性指示劑流動(dòng)，并使油前端遠(yuǎn)離極性指示劑前端移動(dòng)一段可測的距離。事實(shí)上，本發(fā)明的油樣品是極性指示劑的溶劑。再次如上所述計(jì)算Rf值。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是涉及一種工具，它可以提供給需要評(píng)價(jià)含極性化合物的油的質(zhì)量的個(gè)人、公司、服務(wù)行業(yè)等。該工具較好地包含本發(fā)明的設(shè)備、至少一種含有預(yù)先涂覆在固體表面上的吸附劑的測試條或測試表面和預(yù)先點(diǎn)滴在各測試條或測試表面的吸附劑上的極性指示劑。該工具任選地可以包括本發(fā)明的蓋子，用作參照的純油樣品，加到測試條或測試表面上的極性指示劑樣品，便于除去油樣品并將其施加到本發(fā)明設(shè)備的油儲(chǔ)器中的取樣設(shè)備，和設(shè)備以及用特定的設(shè)備測得的Rf值范圍與油樣品中極性化合物百分?jǐn)?shù)范圍之間關(guān)系的書面指南和說明書。若需要的話，也可以裝有帶有能被加熱表面的熱源；然而，在較好的操作方式中，本發(fā)明的設(shè)備適于安裝到大部分餐館的廚房中，并可在淺鍋和/或烘箱中使用，或者將熱源直接裝到該設(shè)備中。
本發(fā)明的設(shè)備能反復(fù)使用并且易于清洗。例如，可以使該設(shè)備冷卻并擦洗干凈。有利的是，該測試能在不需要過濾或油樣品其它制備步驟的情況下進(jìn)行。
本文所引用的所有參考文獻(xiàn)和出版物都結(jié)合參考清楚地披露于本文中。
實(shí)施例1確定油中極性化合物存在的測試和該測試與ISO 8420之間的關(guān)系使用本發(fā)明的方法測試各樣品，將結(jié)果與使用ISO 8420測定的結(jié)果相比較。
油樣品如表1所示，從當(dāng)?shù)氐目觳宛^獲得新鮮油樣品(即未用過的油)，確定為用過的但對(duì)油炸來說仍然是可接受的油，和確定為用過的并對(duì)油炸來說不再是可接受的油(業(yè)已或準(zhǔn)備丟棄的油)。下面將未用過的油稱為“新鮮的”，用過的但仍然是可接受的油稱為“用過的”，將不再可接受的油稱為“丟棄的”。
在研究中使用從美國快餐連鎖店(測試點(diǎn)A-D)和美國以外的地方(OUS)收集的油炸油樣品。將這些油用于油炸魚、小雞、炸土豆條、餡餅、洋蔥環(huán)和其它類型的食品。從新鮮油和用過各種時(shí)間的油收集樣品，從而給出具有各種降解程度的油。
制備板將購自Whatman Company(Clifton，NJ)的背襯玻璃的硅膠薄層色譜板作為Diamond Series K6F板(涂層厚度為250微米，孔徑大小為60埃，粒度為10-12微米)，將該板切成寬10毫米長67毫米的小條。
將200毫克得自Clariant Corp(Charlotte，NC)的ESTOFIL S-RLS染料粉末溶于100克甲苯中，制得0.2％的染料溶液。將1微升染料溶液點(diǎn)滴到硅膠條上，使點(diǎn)樣處在條寬度的中央并距一端(將其稱為條的底邊，即條與樣品儲(chǔ)器接觸的部分)約5毫米。使點(diǎn)樣在環(huán)境條件下干燥。
按圖2-4的描述來制造設(shè)備。由鋁制得設(shè)備，該設(shè)備的高為43毫米，長為72毫米和寬為60毫米，支撐表面相對(duì)于設(shè)備基底所成的角度約為30°。
將鋁塊放置在設(shè)置在約170℃的實(shí)驗(yàn)室熱板上約30分鐘，對(duì)其進(jìn)行預(yù)熱。將極性指示劑點(diǎn)樣的條放在鋁塊上，條的底邊靠近塊的油儲(chǔ)器，而極性指示劑點(diǎn)樣離開儲(chǔ)器。2分鐘后，較好以滴加的方式在儲(chǔ)器中加入1毫升測試油，確保油不直接碰到極性指示劑。加入油后，將塊罩住。一旦油前端到達(dá)距測試條底邊約50毫米(一般約25-35分鐘)的地方，取下測試條。測量極性指示劑從測試條底邊移動(dòng)的距離，也測量油前端從測試條底邊移動(dòng)的距離。將此極性指示劑移動(dòng)的距離/油前端移動(dòng)的距離之比稱為Rf，它用來表示油中極性化合物的量。
