Выявление фальсификации меда путем определения содержания 5-гидроксиметилфурфурола
Особенность исследования синтеза стандарта 5-гидроксиметилфурфурола и пробоподготовки проб меда. Проведение хроматографического анализа методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в соответствии с предложенными условиями хроматографирования.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 05.12.2018 |
| Размер файла | 103,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Полная исследовательская публикация _________ Наливайко П.А., Юрченко Р.А., Винарский В.А.,
Альшакова И.Д. и Гладырев В.В.
Размещено на http://www.allbest.ru/
50 ______________ http://butlerov.com/ ______________ ©--Butlerov Communications. 2012. Vol.32. No.11. P.49-52.
Тематический раздел: Физико-химические исследования. Полная исследовательская публикация
Подраздел: Анализ состава пищевых продуктов. Регистрационный код публикации: 12-32-11-49
г. Казань. Республика Татарстан. Россия. _________ ©--Бутлеровские сообщения. 2012. Т.32. №11. _________ 49
УДК 543.544.123+543.272.7.
Белорусский государственный университет
Выявление фальсификации меда путем определения содержания 5-гидроксиметилфурфурола
Наливайко Петр Анатольевич
В настоящее время оценка качества натурального пчелиного мёда проводится в соот-ветствии с требованиями государственных стандартов, которые распространяются на мёд, заготовляемый и реализуемый в различных торговых предприятиях всех форм собственности. При этом оцениваются как органолептические, так и физико-химические показатели качества мёда.
Целью настоящего исследования являлась разработка методологии и методик качест-венного и количественного определения 5-гидроксиметилфурфурола (ГМФ) в меде с исполь-зованием приемов высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) и хромато-масс-спектрального анализа (ГХ-МС), и сопоставление результатов, полученных этими методами, с результатами существующих классических методов обнаружения. Также методом ВЭЖХ был проведен анализ углеводного состава различных образцов меда.
Установление количественного содержания ГМФ является одним из важнейших пока-зателей натуральности меда, степени сохранности его природных качеств, позволяющее на-дежно контролировать технологию обработки меда, включающую нагревание, продолжитель-ность и условия хранения меда. Данный компонент всегда присутствует в искусственно ин-вертированном сахаре.
Согласно европейским стандартам содержание ГМФ в меде не должно превышать 40 мг/кг. В соответствии с отечественным стандартом концентрация ГМФ ограничена концент-рацией 25 мг/кг.
ГМФ образуется из углеводов, содержание которых в меде достигает 80%, либо при его длительном хранении, либо при перегревании. Присутствие ГМФ в пищевых продуктах неже-лательно, поскольку фурановые производные являются ядами, которые при нахождении в малых дозах угнетают нервную систему, а в случае их присутствия в больших дозах вызы-вают судороги, паралич.
Классическими методами обнаружения ГМФ в образцах меда являются следующие: качественная реакция Селиванова-Фиге, спектрофотометрическое определение по Уайту и колориметрическое определение по Винклеру [1].
Поскольку степень достоверности эксперимента во многом определяется характеристи-ками чистоты используемых стандартов, для получения стандарта ГМФ высокой степени чис-тоты, нами был выполнен его синтез из сахарозы, по методике приведенной в [2]. Контроль чистоты стандарта ГМФ осуществлялся с использованием приемов ГХ-МС.
Экспериментальная часть
1. Реагенты и оборудование.
Ш Жидкостный хроматограф Shimadzu VP-Series, комплектованный;
Ш УФ-детектор, оснащенный дейтериевой лампой для детектирования в области 190-370 нм с шагом 1 нм;
Ш колонка Hypersil BDS-C 18.3Ч125 мм, 3 мкм;
Ш стандарт ГМФ;
Ш микрофильтр мембранный целлюлозный 0.20 мкм;
Ш ацетонитрил и вода для ВЭЖХ.
2. Условия хроматографического анализа
Для выполнения анализа были установлены следующие оптимальные условия хроматографирования, при-веденные в табл. 1.
Табл. 1. Условия хроматографирования
|
Параметр |
Характеристика |
|
|
Элюирование |
Градиентное |
|
|
Подвижная фаза |
Смесь ацетонитрил/вода |
|
|
Детектор (область детектирования) |
УФ (284 нм) |
|
|
Скорость потока элюента |
0.2 мл/мин |
|
|
Объем вводимой пробы |
20 мкл |
|
|
Петля инжектора |
10 мкл |
3. Пробоподготовка и проведение анализа
Предварительно размягченный мед 1.000±0.001 г растворяют в 25 см3 дистиллированной воды и количественно переносят в мерную колбу объемом 50 см3, перемешивают до полного растворения. Далее добавляют по 10 мкл каждого из реактивов Карреза (1М растворы K4[Fe(CN)6] и Zn(CH3COOH)2), перемешивают и доводят дистил-лированной водой до метки. Затем раствор фильтруют через целлюлозный микрофильтр с диаметром пор 0.20 мкм.
