У статті описані методи визначення ксенобіотиків рослинного походження в цукристих продуктах, найбільш широко застосовуються в аналітичній практиці, і оцінені їх можливості з позицій чутливості, точності, відтворюваності і простоти виконання аналізу.

Анотація наукової статті з хімічних технологій, автор наукової роботи - Роева М.М., Мойсеяк М.Б., Янковський С.А., Зайцев Д.А.


The paper describes most widely applicable in analytical practices methods defining xenobiotics of phytogenic origin in sugar-containing products. Analysis of sensibility, accuracy, reproducibility and simplicity of the methods is done.


Область наук:
  • хімічні технології
  • Рік видавництва діє до: 2016
    Журнал
    цукор
    Наукова стаття на тему 'АНАЛІТИЧНІ МОЖЛИВОСТІ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ КСЕНОБІОТИКІВ рослинного походження В цукристих ПРОДУКТАХ'

    Текст наукової роботи на тему «АНАЛІТИЧНІ МОЖЛИВОСТІ МЕТОДІВ ВИЗНАЧЕННЯ КСЕНОБІОТИКІВ рослинного походження В цукристих ПРОДУКТАХ»

    ?ЦУКРОВЕ ВИРОБНИЦТВО

    Ccuo? Paccaxap - /.U років на о лага країни-! -

    УДК 543.06

    Аналітичні можливості методів визначення ксенобіотиків рослинного походження в цукристих продуктах

    М.М. Роїв, д-рхім.наук, проф. (E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.); М.Б. МОЙСЕЯК, канд. техн. наук, доц .; С.А. ЯНКОВСЬКИЙ, канд. хім. наук, доц .; Д.А. ЗАЙЦЕВ, ст. преп. Московський державний університет харчових виробництв

    До кола контамінантів - забруднювачів, що застосовуються в рослинництві, входять нітрати, нітрити і нитрозосоединения.

    Нітрати самі по собі не мають виражену токсичність. Відповідно до рекомендацій ВООЗ доросла людина може отримувати з продуктами харчування 300-350 мг нітратів щодня і відносно легко переносить дозу 150-200 мг нітратів на добу. Гранично допустимою дозою вважається 500 мг (тобто в перерахунку на нітрат-іон становить 5 мг / кг маси тіла) [1].

    Але у великих кількостях нітрати мають шкідливий вплив на живий організм. Наприклад, разовий прийом 1-4 г нітратів викликає у людей гострі отруєння, а доза 8-14 г може виявитися смертельною. Токсична концентрація нітратів для дорослої людини 600 мг / сут, а для грудних дітей 10 мг / сут [2].

    Потенційна токсичність нітратів, що містяться в підвищеній концентрації в харчовій сировині та продуктах харчування, полягає в тому, що вони в певних умовах можуть окислюватися до нітритів, які обумовлюють отруйна вплив на організм.

    Нітрити є проміжні продукти відновлення окисних форм азоту в аміак і є токсичними сполуками. Згідно з даними ФАО і ВООЗ ДСД нітритів становить 0,2 мг / кг маси тіла, за винятком грудних дітей. Гостра інтоксикація відзначається при одноразової дозі в 200-300 мг, летальний результат - при 300-2500 мг [1].

    Поряд з нітритами яскраво вираженою токсичністю володіють нитрозосоединения, які утворюються з нітратів і нітритів у присутності різних амінів. Ці сполуки мають високою реакційною здатністю, відрізняються високою летючість, стабільні і здатні перебувати тривалий час в певному середовищі без істотних змін. Найбільш поширені ^ нітрозодіметіламін, ^ нітрозодіпропіламін, ^ нітрозопінерідін, ^ нітрозопірролідін [3].

    № 3 • 2016 ЦУКОР 47

    Залежно від природи радикала можуть утворюватися різноманітні нітрозоаміни, 80% з яких мають канцерогенну, мутагенну, тератогенну дію, причому канцерогенну дію цих сполук - визначальне [4].

    Рівень вмісту нитрозоаминов в цукристих продуктах - один з найважливіших показників їх безпеки.