在特定的實(shí)施例，如實(shí)施例5中，將得自當(dāng)?shù)乜觳宛^(點(diǎn)B)的油滴加到儲(chǔ)器中，直到油的液面正好低于條上的極性指示劑點(diǎn)樣。使用約1毫升的油。油的液面不會(huì)碰到或覆蓋極性指示劑點(diǎn)樣。這就防止極性指示劑溶解在油中。將透明的耐熱蓋子放置在塊上，使油在測試條上向上移動(dòng)，直到油的前端到達(dá)塊上用來標(biāo)明從條底邊移動(dòng)的距離約為50毫米的標(biāo)記處(保溫時(shí)間通常約為25-35分鐘)。然后從塊上取下測試條。用直尺量出極性指示劑前端從底邊移動(dòng)的距離約為22毫米。測定油前端從底邊移動(dòng)的距離約為50毫米。將極性指示劑前端移動(dòng)的距離除以油前端移動(dòng)的距離計(jì)算得到Rf值或前端之比。在此實(shí)施例中，所計(jì)算得到的Rf為0.44。Rf=d1d2]]>其中d1是極性指示劑前端相對(duì)于固定點(diǎn)d0移動(dòng)的距離，d2是油前端相對(duì)于同一個(gè)固定點(diǎn)d0移動(dòng)的距離。固定點(diǎn)d0較好是測試條的底邊或施加極性指示劑的地方。
ISO 8420，測定極性化合物百分?jǐn)?shù)的方法為了測定油中極性化合物的百分?jǐn)?shù)總量，使用ISO 84201990(E)的方法，即“測定動(dòng)物和植物脂肪和油中極性化合物含量的方法”。這種方法使用柱色譜法，它是一種從降解或用過的油炸油中分離極性化合物從而測定油中極性化合物量的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法。
簡言之，在這種方法中，將含棉毛卷的玻璃棒放在柱的下部。用棒向下壓棉毛，除去空氣。將約30毫升洗脫溶劑(它是87體積的色譜級(jí)的石油醚(沸點(diǎn)在40-60℃的范圍內(nèi))和13體積的穩(wěn)定乙醚的混合物)加到柱中。
使用約80毫升洗脫溶劑在100毫升燒杯中制備硅膠漿料。用漏斗將該漿料倒入柱中。用洗脫溶劑沖洗燒杯，使硅膠完全轉(zhuǎn)移到柱中。打開色譜設(shè)備的旋塞，使洗脫溶劑流掉，直到洗脫溶劑的液面高于硅膠約100毫米。輕敲柱，將硅膠弄平，將砂層放置在硅膠的上部。使洗脫溶劑的上層清液流掉，達(dá)砂層的10毫米范圍內(nèi)。
稱重測試樣品的誤差為1毫克，將2.5克+/-0.1克的測試樣品加到50毫升量瓶中。在略微加熱下，使測試部分溶解在約20毫升的洗脫溶劑中。將洗脫溶劑冷至室溫，用洗脫溶劑將其稀釋到50毫升。
干燥250毫升燒瓶，稱重該燒瓶，將其放在柱的下面收集樣品。將20毫升測試溶液轉(zhuǎn)移到制得的柱中。打開旋塞，使溶劑向下流到砂層的頂面的高度。將洗脫液(含非極性化合物)收集在250毫升燒瓶中。經(jīng)滴液漏斗加入150毫升洗脫溶劑，洗脫掉非極性化合物。調(diào)節(jié)流速，使得在約60-70分鐘內(nèi)有150毫升的體積流過柱。洗脫完成后，用洗脫溶劑洗滌粘附在柱出口處的物質(zhì)。一般借助旋轉(zhuǎn)式蒸發(fā)器和溫度控制在不高于60℃的水浴，在真空下除去燒瓶中的溶劑。在系統(tǒng)中通入氮?dú)猓酝瓿烧舭l(fā)過程。稱重?zé)?，誤差1毫克。極性化合物含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)用下述給出的公式確定m1-(5/2)m2-m3m1×100]]>其中m1是測試部分的質(zhì)量(克)，m2是非極性部分的質(zhì)量(克)，和m3是洗脫空白的質(zhì)量(克)。
結(jié)果分析表明用本發(fā)明方法獲得的Rf值與經(jīng)柱色譜法確定的極性化合物％良好相關(guān)(參見圖1)。Rf值越高，在油炸油中產(chǎn)生的極性化合物％就越高。結(jié)果表明，人們只要預(yù)先確定Rf值，就可以知道油中極性化合物的百分?jǐn)?shù)，類似地，知道油中極性化合物的％，就可以確定樣品的Rf值。
表1Rf值與用ISO 8420確定的極性化合物％的比較
圖1是將表1的Rf數(shù)據(jù)對(duì)用ISO 8420，即“測定動(dòng)物和植物脂肪和油中極性化合物含量的方法”確定的極性化合物％作圖所得的圖。
