Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Перспективы использования метода гальваностатической кулонометрии для оценки интегральной антиоксидантной активности молока и кисломолочной продукции.

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 139 10 11 12 13 > Следующая >>>

Так, в работе [282] дана вольтамперометрическая оценка антиоксидантной активности некоторых природных фенолов по реакции с 2,2ʹ-дифенил-1-пикрилгидразилом. Оценено влияние танина, кверцетина, катехина и феруловой кислоты на процесс электровосстановления ДФПГ в условиях дифференциально-импульсной вольтамперометрии. В присутствии фенольных АО наблюдается значительное уменьшение токов восстановления ДФПГ за счет протекания реакции:

При этом фенольный антиоксидант превращается в относительно стабильный феноксильный радикал [281].

Для повышения чувствительности метода предложен способ иммобилизации ДФПГ на поверхности электрода, модифицированного наночастицами диоксида церия, диспергированными в цетилпиридиний бромиде [282].

Согласно [14], применение циклической вольтамперометрии (ЦВА) возможно для определения АОА экстрактов растений [193, 284]. Антиоксидантные свойства в этом случае оцениваются как сочетание нескольких параметров. Параметр Е

, т. е. потенциал полупика, необ-

1/2

ходим для идентификации веществ, образующих пики тока при анодной развертке. Величина пика анодного тока или площадь под анодной кривой отражают концентрацию антиоксидантов.

С помощью метода ЦВА исследовали биологические жидкости, а также водно-ацетонитрильные экстракты овощей и фруктов [283].

Также запатентован метод циклической вольтамперометрии (ЦВА) – способ определения суммарной активности антиоксидантов, где в качестве модельной реакции используют процесс электровосстановления кислорода на ртутно-пленочном электроде, идущий по механизму, аналогичному восстановлению кислорода во многих объектах искусственного и природного происхождения [285]. Процесс электровосстановления О2 на электроде идет в несколько стадий с генерацией на поверхности электрода активных форм кислорода. Для определения активности антиоксидантов предложено использовать первую волну ЭВ О2, когда на поверхности ртутно-пленочного электрода образуются

активные кислородные формы и перекись водорода как конечный продукт [286, 287].

Амперометрический метод. Амперометрическое титрование представляет собой разновидность полярографического метода анализа [257] Возможности ее использования шире, чем потенциометрии, так как в амперометрии нет необходимости применять специфичные электроды [252, 288].

Определение АОА объектов исследования при амперометричеком детектировании основано на измерении электрического тока в ячейке, возникающего при окислении (восстановлении) анализируемого вещества на поверхности рабочего электрода при подаче на него потенциала +1,3 В, т. е измеряется ток электрохимического окисления АО, протекающего через ячейку. Чувствительность амперометрического детектора очень высокая из-за малых величин шумов, порядка

-12

А. В качестве материала рабочего электрода используется стеклоуглерод, который наиболее универсален при определении полифенольных соединений [289].

В процессе титрования отмечают показания гальванометра, на основании результатов строят кривую амперометрического титрования, откладывая на оси ординат показания гальванометра, а на оси абсцисс – объем титранта. Точка перегиба соответствует объему титранта в точке эквивалентности. Содержание определяемого вещества вычисляют по объему титранта, израсходованного в точке эквивалентности. Концентрация титранта должна превышать концентрацию раствора титруемого вещества в 10–15 раз [288]. В качестве стандартных веществ используют кверцетин, дигидрокверцитин, мексидол, тролокс, галловую кислоту и другие известные антиоксиданты.

В настоящее время наблюдается значительный рост публикаций, посвященных определению АОА пищевых продуктов на основе амперометрического детектирования, что обусловлено достоинствами метода. К первостепенным следует отнести возможность прямого измерения АОА как водорастворимых, так и жирорастворимых соединений.

При этом, как показали исследования [290], все известные и потенциальные антиокислители взаимодействуют с кислородом и генерированными на поверхности электрода АФК по различным механизмам.