    Безпечна добова доза низькомолекулярних нитрозоаминов для людини становить 10 мг / кг на добу або 5 мг / кг харчового продукту [5].

    Для визначення ксенобіотиків рослинного походження в цукристих продуктах найбільш широке застосування отримали хроматографічні, електрохімічні автокаталітичне, біологічні та хемілюмінесцентні методи [4]. Серед цих методів перевагу відводиться в основному електрохімічним (потенціометричним і вольтамперометріче-ським) методам завдяки простоті їх виконання, доступності аналітичного обладнання, досить хорошою чутливості і точності аналізу.

    Розглянемо аналітичні можливості вищевказаних методів для визначення нітратів, нітритів і нитрозосоединений цукристих продуктів.

    Автокаталітичні методи базуються на спек-трофотометріческіх способах аналізу. Виконання методики спектрофотометричного визначення нітратів і нітритів по реакції з сульфаніламідом і ^ (1-нафтил) -етілендіамін-дигідрохлориду можна здійснити як звичайним «пробіркових» способом (на одну постанову потрібно 50 мл проби, а тривалість аналізу складає менше 30 хв), так і у варіанті проточно-інжекційного аналізу (ПИА) (на одне визначення витрачається 30 мкл проби і витрачається 20 с).

    Для здійснення другого варіанту розчини зазначених реагентів безперервно подають насосом з постійною швидкістю в потокораспределітельное пристрій.

    Відновлення нітратів до нітритів здійснюється в колонці, заповненій кадмієм. Концентрацію нітрат-і нітрит-іонів оцінюють по висоті

    \ MHTEPnPDMD

    * ТЕХНОЛОГІЇ /! ВИСОКОГО ТИСКУ

    ЦУКРОВЕ ВИРОБНИЦТВО

    Сш ^ россахар - 20 років на $ лаш країни-!

    піків оптичної щільності при X = 540 нм з використанням градуювальних графіків. Межі виявлення нітрат-іонів - 0,01-15,0 мг / л; нітрит-іонів - 0,01-3,2 мг / л, продуктивність системи - 30, 40 і 180 визначень на годину відповідно.

    Автоматизований варіант спектрофотометр-чеських визначень нітратів і нітритів, здійснюваний проточно-інжекційним способом, є чутливим і точним, відрізняється високою швидкістю аналізу, продуктивністю і малою витратою проб [3].

    Серед хроматографічних методів для визначення нітратів найбільш широко застосовуються методи газорідинної, іонної, газової та тонкошарової хроматографії [4].

    Суть методу газорідинної хроматографії, що застосовується для визначення нітратів, полягає в нитровании органічних сполук ароматичного ряду: бензолу і його похідних, ксиленолов, диметилфенолу і т.д. в присутності сірчаної кислоти; поділі їх за допомогою колонки, заповненої спеціальними сорбентами; випаровуванні і кількісному визначенні нітропохідних полум'яно-іонізаційними детекторами (ПІД) або детекторами електронного захоплення. Нутрієнт-ним речовиною в методі є толуол. Екстракти освітлюють реактивами Карреза. Заважає дію хлоридів усувають сірчанокислим сріблом, вводячи його суспензію в концентровану Н ^ 04. Відносна похибка методу нижче 10%.

    Газохроматографический метод визначення нітратів, вигідно відрізняючись від методу газорідинної хроматографії високою чутливістю і достатньою точністю, не позбавлений недоліків, основним з яких є вплив на результати аналізу супутніх речовин [4].

    Більш сучасним методом є метод іонної хроматографії - варіант іонообмінної хроматографії, що включає ионообменное поділ іонів та визначення їх концентрації. Йому притаманні такі особливості, як застосування колонок з дуже малим діаметром (3-6 мм), використання для поділу іонів поверхнево-шарових сорбентів з невеликим діаметром частинок (20-50 мкм), підвищення швидкості потоку рідини через колонку за допомогою насоса, використання високочутливих детекторів з автоматичним записом сигналу, пропорційного концентрації розділених іонів. В якості сорбентів використовують макропористі іонообмінні смоли, створені шляхом хімічного введення в структуру функціональних груп.