關(guān)系圖(圖1)表明了這種研究的結(jié)果。在極性化合物的量為25％時(shí)，相應(yīng)的Rf值為0.53。因此，在塊上，極性指示劑相對(duì)于50毫米(固定)油前端移動(dòng)的距離是26.5毫米。按本發(fā)明，各種在本實(shí)施例設(shè)備上使極性指示劑移動(dòng)超過26.5毫米標(biāo)記處的油應(yīng)被丟棄。在使用截止值為25％的極性化合物的情況下，極性指示劑的高度小于26.5毫米時(shí)，這種油仍是可用的。
本領(lǐng)域的技術(shù)熟練者將明白，盡管本發(fā)明業(yè)已結(jié)合上述特定的實(shí)例和實(shí)施例作了描述，但沒有必要如此限制本發(fā)明，并且在不偏離本申請(qǐng)發(fā)明范圍的情況下可以從這些實(shí)例、實(shí)施例和應(yīng)用中獲得各種其它實(shí)例、實(shí)施例、應(yīng)用、改進(jìn)和引申的內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種測定油中存在極性化合物的方法，它包括下述步驟提供一個(gè)測試表面，它包含在背襯上的吸附劑和位于吸附劑上第一個(gè)位置處的極性指示劑；將一部分測試表面與包含極性化合物的油樣品接觸；和使油的前端移動(dòng)通過第一個(gè)位置，從而使極性指示劑流動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1的方法，它還包括下述步驟取相對(duì)于吸附劑上固定點(diǎn)來說，極性指示劑在吸附劑上移動(dòng)的距離與油前端移動(dòng)的距離的比值，獲得一個(gè)油的Rf值；和使用該Rf值來確定油中極性化合物的存在。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中固定點(diǎn)是測試表面的一部分。
4.如權(quán)利要求1的方法，其中吸附劑選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素。
5.如權(quán)利要求1的方法，其中背襯選自玻璃、紙張、鋁和耐熱塑料。
6.如權(quán)利要求1的方法，其中油選自豬油、玉米油、花生油、低芥酸菜子油、橄欖油、棕櫚油、棕櫚核油、椰子油、紅棕櫚油和它們的混合物。
7.如權(quán)利要求1的方法，其中極性指示劑是一種極性有色染料。
8.如權(quán)利要求7的方法，其中極性染料是ESTOFIL-BLUE S-RLS。
9.如權(quán)利要求1的方法，其中極性指示劑是一種對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大的染料。
10.一種測定油中極性化合物的設(shè)備，它包含基底；至少一個(gè)鄰近基底的側(cè)面；至少一個(gè)樣品儲(chǔ)器；和至少一個(gè)適用于支撐至少一個(gè)測試表面的導(dǎo)熱支撐表面，其中在樣品儲(chǔ)器中裝有油時(shí)測試表面以流體方式與至少一個(gè)樣品儲(chǔ)器連接，支撐表面相對(duì)于含設(shè)備基底的平面成一角度，從而提供一個(gè)相對(duì)于樣品儲(chǔ)器來說是提升的支撐表面，其中樣品儲(chǔ)器適用于盛放油樣品和部分測試表面。
11.如權(quán)利要求10的設(shè)備，它還包含一蓋子。
12.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中蓋子適于安裝在設(shè)備上。
13.如權(quán)利要求12的設(shè)備，其中蓋子包含透明的部分。
14.如權(quán)利要求12的設(shè)備，其中蓋子包含把手。
15.如權(quán)利要求11的設(shè)備，它適于測試多個(gè)油樣品。
16.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中支撐表面相對(duì)于基底所成的角度約為10-80°。
17.如權(quán)利要求16的設(shè)備，其中支撐表面相對(duì)于基底所成的角度約為20-70°。
18.如權(quán)利要求11的設(shè)備，其中該設(shè)備包含導(dǎo)熱材料。
19.如權(quán)利要求18的設(shè)備，其中該設(shè)備包含導(dǎo)熱材料的固體塊。
20.如權(quán)利要求11的設(shè)備，它還包含測試表面，該測試表面包含在背襯上的吸附劑。
21.如權(quán)利要求20的設(shè)備，其中吸附劑還包含極性指示劑。
22.如權(quán)利要求11的設(shè)備，它還包含溫度指示器。
23.如權(quán)利要求11的設(shè)備，它還包含裝在設(shè)備中的熱源。
24.一種測定油中極性化合物的系統(tǒng)，它包含導(dǎo)熱設(shè)備，該導(dǎo)熱設(shè)備包含基底、至少一個(gè)適于盛放含極性化合物的油樣品的樣品儲(chǔ)器和至少一個(gè)適于支撐至少一個(gè)測試表面的支撐表面；其中支撐表面相對(duì)于含設(shè)備基底的平面成一角度，并且在樣品儲(chǔ)器中裝有油時(shí)該樣品儲(chǔ)器以流體方式與測試表面連接；和至少一個(gè)測試表面，該測試表面含有位于背襯上的吸附劑，其中吸附劑包含極性指示劑。
25.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，它還包含適于罩住導(dǎo)熱設(shè)備的蓋子。
26.如權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中蓋子包含透明的部分。
27.如權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其中蓋子包含把手。
28.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中設(shè)備包含多個(gè)樣品儲(chǔ)器。
29.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中支撐表面相對(duì)于設(shè)備基底所成的角度約為10-80°。
30.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中支撐表面相對(duì)于設(shè)備基底所成的角度約為20-70°。
31.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中設(shè)備包含導(dǎo)熱材料。
32.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中設(shè)備包含導(dǎo)熱材料的固體塊。
33.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中設(shè)備還包含溫度指示器。
34.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中導(dǎo)熱設(shè)備由選自鋁、銅、不銹鋼、鐵、鋅和錫的材料制成。
35.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中吸附劑選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素。
36.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中背襯選自玻璃、紙張、鋁和耐熱塑料。
37.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中油選自豬油、玉米油、花生油、低芥酸菜子油、橄欖油、棕櫚油、棕櫚核油、椰子油、紅棕櫚油和它們的混合物。
38.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中設(shè)備還包含裝在設(shè)備中的熱源。
39.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中極性指示劑是一種極性有色染料。
