Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы исследования качества продуктов питания. Учебное пособие
.pdf
Во многих случаях контролируемый поток воздушной среды
пропускают через растворы, содержащие специальные реагенты
для количественного извлечения определяемых веществ из
анализируемой матрицы (при определениях формальдегида,
например, используют растворы динитрофенилгидразина).
Пробоотбор в таких случаях осуществляют в специальных
поглотительных сосудах.
Очень эффективным приемом отбора воздушных проб
является адсорбция примесей токсикантов на охлажденных
сорбентах. Во всех этих случаях, как видно, в ходе отбора проб
одновременно происходит и концентрирование определяемых
веществ. При определениях неустойчивых соединений, однако,
необходимо принимать во внимание возможность протекания
окислительно-восстановительных, гидролитических или иных
превращений. Так, в случае пробоотбора диметиламина в
присутствии влаги и содержащихся в воздухе озона и окислов
азота в пробоотборнике может происходить образование
нитрозаминов.
Аэрозоли из воздушных сред концентрируют на
специальных фильтрах с контролируемым диаметром пор.
Фильтры практически всегда обеспечивают количественное
улавливание неорганических веществ. Однако органические
соединения, часто имеющие достаточно высокое давление
паров, при этом могут в значительной степени теряться при
таком пробоотборе.
Высокая эффективность улавливания характерна для
пробоотборных устройств, рабочим элементом которых
является ткань, покрытая полиэтиленгликолем. Таким образом
концентрируют из воздушных сред инсектициды. Необходимо
отметить, что некоторые специализированные
инструментальные методы анализа вообще не требуют
предварительного отбора воздушных проб. Например, концентрацию углеводородов в воздухе можно определять
281
непосредственно методом индуцированной лазером флуоресценции в инфракрасной области.
При анализе вод все большую роль играют методы,
совмещающие пробоотбор и обогащение. Очевидным
преимуществом этих методов является уменьшение массы и
объемов проб, которые затем нужно доставлять с места отбора в
лабораторию. Кроме того, при этом часто исключается потеря
многих определяемых веществ (особенно на уровне их следовых
количеств) за счет эффективной их адсорбции на стенках
сосудов, в которые они отбираются.
Для обогащения следовых количеств органических и
неорганических веществ при пробоотборе используют патроны
из пенополиуретана или содержащие сорбенты различной
полярности. Например, 2,4-дихлорфеноксиуксусная и 2,4,5трихлорфеноксиуксусная кислоты хорошо адсорбируются на
неполярных сорбентах бондапак С18. Отделение следовых
количеств определяемых веществ от матрицы сложного состава
достигается элюированием подходящим растворителем. Такие
патроны, содержащие полярные и неполярные (обращеннофазные) сорбенты или ионообменные смолы, имеют ряд
известных преимуществ при определениях следовых количеств
токсикантов в водных средах. В них совмещается отбор проб с
высоко-эффективным концентрированием. Кроме того, они
позволяют сильно упростить состав анализируемой пробы. В
сравнении с другими способами концентрирования при этом
расходуется значительно меньшие количества дорогостоящих
растворителей. Очень эффективным способом отбора проб и
одновременно концентрирования является метод анализа пара
над раствором (анализ равновесного пара). Принцип метода
заключается в том, что пробу помещают в закрытый сосуд. При
этом устанавливается равновесие в распределении
определяемых компонентов между конденсированной (жидкой)
и газовой фазами. Состав газовой фазы устанавливается
282
методом газо-жидкостной хроматографии. Существует два
варианта этого метода – статический и динамический. В
статическом варианте анализ газовой фазы проводят только
после установления равновесия. Для ускорения этого процесса в
растворы добавляют реагенты, способствующие высаливанию
летучих веществ из жидкой фазы, увеличивают поверхность
конденсированной фазы, повышают температуру. В
динамическом режиме над конденсированной фазой пропускают
газ-носитель, уносящий летучие компоненты. Нарушенное
равновесие восстанавливается переходом летучего компонента
из жидкой в газовую фазу. Летучие компоненты отделяют от
газа-носителя в криогенных или сорбционных ловушках. В
динамическом варианте происходит почти количественное
выделение летучих компонентов и поэтому он обеспечивает
более чувствительные определения. Оба варианта требуют
калибровки результатов измерений за счет использования
стандартных растворов.
Хранение проб, содержащих следовые количества как
органических, так и неорганических веществ, вызывает
проблему потери части их за счет адсорбции компонентов на
стенках сосудов. Так, при определениях инсектицидов
результаты определений сильно искажаются за счет сорбции
стенками полиэтиленовых сосудов. Кроме того, при
определениях органических веществ, в отличие от
неорганических соединений, резко увеличивается опасность
изменения их концентрации за счет окислительных,
гидролитических, фотолитических, ферментативных и
бактериальных превращений. Поэтому отобранные для анализа
образцы хранят при отрицательных температурах. Так, при
о
температуре 5
С многие полициклические ароматические
углеводороды в водопроводной воде полностью исчезают за 18
суток. При аналитических определениях таких исчезающе
малых концентраций серьезной проблемой становится влияние
283
на результаты анализа фонового загрязнения в самой
химической лаборатории. Оно возникает как в результате
влияния атмосферы окружающей среды, так и за счет летучих
выделений кожи и пота сотрудников лаборатории, переноса
следовых количеств пластификаторов из краски, которой
окрашены стены лаборатории, полы и т.д. Так, среди летучих
компонентов выделений тела человека обнаружено 135
соединений, среди них бензол, толуол, триметилбензол,
галогенуглеводороды и т.д. Описаны случаи, когда
использование туалетного мыла и различных дезодорантов для
личной гигиены персоналом лаборатории оказывало мешающее
влияние при определениях фенолов и хлорфенолов
высокочувствительными методами.
Различные газообразные примеси, содержащиеся в
воздушной среде лабораторий, могут поглощаться
активированными сорбентами, используемыми в
хроматографии. Со временем они подвергаются окислению,
полимеризации с образованием соединений, затрудняющих
проведение анализов. Это хорошо видно на примере пластин
ТСХ, которые хранились в неконтролируемых условиях.
Источником серьезных ошибок может служить даже хорошо
"отмытая" лабораторная посуда, которая быстро сорбирует из
воздуха различные примеси. Все это вызывает необходимость
больших материальных затрат при организации лаборатории
мониторинга следовых количеств загрязнителей окружающей
среды.
При подготовке проб к анализу неоднородный материал
(биологический материал, почва и т.д.) должен быть
гомогенизирован. Эта операция осуществляется с помощью
размола, дробления, диспергирования, смешения и т.д. Эти же
приемы используют и для подготовки пробы к растворению или
химической обработке, поскольку уменьшение размера частиц
сопровождается увеличением общей поверхности. Это, в свою
284
очередь, повышает скорость взаимодействия с реагентами и
растворителями. Для гомогенизации используют замораживание
жидким азотом и последующий размол образца в тонкий
порошок. Ткани животных гомогенизируют с помощью
формамида. Одним из способов растворения
высокомолекулярных соединений является ферментативный
гидролиз. В некоторых случаях, однако, гомогенизация может
приводить к разрушению определяемых соединений, например,
дитиокарбаматных пестицидов в растениях и пищевых
продуктах.
Широко используемым приемом подготовки биоло-гических
проб к анализу является депротеинизация. Суть приема
заключается в осаждении массы белка анализируемого образца
кислотами (обычно трихлоруксусной, хлорной) или
смешивающимся с водой растворителем (ацетонитрилом,
спиртами). Возможность потери анализируемых компонентов
при осаждении за счет адсорбции или окклюзии следового
компонента проверяется специальными опытами.
Депротеинизация удобна при определениях различных
органических загрязнителей в биологических субстратах
(сыворотка крови, моча, ткани организмов, зерно, рыба и т.д.)
методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.
Одним из наиболее эффективных приемов извлечения
определяемых веществ из твердых проб является экстракция.
Обработка проб подходящим растворителем приводит к
переводу определяемого соединения в раствор, в то время как
другие вещества остаются в твердой фазе. Возможна обратная
ситуация, когда экстракцией удаляют в раствор мешающие
компоненты, в то время как определяемые вещества остаются в
твердой пробе. Экстракцию в аппаратах Сокслета применяют
при анализе пищевых продуктов, рыбы, донных осадков, других
твердых проб на содержание хлорбензолов, бенз(а)пирена,
полихлорфенолов, пестицидов и других органических
285
загрязнителей. Для повышения эффективности экстрагирования
применяют механическое воздействие, ультразвуковую
обработку.
В анализе следовых количеств веществ выход определяемых
соединений в отделяемой фракции обычно составляет 80–90%.
Выход в значительной степени зависит от концентрации
определяемого компонента. Так, афлатоксины выделяются из
соевого соуса после экстрагирования, концентрирования на
адсорбенте сеп-пак, очистки тонкослойной хроматографией и
высокоэффективной жидкостной хроматографией с
флуориметрическим детектированием с выходом 70% при их
концентрациях порядка 1 млрд-1 и с выходом 90% при
-1
концентрации 0,1 млн
.
Наиболее часто используемым приемом разделения,
приводящим к одновременному концентрированию определяемых веществ, является жидкостная экстракция. Под ней
понимают распределение вещества между двумя несмешивающимися жидкостями. Наиболее важным преимуществом
жидкостной экстракции как в неорганическом, так и в
органическом анализе является практически полное отсутствие
влияния составных частей матрицы. По этой причине метод
жидкостной экстракции является идеальным для
предварительного разделения смесей на группы веществ с
последующей очисткой или с более тщательным разделением
методами, основанными на других принципах.
286
Список литературы
1. Основы аналитической химии (под ред. Ю.А. Золотова).
В 2 кн. М.: Высшая школа. 1999. 351, 493 с.
2. Аналитическая химия. Физические и физико-химические
методы анализа. /Под ред.О.М.Петрухина/М.: Химия. 2001.496
с.
3. Васильев В.П. Аналитическая химия. Кн.2. М.: Высшая
школа. 1989. 384 с.
4. Отто
5. Гольберт К.А., Вигдергауз М.С. Введение в газовую
хроматографию. М.: Химия. 1990. 354 с.
. Кибардин С.А., Макаров К.А. Тонкослойная
6
хроматография в органической химии. М.: Химия. 1978. 125 с.
7. Хроматография в тонких слоях /Под ред. Э. Шталя/ М.:
Мир. 1965.
8. Food Authenticity. Issues and Methodologies. Saint
Herblain. 1998. 308p
9. Евгеньев М.И., Евгеньева И.И. Контроль и оценка
экологического риска химических производств. – Казань: Изд-во
«Фэн» АН РТ, 2007. – 207 с.
10. Донченко Л.В., Надыкта В.Д. Безопасность пищевого
сырья и продуктов питания. ML: Пищепромиздат, 1999. 531 с.
11. Ленинджер А. Основы биохимии (в 3-х томах). М.:
Мир, 1985. 367 с.
12. Биосенсоры: основы и применения /Под ред. Э.Тернер,
И.Карубе, Дж. Уилсон. М.: Мир, 1992. 614 с.
13. Байерман К. Определение следовых количеств
органических веществ. М.: Мир, 1985. 429 с.
14. Технохимический контроль ликеро-водочного
производства. М: ВНИИПБТ, 1993. 488 с.
287
15. Дуборасова Т.Ю. Сенсорный анализ пищевых
продуктов. Дегустация вин: Учебное пособие. – М.:
Издательско-книготорговый центр «Маркетинг», 2001. – 184 с.
16. Соросовский Образовательный Журнал. 1997 – 2003 гг.
288
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие 3
Введение 4
1. Основные компоненты в продуктах питания,
7
контролируемые аналитическими методами
1.1. Нутриенты в продуктах питания 7
1.2. Чужеродные вещества в продуктах питания 9
2. Классификация методов исследования качества
13
продуктов питания
3. Хроматографические методы анализа 19
3.1. Основы процесса хроматографического разделения 19
3.2. Газовая хроматография 36
3.3. Жидкостная х
роматография 41
3.4. Детекторы в хроматографии 66
4. Спектральные методы 89
4.1. Методы атомной спектроскопии 92
4.1.1. Атомно-эмиссионная спектроскопия 93
4.1.2. Атомно-абсорбционная спектроскопия 108
4.2. Методы оптической молекулярной спектроскопии 111
4.2.1. Абсорбционная молекулярная спектроскопия в
113
УФ и видимой областях
4.2.2. Инфракрасная спектроскопия
127
4.2.3. Флуоресцентная спектроскопия 130
4.4. . Метод ядерно-магнитного резонанса 142
4.5. Масс-спектральный анализ 154
5. Электрохимические методы анализа 160
5.1. Кондуктометрический анализ 162
5.2. Потенциометрия 167
5.3. Вольтамперометрия 178
6. Биологические ме
тоды анализа (биологический
185
мониторинг)
289
7. Ферментативный анализ 199
8. Иммуноферментный анализ 206
9. Полимеразная цепная реакция 216
10. Органолептический анализ 224
11. Сеносоры. Химические сенсоры. Биосенсоры 232
12. Тест-методы 255
13. Стандартизированные методы анализа 262
14. Установление подлинности и качества алкогольных
269
напитков
15. Пробоотбор и пробоподготовка 279
Литература 287
290
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]