    Метод іонної хроматографії передбачає переклад проби в розчинений стан і подальший фотометрическое детектування іонів

    в елюенті при X, рівному 200-210 нм. Рухома фаза представлена ​​сумішшю розчинів 0,04 М №СЮ4 і 0,005 М Н3Р04. Хроматографічне розділення проводять при рН = 2,2 з метою зменшення ступеня дисоціації слабких органічних кислот, що заважають визначенню. Метод досить чутливий і достовірний, експресія, дає зіставні результати з фотометричним методом визначення нітратів.

    Метод іонної хромотографии дозволяє також проводити пряме визначення нітрат-іонів у водних витяжках рослинних об'єктів.

    Останнім часом для поділу нітрат-і нітрит-іонів в цукристих продуктах запропоновано новий варіант іонної хроматографії, званої хроматографією із зверненням іонів, при якому в якості сорбенту застосовують неполярний сополімер полістиролу і дивинилбензола, а в якості протівоіона - один з катіонів четвертинних амонієвих підстав - R і Н +. Для цих цілей може бути взятий, наприклад, тетрапентіламмоній бромід у водному розчині ацетонітрилу, які перетворюють в інші аніонні форми шляхом анионного обміну.

    Метод іонної хроматографії досить чутливий, точний і швидкий. Безсумнівно, він є перспективним для визначення нітратів і нітритів в цукристих продуктах, однак вимагає використання складного і дорогого апаратурного обладнання.

    Тонкошарова хроматографія є досить простим і поширеним методом визначення нітратів в цукристих продуктах.

    Суть методу полягає у візуальній полуколичественной оцінці змісту нітрат-іонів на підставі порівняння утворюються на тонкошарової хроматограмме забарвлених дифеніламіном зон іонів N0 ^ зі шкалою розчинів порівняння, отриманих в ідентичних умовах.

    Хроматографирования проводять висхідним методом в камерах, насичених сумішшю (10: 1) ацетону і води (рухома фаза). Спочатку розганяють пробу. Після висушування хроматограми наносять в ті ж точки стандартні розчини, і процедуру повторюють. Прояв іонів N03- і N0 ^ проводять 0,5% -м розчином дифениламина в концентрованої Н ^ 04. Метод може бути використаний для аналізу всіх видів продуктів рослинного походження, в тому числі тих, сік яких пофарбований, так як фарбують речовини відділяються від зони сорбції нітрат-іонів в процесі хроматографування. Нижня межа виявлення нітрат-іонів в пробі - 0,1 мкг в зоні. На визначення 6 проб потрібно 30 хв. Слід зазначити, що результати визначення нітратів даним методом добре збігаються з результатами, отриманими методом іонної хроматографії.

    \ ІНТЕРПРПМО

    * ТЕХНОЛОГІЇ ВИСОКОГО ДДВГЕНІЯ

    48 ЦУКОР № 3 • 2016

    Сша ^ россахар - 20 років на iuaia країни-!

    ЦУКРОВЕ ВИРОБНИЦТВО

    З електрохімічних методів перевага віддається потенциометрическом і вольтамперометрия-зації методам.

    Потенциометрический спосіб визначення нітратів і нітритів заснований на вимірюванні потенціалу, що виникає на мембрані ионоселективного електрода при зануренні останнього в розчин, що містить нітрат. Метод залучає простотою, швидкістю виконання, можливістю вести визначення в митних і забарвлених середовищах. Він досить добре вивчений, експериментально оброблений і забезпечений апаратурою. Чутливість і вибірковість методу залежать від властивостей селективного електрода і обумовлені властивостями його мембрани. Найбільш відомий електрод з рідкої мембраною, яка представляє собою розчин іонних або нейтральних сполук в органічному розчині. Носієм може бути інертний полімер, зокрема, полівінілхлорид. Що знаходиться в мембрані рідкий ионообменник забезпечує відгук електрода на певний іон.