Как известно, электровосстановление (ЭВ) кислорода на электроде идет в несколько стадий с генерацией на поверхности электрода активных форм кислорода [291–293]:

Название веществ

Влияние на ЭВ 

Металлокомплексы: каталаза, флатоцианины, порфирины металлов, гуминовые кислоты

Увеличение тока ЭВ , сдвиг потенциала в отрицательную область

Соединения фенольной природы, витамины А, Е, С, В, флавоноиды, убихиноны, глюкоза

Уменьшение тока ЭВ , сдвиг потенциала в положительную область

N, S, Se-содержащие соединения, амины, аминокислоты, активные альдегиды

Уменьшение тока ЭВ , сдвиг потенциала в отрицательную область

где RCOH и RCO – восстановленная и окисленная формы вещества-антиоксиданда соответственно [290].

Все известные АО были разбиты на три группы (табл. 3.5).

Таблица 3.5

Группы веществ, различающихся по характеру влияния

на процесс электровосстановления кислорода

Полученные результаты несомненно представляют интерес для специалистов, работающих в этой области.

В практике амперометрическим методом были измерены АОА большого ряда пищевых продуктов и напитков. Следует отметить, что это практически единственный метод (за исключением кулонометрического титрования), который позволил непосредственно оценить АОА молока и молочной продукции (табл. 3.6–3.9) [269].

Кулонометрия. Кулонометрический метод анализа основан на применении известного закона Фарадея, связывающего количество прореагировавшего на электроде вещества с величиной прошедшего через электрод заряда [295]:

 



 



•

 



 



Наименование,

жирность, %

Производитель

ССЖА,

мг/100 г

Молоко «Лианозовское», 3,2 %

ОАО «Вимм-Билль-Данн» (Москва)

72,0

Молоко цельное сгущенное с сахаром

ЗАО «Верховский молочноконсервный завод» (Россия)

45,0

«Молоко нашей дойки», от 3,4 до 6 %

ЗАО «Шестаково» (Россия)

43,0

Молоко «Домик в деревне», 3,2 %

ОАО «Вимм-Билль-Данн» (Москва)

26,0

Молоко «Вкуснотеево», 3,8 %

Воронежский молочный комбинат

13,0

Наименование,

жирность, %

Производитель

ССЖА,

мг/100 г

Маргарин «Чудесница»

Холдинг «Солнечный продукт» (Россия)

Масло сливочное Anchor, 82 %

Новая Зеландия

Масло сливочное «Вологодское», 82,5 %

ЗАО «Озерецкий молочный комбинат» (Россия)

Масло коровье сливочное, 82,5 %

ЗАО «Озерецкий молочный комбинат» (Россия)

где m – масса осажденного на электроде вещества, г; Q – полный электрический заряд, прошедший через вещество; F – постоянная Фарадея; М – молярная масса вещества; z – валентное число ионов вещества.

Таблица 3.6

Суммарное содержание жирорастворимых антиоксидантов

(ССЖА) в молоке

Таблица 3.7

Суммарное содержание жирорастворимых антиоксидантов

в сливочном масле и маргарине

Таблица 3.8

Наименование,

жирность, %

Производитель

ССЖА,

мг/100 г

Actimel гранатовый обогащенный L.Casei Imunitass

OOO «Данон Индустрия» (Россия)

128,0

Йогурт «Активиа», обогащенный бифидобактериями ActiRe-gularis со злаками, 2,2 %

OOO «Данон Индустрия» (Россия)

75,0

Чудо-йогурт «Клубника+земляника», 2,4 %

ООО «Вимм-Билль-Данн» (Россия)

75,0

Простокваша, 3,2%

ЗАО «Холдинговая компания „Ополье“» (Владимир)

66,0

Простокваша «Останкинская», 2,5 %

ОАО «Останкинский молочный комбинат» (Москва)

35,0

«Услада молочная» с соком клубники (продукт йогуртный), 1,2 %

ООО «Эрман» (Россия)