40.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中極性指示劑是一種對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大的染料。
41.如權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中染料是ESTOFIL-BLUE S-RLS。
42.一種確定是否要丟棄含極性化合物的油的方法，它包括下述步驟將油樣品加到以流體方式與含極性指示劑的吸附劑連接的樣品儲(chǔ)器中，其中吸附劑位于背襯上；使油樣品移動(dòng)到吸附劑上，使極性指示劑流動(dòng)；其中極性指示劑移動(dòng)的距離與油前端移動(dòng)的距離之比和油中極性化合物的量成正比。
43.如權(quán)利要求42的方法，其中該方法還包括加熱背襯。
44.如權(quán)利要求43的方法，它還包括用蓋子罩住吸附劑的步驟。
45.如權(quán)利要求42的方法，其中吸附劑選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素。
46.如權(quán)利要求42的方法，其中背襯選自玻璃、紙張、鋁、玻璃纖維和耐熱塑料。
47.如權(quán)利要求42的方法，其中油選自豬油、玉米油、花生油、低芥酸菜子油、橄欖油、棕櫚油、棕櫚核油、椰子油、紅棕櫚油和它們的混合物。
48.如權(quán)利要求42的方法，其中極性指示劑是一種極性有色染料。
49.如權(quán)利要求42的方法，其中極性指示劑是一種對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)油中極性化合物的小并且對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大的染料。
50.如權(quán)利要求49的方法，其中極性染料是ESTOFIL-BLUE S-RLS。
51.一種測定油中極性化合物的設(shè)備，它包含覆蓋背襯的吸附劑，其中樣品儲(chǔ)器位于背襯上，極性指示劑樣品位于吸附劑上；和適合安裝在樣品儲(chǔ)器和極性指示劑樣品上的蓋子。
52.如權(quán)利要求51的方法，其中吸附劑選自二氧化硅、氧化鋁和纖維素。
53.如權(quán)利要求51的方法，其中背襯選自玻璃、紙張、鋁、玻璃纖維和耐熱塑料。
54.如權(quán)利要求51的方法，其中極性指示劑是一種極性有色染料。
55.如權(quán)利要求51的方法，其中極性指示劑是一種對(duì)吸附劑的親和力比油中極性化合物對(duì)吸附劑的親和力小的染料，并且該極性指示劑對(duì)吸附劑的親和力比對(duì)未用過的油的大。
56.一種測定油中極性化合物的設(shè)備，它包含基底；至少一個(gè)包含吸附劑的測試表面，該測試表面含有位于吸附劑上的極性指示劑和背襯，其中測試表面相對(duì)于含基底的平面成一角度；和至少一個(gè)靠近測試表面的樣品儲(chǔ)器，以便在樣品儲(chǔ)器中裝有油時(shí)與之建立流體連接。
57.如權(quán)利要求56的設(shè)備，它還包含一蓋子。
58.如權(quán)利要求56的設(shè)備，其中測試表面相對(duì)于基底所成的角度約為10-80°。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于油中極性化合物的存在來確定是否要丟棄油樣品的方法,和為此所使用的設(shè)備。在一個(gè)較好的實(shí)例中,用極性指示劑點(diǎn)滴粘在背襯上的包含吸附劑的測試條。將油樣品放置在支撐測試條的導(dǎo)熱設(shè)備上,使油在吸附劑材料上移動(dòng),從而使極性指示劑移動(dòng)的量與油中極性化合物的量相關(guān)。這種移動(dòng)與樣品中極性化合物的量相關(guān)。
文檔編號(hào)G01N33/02GK1260045SQ97182322
公開日2000年7月12日 申請(qǐng)日期1997年7月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月28日
發(fā)明者F·C·奧伍梅雷, R·A·普蘭尼斯, J·G·特魯翁 申請(qǐng)人:美國3M公司