    Найбільш перспективні електроди на основі сте-арата Fe (II і III), так як стеарат Fe «працює» в найбільш широкому концентраційному інтервалі та найменш схильний заважає впливу хлорид-іонів.

    Існують також плівкові електроди, в яких роль розчинника виконують пластифікатори, найчастіше це ефіри фталевої кислоти. До таких електродів відносять нітрат-селективні електроди, розроблені в ЛДУ і серійно випускаються в нашій країні.

    Мембранні електроди не володіють ідеальною селективність. Якщо в аналізованої суміші сторонні іони містяться в концентраціях, що перевищують межу селективності електроду, з'являється систематична помилка визначення. Усунути можна введенням поправки, що враховує коефіцієнт селективності іонів, що обчислюються за методом ІФАК або за методом добавок.

    Відомо, що в цукристих продуктах міститься ряд речовин, здатних змінити потенціал мембраноселектівного електрода і привести до спотворення результатів аналізу. Їх заважає вплив обумовлюється або низькою селективністю мембрани, або здатність взаємодіяти з електродноактівним матеріалом мембрани, що змінює їх хімічний склад.

    Вольтамперметріческій метод заснований на полярографическую відновленні 4-нітро-2,6-ксі-Ленола. Даний метод характеризується експрес-сность. Граничний струм пропорційний концентрації нітрату в інтервалі 2 х 105 - 1 х 10-3 М. Хлориди заважають визначенню. Вплив кисню суттєво тільки при низьких концентраціях нітратів.

    Розроблено непрямий полярографический метод визначення мікрокількостей нітритів, який використовується для аналізу цукристих продуктів. Він заснований на нітрозірованія в середовищі розведеної солоної кислоти нового реагенту - монобензілсульфаніло-вої кислоти (МБСК).

    Утворюється нітрозосоєдіненій відновлюється на ртутному капає і дає добре виражену хвилю з Е1 / 2 = -0,63 В. Висота хвилі пропорційна концентрації нітритів в інтервалі 10-6-10-4 М і не залежить від надлишку реагенту. Межа виявлення нітрит-іона становить 0,1 мг / кг.

    Серед методів визначення нітратів і нітритів, розроблених в останнє десятиліття, звертають на себе увагу хемілюмінесцентний метод. Він заснований на відновленні в слабокислою середовищі нітрат-і нітрит-іонів до оксиду азоту. Введення останнього в екзометріческую реакцію з озоном супроводжується світінням:

    NO + O3 = NO2 * + O2 NO2 * = NO2 + hv

    Хемілюмінесценція - один з найбільш чутливих і виборчих методів визначення нітратів і нітритів. Поряд з цим він відрізняється високою точністю і відтворюваністю результатів. До переваг методу слід також віднести експресному і невисоку трудомісткість, а до недоліків - високу вартість і обмежені можливості хемілюмінесцентного детектора.

    Цікавим є новий метод визначення нітратів в продуктах рослинного походження, заснований на відновленні їх в нітрити за допомогою ферменту нітрат-редуктази, що продукується бактерією Escherichia, з подальшим фотометричним визначенням нітриту за допомогою реактиву Грісса.

    Екстракція нітратів з рослинного матеріалу проводиться насиченим розчином CaSO4. До екстракту додають фосфатний буферний розчин (pH = 7), барвник метілфіолетовий і свіжоприготований розчин ферменту. Розчин термостати-ють, додають Na2S2O7 і NaHCO3, витримують протягом години, перемішують до зникнення забарвлення, додають реактив Грісса і фотометрируют при 1 = 540 нм. Метод придатний для визначення нітратів в концентрації від 0,25 до 2,5 мг / кг.

    Підготовка проб рослинницької продукції зводиться до її подрібнення, пресування і центрифугированию. Аліквоту прозорих екстрактів випробовуваних зразків додають до розчину реагентів, буфер NaOH і нітрат-редуктазу, витримують 20 хв, додають цветообразующие реагенти і через Про

    № 3 • 2016 ЦУКОР 49

    \ MHTEPnPDMD

    * ТЕХНОЛОГІЇ /! ВИСОКОГО ТИСКУ

    CuKfipoccaxap - 20 років на iuaia країни-!