|
Рисунок. Хроматограмма 1 (слева) контрольного образца меда без добавки 5-гидрокси-метилфурфурола, подготовленного по описанной выше методике. Хроматограмма 2 (справа) контрольного образца меда с добавкой 10 мкг 5-гидроксиметилфурфурола, подготовленного по описанной выше методике |
ГМФ был синтезирован из сахарозы согласно источнику. Синтез ГМФ проводили в термо-статированной колбе конверсией 0.5 М водного раствора сахарозы в присутствии гидросульфата натрия (3.5 М) в качестве катализатора при 90 oС. Нагревание вели в течение 1 ч, после чего реак-ционную массу нейтрализовали до рН 7 гидрокарбонатом натрия, отфильтровывали от нерастворимых гуминов и трижды экстрагировали этилацетатом. Из полученного экстракта отгоняли растворитель и получали кристаллизующийся при охлаждении 5-ГМФ достаточной степени чистоты [3]. Также был проведен анализ с использованием купленного стандарта ГМФ, результаты которого были неотли-чимы от опыта с синтезированным стандартом, что косвенно свидетельствует о достаточной чистоте полученного образца ГМФ.
С помощью ГХ-МС для синтезированного вещества были получены масс-спектр и хрома-тограмма, которые подтверждают, что данное вещество может быть использовано в качестве стан-дарта. Имеющееся программное обеспечение позволило установить с 98 % вероятностью синтези-рованное вещество, что позволило не использовать дополнительно этот же стандарт для газохрома-тографических определений.
На следующем этапе исследования проводился качественный и количественный анализы образ-цов меда с помощью метода ВЭЖХ на содержание ГМФ. Анализ проводился в указанных выше оптимальных условиях, а содержание искомого вещества было установлено с использованием метода добавки (рисунок).
Продолжительность анализа - 20 минут. После анализа колонка промывается элюентом с боль-шим содержанием ацетонитрила в течение 15-20 минут. гидроксиметилфурфурол мед жидкостный хроматография
Результаты и их обсуждение
С помощью полученных результатов, нами была составлена метрологическая харак-теристика метода приведенная в табл. 2.
Табл. 2. Метрологическая характеристика метода
|
Анализируемый объект |
Метрологические параметры, P = 0.95, n = 5 |
||||
|
Предел обнаружения, мг/кг |
Среднее значение определения, % |
Стандартное отклонение, % |
Доверительный интервал |
||
|
ГМФ |
0.01 |
87.4 |
3.5 |
± 3.1 |
Помимо хроматографического анализа нами был выполнен анализ классическими методами. У описываемых методов имеются свои положительные особенности и свои недостатки.
Качественная реакция Селиванова-Фиге основана на реакции резорцина с эфирными вытяжками меда, в результате чего мы наблюдаем характерное окрашивание. К недостаткам данного метода относится то, что помимо 5-ГМФ в реакцию с резорцином могут вступать многие другие альдегиды, в том числе и редуцирующие сахара. В результате получаются завышенные результаты, а побочные оттенки зачастую затрудняют выявление цвета. К положительным особенностям можно отнести то, что этот метод не требует использования дорогостоящего оборудования.
Спектрофотометрический метод Уайта и колориметрический метод Винклера являются оптическими методами анализа. Подготовка пробы меда в данных случаях ведется таким же образом, что и в случае с анализа на ВЭЖХ. Несмотря на их относительную простоту, анализ методом высокоэффективной жидкостной хроматографии дает лучшую экспрессность и воспроизводимость данных [4].
В результате выполнения исследования установлены оптимальные условия пробоподго-товки и проведения хроматографических определений, выполнен анализ большого числа раз-личных образцов меда. Установлена большая эффективность и экспрессность разработанных методик по сравнению с классическими. Метрологическая характеристика метода свиде-тельствует о том, что данная методика может быть использована для выявления фальсифи-катов меда.
Следует сказать о перспективах дальнейшей работы. Полученная методика является началом составления методологии по выявлению фальсификации медовой продукции по многим параметрам. Разработка простых и эффективных методик пробоподготовки пчело-водческой продукции, а также разработка хроматографических методов определения качества меда с целью увеличения эффективности установления подлинности данного продукта, и последующее внедрение данных методик в экспертные органы будет способствовать повы-шению качества распространяемой продукции.
Выводы
1. Проиллюстрирована возможность выявления фальсификатов меда хроматографи-ческими и хромато-масс-спектральными методами. На основании полученных результатов, была составлена метрологическая характеристика метода
2. Приведена сравнительная характеристика методов определения 5-гидроксиметил-фурфурола в меде, которая подтверждает наибольшую эффективность использования хрома-тографических методов при определении фальсификации продукции.
Литература
[1] Заикина В.И. Экспертиза меда и способы обнаружения его фальсификации. М.: Дашков и К. 2006. 142с.
[2] Наливайко П.А., Юрченко Р.А., Винарский В.А., Альшакова И.Д., Поляков Ю.С., Рыбак Е.А. Определение 5-гидроксиметилфурфурола в образцах меда хроматографическими методами. Аналитика РБ-2012: Тез. докл. Междунар. конф. Минск. 2012. С.10.
[3] Тарабанько В.Е. Низкотемпературный синтез 5-гидроксиметилфурфурола. Химия растительного сырья. 2011. №1. С.87-92.
[4] D.A. Wunderlin, S.S. Pesce, M.V. Ame, P.F. Faye. Decomposition of Hydroxymethylfurfural in Solution and Protective Effect of Fructose. J. Agric. Food Chem. 1998. Vol.46. P.1855-1863.
Аннотация
В данной статье была предложена методика выявления фальсификации меда путем определения содержания 5-гидроксиметилфурфурола (5-ГМФ). Методика включает в себя синтез стандарта 5-ГМФ, пробоподготовку проб меда, а также последующий хроматографический анализ методом высоко-эффективной жидкостной хроматографии в соответствии с предложенными условиями хроматогра-фирования. Качество стандарта было подтверждено методом газовой хроматографии-масс-спектро-метрии. Также приведена сравнительная характеристика классических методов определения 5-ГМФ в меде, которая подтверждает большую эффективность использования ВЭЖХ в качестве основного метода для выявления фальсификации меда. На основании полученных данных была составлена метрологическая характеристика данного метода.
Ключевые слова: мед, 5-гидроксиметилфурфурол, высокоэффективная жидкостная хроматография, газовая хроматография-масс-спектрометрия.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Состав, пищевая ценность, классификация меда и его лечебные свойства. Способы фальсификации меда. Выявление примесей крахмала, крахмальной и свекловичной патоки. Органические и неорганические кислоты, вода, красящие вещества. Обнаружение тиамина в меде.
курсовая работа [594,2 K], добавлен 13.10.2013Сравнительная характеристика и отличительные признаки различных видов высокоэффективной жидкостной хроматографии: препаративной, микроколоночной, ВЭЖХ с градиентом состава растворителя. Проблемы, связанные с их реализацией и исследованием, пути решения.
реферат [31,7 K], добавлен 07.01.2010Расчет процентного состава смеси по результатам хроматографирования. Определение содержания вещества методом добавок. Основы качественного полярографического анализа. Амперометрическое титрование, устройство рН-метра. Способы хроматографического анализа.
контрольная работа [86,7 K], добавлен 07.10.2010Сущность высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) как метода анализа и разделения сложных примесей. Сорбенты, координационно-насыщенные хелаты; закономерности влияния строения лиганда на поведение хелатов в условиях обращенофазной хроматографии.
реферат [109,8 K], добавлен 11.10.2011Комплектные приборы с высокой степенью автоматизации для жидкостной хроматографии. Принципиальная схема жидкостного хроматографа. Современные насосы для жидкостной хроматографии. Устройства для формирования градиента. Инжекторы для ввода пробы, детекторы.
контрольная работа [210,5 K], добавлен 12.01.2010Применение консервантов для наиболее важных групп продуктов. Сущность метода определения сорбиновой и бензойной кислот в пищевых продуктах. Подготовка средств измерений, оборудования и реактивов. Приготовление подвижной фазы хроматографической системы.
презентация [1,1 M], добавлен 01.11.2016Получение и особенности применения полистиролов в хроматографии и в качестве адсорбентов. Механизмы удерживания в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии. Структурные особенности кислородо- и азотосодержащих гетероциклических соединений.
дипломная работа [871,4 K], добавлен 10.03.2013Основные требования к растворителям. Элюирующая сила растворителя и элюотропные ряды. Элюотропные серии для адсорбционной хроматографии на силикагеле. Вопрос о чистоте растворителя, адсорбционная очистка методом классической колоночной хроматографии.
реферат [41,5 K], добавлен 12.01.2010Получение узких фракций для ВЭЖХ из силикагеля для ТСХ, промышленного силикагеля КСК-2. Суспензионные методы приготовления колонок. Заполнение колонок "сухим" методом, их тестирование, оценка качества приготовления. Хранение, регенерация и ремонт колонок.
реферат [55,8 K], добавлен 12.01.2010Сущность метода хроматографии, история его разработки и виды. Сферы применения хроматографии, приборы или установки для хроматографического разделения и анализа смесей веществ. Схема газового хроматографа, его основные системы и принцип действия.
реферат [130,2 K], добавлен 25.09.2010