33,0

Кефир «Деревенский», 1 %

ООО «Гольмар-Групп» (Россия)

24,0

Наименование,

жирность, %

Производитель

ССЖА,

мг/100 г

Творог «Снеда» низкокалорийный, 7,5%

Компания «Молочное дело» (Россия)

69,0

Творог Fromage frais, 0 %

Senoble France (Франция)

54,0

Сметана «Дольче Вита», 20 %

ЗАО «Озерецкий молочный комбинат» (Россия)

49,0

Творог «Вкуснотеево», 0,5 %

Воронежский молочный комбинат (Россия)

38,0

Суммарное содержание жирорастворимых антиоксидантов

в йогурте, кефире, ряженке, простокваше

Суммарное содержание жирорастворимых антиоксидантов

в йогурте, кефире, ряженке, простокваше

Таблица 3.9

Окончание табл. 3.9

Творог «Снеда домашняя», 12 %

Компания «Молочное дело» (Россия)

33,0

Сметана, 20 %

ЗАО «Холдинговая компания «Ополье» (Владимир)

19,0

Творог обезжиренный ГОСТ Р52096

ООО «Думиничский молзавод» (Калуга)

7,0

Прохождение электрического тока через металлы и графит связано с движением электронов, а через растворы и расплавы – с движением ионов. Поэтому единственным способом протекания стационарного тока через электрод оказывается электрохимическая реакция. Это пока единственный метод, не использующий зависимость свойства от концентрации определяемого вещества, характерную для любого физико-химического метода анализа [10].

Ранее в Казанском государственном университете разработан ряд методов оценки антиоксидантных свойств, основанных на кулонометрическом титровании электрогенерированными титрантами. В качестве электрогенерированных титрантов используются галогены (Cl2, I2, Br2), генерацию которых осуществляют из растворов (KCl и KBr) [14, 295–297]. Конечную точку титрования фиксируют амперометрически с двумя поляризованными платиновыми электродами. Антиоксидантную емкость рассчитывают, как количество электричества, затраченное на титрование, в пересчете на 100 г сухого вещества (или 100 мл) [298].

Как показал анализ литературы, в практике более часто используется кулонометрическое титрование с использованием электрогенерированного брома, который генерируется электролитически вне титруемого раствора, он не добавляется к определяемому образцу в виде стандартного раствора общепринятым методом, а вместо объема и массы при титровании измеряют время титрования и ток. Электрохимическое окисление бромидов на платиновом электроде в кислых средах может привести к образованию Br

−

, Br2, а также короткоживущих

радикалов брома, адсорбированных на поверхности платинового электрода. Образующиеся при элетроокислении соединение брома и сам бром легко вступают в радикальные и окислительно-восстановительные реакции, а также реакции электрофильного замещения и присоединения по кратным связям. Это позволяет охватить широкий круг биологически активных соединений различной структуры, обладающих антиоксидантными свойствами [299]. Данный метод наряду с амперо-

метрическим нашел применение при изучении продукции молочной промышленности (4 глава настоящей работы).

Запатентована модификация данного метода определения антиоксидантной емкости в растительном сырье в пересчете на танин путем кулонометрического титрования. Его отличия: в качестве титранта используются гипоиодит-ионы, образующиеся при диспропорционировании электрогенерированного йода в щелочной среде, причем электрогенерация титранта осуществляется из 0,1 М раствора йодида калия в фосфатном буферном растворе (рН = 9,8) на платиновом электроде при постоянной силе тока 5,0 мА [294].

Кулонометрическое титрование с электрогенерированными окислителями обладает рядом преимуществ по сравнению с другими электрохимическими методами. Главным образом это отсутствие необходимости в предварительном построении градуировочных графиков, поскольку кулонометрия является абсолютным методом и не использует зависимость свойства от концентрации определяемого вещества, характерную для любого другого физико-химического метода анализа. Важными характеристиками для рутинного анализа являются экспрессность (на одно титрование затрачивается не более 5 мин), доступность и простота проведения анализа в сочетании с высокой точностью и воспроизводимостью получаемых результатов [300].

В табл. 3.10 обобщена и систематизирована информация о методах определения АОА веществ.

За основу была принята классификация, приведенная в работе [281], которая была дополнена информацией, касающейся объектов исследования (АФК), достоинствами и недостатками соответствующих методов.

Таблица 3.10

Метод

На чем

основан

Достоинства

Недостатки

Область

применения

Люминесценция:

Определение слабого свечения вещества, вызванного действием различных видов энергии

- хемилюминесценция

Определение слабого свечения вещества под влиянием энергии химических реакций

Метод является единственным, позволяющим наблюдать за концентрацией радикалов, ведущих цепи окисления липидов

Интенсивность хемилюминесценции зависит от pH среды

Молоко козье, кисломолочные продукты, йодобогащенные молочные продукты

- флуоресценция

Определение спонтанного непрерывного сверхслабого свечения тканей и биосред в видимой области спектра в результате СРО или при протекании реакций с участием перекисей

Метод относительно простой, чувствительный

Метод длительный по времени; требует наличия флуоресцентного детектора

Пищевые продукты, напитки, химикаты, добавки, плазма и сыворотка крови, моча

Фотометрический

Определение количества веществ с учетом измерения светопоглощения раствора полученного соединения

Экспрессность и низкая стоимость единичного анализа, простота оборудования, хорошая сходимость результатов. Это один из немногих методов, обеспечивающих возможность прямого (даже автоматизированного) измерения суммарного содержания АО на уровне 10−6– 10

−3

моль/дм3

Трудно определять липофильные АО. Не все определяемые этим методом восстановители активны по отношению к свободным радикалам в условиях in vivo, что связано с большей кислотностью модельной системы

Плазма крови, ткани мозга, пищевые продукты, травы

Наиболее используемые методы определения интегральной

антиоксидантной (противоокислительной) активности

Продолжение табл. 3.10

Электрохимичекие:

- потенциометрический

Измерение потенциала хорошо электрически обратимой редокспары и его изменение в присутствии антиоксидантов

Метод адаптирован к условиям проточноинжекционного анализа, что предоставляет дополнительную возможность его использования непосредственно в процессе производства продуктов питания

Продолжительность анализа; аналитический сигнал необходимо регистрировать с помощью дорогостоящих спектрофотометрического или флюорометрического оборудования и реактивов; получаемая информация не является прямой

Продукты питания растительного происхождения – фруктовые соки, пиво, чай (зеленый, черный), спиртные напитки (вина, портвейн, настойки)

- вольтамперометрический

Получение 





за счет электровосстановления растворенного кислорода

Прямое определение суммы антиоксидантов. Применение АФК для определения АО

Используются ртутьсодержащие электроды. Необходимость учета сдвига потенциала первой волны электровосстановления кислорода в зависимости от природы антиоксиданта. Использование кинетического параметра расчета АОА. Необходимость перемешивания раствора

- амперометрический

Ферментативное получение супероксид-анион-радикала 





,  и их взаимодействие с АО с последующим измерением уменьшения тока

Низкий предел обнаружения; высокая селективность; малый объем ячейки (0,1–5 мкл); простота обслуживания

Определяются только соединения, молекулы которых могут окисляться

Экстракт лекарственных трав, чай, кофе, вина, коньяк, пиво, бальзамы

Окончание табл. 3.10

- кулонометрический

Измерение количества электричества, прошедшего через ячейку при электрохимическом окислении или восстановлении вещества на рабочем электроде

Возможность анализа без предварительной калибровки прибора по образцам с известным содержанием определяемого компонента; надежное определение малых концентраций; легкость автоматизации; возможность использования неустойчивых реагентов

Молоко и молочные продукты, вина, чай, фруктовые и овощные соки

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 89 / 139 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]