    ^ AgnTecno

    Зроблено в Іспанії

    Спеціалізоване добриво з биостимулирующим ефектом для цукрових буряків

    склад розроблений з урахуванням потреб цукрових буряків в основних елементах живлення;

    покращує вегетативний розвиток рослин;

    збільшує розмір коренеплодів і вміст цукру;

    збільшує стійкість і здатність до відновлення після стресів;

    нейтралізує негативну дію гербіцидів на буряк;

    підвищує ефективність гербіцидних і фунгіцидних обробок;

    підвищує продуктивність сільськогосподарських культур;

    покращує якісні характеристики врожаю.

    АГР ^ ЛІГА® РОСІЇ

    УСПІХ виростити РАЗОМ

    Москва: (495) 937-32-75, 937-32-96 Білгород: (4722) 32-34-26, 35-37-45 Воронеж: (473) 226-56-39, 260-40-09 Краснодар: (861) 237-38-85 Курськ: (4712) 52-07-87, 54-92-05

    Ексклюзивний дистриб'ютор в Росії

    Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. www.agroliga.org.ua

    Липецьк: (4742) 72-41-56, 27-30-42 Орел: (915) 514-00-54 Пенза: (8412) 45-04-68, 53-53-37 Ростов-на-Дону: (863 ) 264-30-34, 264-36-72 Рязань: (915) 610-01-54

    Ставрополь: (8652) 28-34-73 Тамбов: (4752) 45-59-15 Тула: (919) 074-02-11 Ульяновськ: (937) 431-85-95 Уфа: (917) 777-17-70

    О 5 хв вимірюють оптичну щільність розчину при 1 = 525 нм. Заважає вплив надають іони Mn, Zn, Hg, ціаніди і азиди.

    Список літератури

    1. Роева М.М. Безпека продовольчої сировини і продуктів харчування: навчальний посібник / М.М. Роева. - СПб .: Троїцький міст, - 2010. - 256 с.

    2. Едельов Д.А. Нітрати як контаминанти - забруднювачі рослинного походження і їх специфічні особливості /Д.А. Едельов [и др.] // Проблеми регіональної екології. - 2014. - № 1. - С. 128-130.

    3. Едельов Д.А. Сучасний стан методів визначення контамінантів рослинного походження у вихідній сировині і продуктів харчування / Д.А. Едельов [и др.] // Екологія урбанізованих територій. - 2014. - № 2.- С.72-75.

    4. Поздняковскій В.М. Гігієнічні основи харчування, безпека і експертиза продовольчих товарів / В.М. Поздняковскій. - Новосибірськ: Изд-во Новосибірського університету, - 1999. - 448 с.

    Анотація: У статті описані методи визначення ксенобіотиків рослинного походження в цукристих продуктах, найбільш широко застосовуються в аналітичній практиці, і оцінені їх можливості з позицій чутливості, точності, відтворюваності і простоти виконання аналізу.

    Ключові слова: цукристі продукти, ксенобіотики, аналіз, межа виявлення, точність, чутливість. Summary. The paper describes most widely applicable in analytical practices methods defining xenobiotics of phytogenic origin in sugar-containing products. Analysis of sensibility, accuracy, reproducibility and simplicity of the methods is done. Keywords: sugar-containing products, xenobiotics, analysis, detection limit, accuracy, sensibility.

    \ ІНТЕРПРПМО

    * ТЕХНОЛОГІЇ ВИСОКОГО ДДВГЕНІЯ

    50 ЦУКОР № 3 • 2016


    Ключові слова: цукристі ПРОДУКТИ / КСЕНОБІОТИКИ / XENOBIOTICS / АНАЛІЗ / ANALYSIS / МЕЖА ВИЯВЛЕННЯ / DETECTION LIMIT / ТОЧНІСТЬ / ACCURACY / ЧУТЛИВІСТЬ / SENSIBILITY / SUGAR-CONTAINING PRODUCTS

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити