Способ определения содержания синтетических красителей в кондитерских изделиях

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения синтетических красителей Е124 (Понсо 4R), Е102 (Тартразин), Е133 (Синий блестящий FCF) в кондитерских изделиях при их аналитическом контроле в пищевой промышленности, а также в лабораториях по контролю качества потребительских товаров. Способ определения содержания синтетических красителей в кондитерских изделиях заключается в предварительном измельчение пробы, растворении ее в дистиллированной воде, введение в раствор сорбента, в качестве которого используют прозрачную полиметилметакрилатную пластинку, после извлечения которой проводят спектрофотометрическое измерение ее светопоглощения при длине волны, соответствующей максимуму поглощения каждого красителя. Оценку концентрации красителя проводят по графической зависимости концентрации красителя от светопоглощения полиметилметакрилатной пластинки, предварительно построенной по известным концентрациям раствора красителя в воде. Технический результат - упрощение и ускорение определения концентрации синтетических красителей в кондитерских изделиях без использования токсичных веществ. 1 ил., 3 табл.

 

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения синтетических красителей Е124 (Понсо 4R), Е102 (Тартразин), Е133 (Синий блестящий FCF) в кондитерских изделиях при их аналитическом контроле в пищевой промышленности, а также в специализированных аналитических лабораториях по контролю качества потребительских товаров на предмет содержания в них красителей, в том числе, запрещенных к применению.

Известен способ идентификации синтетических пищевых красителей Е102, Е124 [RU 2398217 С1, МПК G01N 21/25 (2006.01), C09B 61/00 (2006.01), опубл. 27.08.2010,)], заключающий в том, что в предварительно измельченную и растворенную в дистиллированной воде пробу, содержащую синтетические пищевые красители, добавляют сульфат аммония до его концентрации в растворе 43 мас. %, экстрагируют смесью растворителей ацетон-2-пропанол в соотношении 60:40 мас. % при объемном соотношении смеси растворителей и водного раствора 1:10, экстракт отделяют, смесь красителей разделяют способом хроматографии в тонком слое на пластинах «Silufol». При этом в качестве подвижной фазы используют смесь ацетон-изобутиловый спирт-раствор гидроксида калия. Красители идентифицируют по окраске и/или коэффициенту смещения.

Недостатком этого способа является использование токсичных растворителей ацетона и изопропанола.

Известен способ определения содержания синтетических красителей Е124 (Понсо 4R, Е102 (Тартразин), Е133 (Синий блестящий FCF) в карамели [Продукты пищевые. Способы идентификации и определения массовой доли синтетических красителей в карамели. - М.: Стандартинформ, 2006, 20 с.; ГОСТ Р 52825-2007], включающий размалывание карамели и растворение ее в воде, из которой происходит сорбция красителя. Раствор пропускают через 1-5 патронов для твердофазной экстракции, заполненных оксидом алюминия. После полной сорбции красителей проводят промывание патронов ледяной уксусной кислотой и их десорбцию аммиаком до полного обесцвечивания сорбента. После чего элюат досуха выпаривают на водяной бане, сухой остаток растворяют в дистиллированной воде и проводят сначала качественное определение красителей хроматографированием в тонком слое сорбента, затем их количественное определение способом оптической денситометрии или спектрофотомерии.

Недостатком этого способа является необходимость использования токсичных веществ, таких как аммиак, ледяная уксусная кислота.

Известен способ определения синтетических красителей Е124, Е102, Е133 в кондитерских изделиях [Чибисова М.В., Березкин В.Г. Определение синтетических красителей в пищевых продуктах методами тонкослойной хроматографии, УФ- и ИК-спектроскопии. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2011. Т. 11. Вып. 2. - С. 219-227]. Для этого к 5 г предварительно растертого до однородной массы кондитерского изделия, помещенного в стакан емкостью 100 см³, приливают 30 см дистиллированной воды. Полученный раствор отфильтровывают через фильтр. Фильтрат используют для дальнейшего концентрирования на патронах «Диапак-Амин». Десорбцию осуществляют путем пропускания через патрон дистиллированной воды. Полуколичественное определение проводят способом тонкослойной хроматографии по размеру и цвету хроматографических зон.

Известен способ определения синтетических красителей Е124, Е102, Е133 в кондитерских изделиях [Хальзова С.А., Зяблов А.Н., Селеменев В.Ф. Определение синтетических красителей методом ТСХ // Сорбционные и хроматографические процессы. 2014. Т. 14. Вып. 3. - С. 544-547] через экстракцию синтетических красителей на сорбенте из оксида алюминия и активированного угля, после предварительного измельчения пробы и перевода в раствор. Десорбцию осуществляют путем пропускания через патрон дистиллированной воды. Полуколичественное определение проводят способом тонкослойной хроматографии по размеру и цвету хроматографических зон на планшетном сканере.

Недостатком перечисленных способов является невозможность количественного определения синтетических красителей, так как полученные данные являются полуколичественными, что характерно для визуальной идентификации.

Известен способ вольтамперометрического определения содержания синтетического красителя Е102 (Тартразин) в мармеладе и желе [Липских О.И., Николаева А.А., Короткова Е.И. Вольтамперометрическое определение тартразина в пищевых продуктах. // Журнал аналитической химии, 2017, Т. 74. №4. С. 341-347], который заключается в измельчении пробы, растворении в дистиллированной воде и последующем вольтамперометрическом определении содержания красителя при потенциале, индивидуальном для этого красителя в интервале концентраций 0,05-0,50 мг/л с пределом обнаружения 0,011 мг/л.

Недостатком такого способа является необходимость наличия дорогостоящего оборудования и невозможность осуществления анализа вне лаборатории.

Известен способ определения содержания пищевых красителей Е102, Е124 [Г.Р. Рамазанова, Т.И. Тихомирова, В.В. Апяри. Сорбция пищевых красителей на пенополиуретане // Вестник московского университета. Серия 2 Химия. 2013 Т. 54 №4 С. 196-202] на пенополиуретане и α-Al2O3 из водных растворов. Для осуществления способа в раствор с точной концентраций синтетического красителя вносят сорбент пенополиуретан в виде пластинки или порошка, перемешивают, отделяют сорбент от раствора и анализируют пенополиуретан на количество сорбированного на его поверхности красителя методом спектроскопии диффузного отражения. В оптимальных условиях степень извлечения составляет 70-80%.

Недостатком способа является неполное извлечение красителя из пенополиуретанового сорбента.

Известен способ определения содержания синтетических красителей Е102, Е133 в кондитерских изделиях [Sorouraddin, М. Н., Rostami, А., & Saadati, М. (2011). A simple and portable multicolour light emitting diode based photocolourimeter for the analysis of mixtures of five common food dyes. Food Chemistry, 127, 308-313], выбранный в качестве прототипа. Этот способ включает следующие действия: в 50 мл дистиллированной воды растворяют не менее 5 г измельченного кондитерского изделия. Раствор отделяют, центрифугируют и разбавляют равным объемом раствора СН₃СООН 3 М. Затем в раствор вносят 200 мг природного полимерного сорбента и нагревают в течение 60 мин при 60°C или 10 мин при 90°C. Затем окрашенный сорбент отделяют от раствора. Десорбцию красителя проводят 10 мл NH₃ 2Mb течение 10 мин при 90°C, после чего количественное определение содержания красителей проводят методом спектрофотометрии.

Недостатками способа является использование токсичных веществ уксусной кислоты и аммиака.

Технический результат предложенного решения заключается в разработке простого способа, позволяющего определять концентрации синтетических красителей Е124 (Понсо 4R), Е102 (Тартразин), Е133 (Синий блестящий FCF) в кондитерских изделиях без использования токсичных веществ.

Способ определения содержания синтетических красителей в кондитерских изделиях, также как в прототипе, включает предварительное измельчение пробы, растворение ее в дистиллированной воде, введение в раствор сорбента, последующее извлечение его из раствора и оценку концентрации красителя спектрофотометрией.

В отличие от прототипа в качестве сорбента используют прозрачную полиметилметакрилатную пластинку, после извлечения которой проводят спектрофотометрическое измерение ее светопоглощения при длине волны, соответствующей максимуму поглощения каждого красителя, а оценку концентрации красителя проводят по графической зависимости концентрации красителя от светопоглощения полиметилметакрилатной пластинки, предварительно построенной по известным концентрациям раствора красителя в воде.

Использование прозрачной полиметилметакрилатной пластинки в качестве сорбента позволяет более точно детектировать сигнал по максимуму полосы светопоглощения, что недоступно для непрозрачных сорбентов, а также сокращает время анализа вследствие отсутствия стадии десорбции красителя.

При взаимодействии красителя Е124, Е102 или Е133 с эфирными группами полиметилметакрилата происходит их экстракция в объем сорбента с сохранением прозрачности полиметилметакрилата. При этом полиметилметакрилатная пластинка приобретает цвет, характерный для индивидуального красителя или их смеси.

Преимуществом предложенного способа является отсутствие необходимости использования токсичных веществ для осуществления количественной оценки содержания синтетического красителя.

На фиг. 1 представлена градуировочная зависимость светопоглощения полиметилметакрилатной пластинки А от концентрации красителя при длине волны максимума поглощения.

В таблице 1 представлены результаты определения содержания Е 102 (Тартразин).

В таблице 2 показаны результаты определения содержания Е133 (Синий блестящий FCF).

В таблице 3 представлены результаты определения содержания красителя Е124 (Понсо 4R).

Пример 1. Определение содержания красителя Е 102 (Тартразин) в кондитерских изделиях.

К 5 г предварительно растертого до однородной массы кондитерского изделия (таблица 1), помещенного в стакан емкостью 100 мл, приливали 50 мл дистиллированной воды, полученный раствор отфильтровывали. Анализу подвергали аликвоту объемом 20 мл. Внутрь шприца объемом 20 мл помещали полиметилметакрилатную пластинку размером 1×5×6 мм. Шприц опускали в полученный фильтрат таким образом, чтобы можно было отобрать пробу объемом 10 мл. После отбора пробы впускали 2-4 мл воздуха в шприц для того, чтобы было удобно встряхивать пластинку с анализируемым раствором. После 5-минутного встряхивания анализируемый раствор сливали, вынимали полиметилметакрилатную пластинку и высушивали ее фильтровальной бумагой. Измерение светопоглощения (А) полиметилметакрилатной пластинки проводили на спектрофотометре Evolution 60S при длине волны 428 нм, соответствующей максимуму поглощения красителя Тартразин. Содержание красителя в анализируемом растворе определяли по градуировочному графику (фиг. 1), полученному по эталонным концентрациям раствора красителя в воде. Результаты определения концентрации красителя Е102 (Тартразин) вольтамперометрическим способом (I) [Липских О.И., Николаева А.А., Короткова Е.И. Вольтамперометрическое определение тартразина в пищевых продуктах // Журнал аналитической химии, 2017, Т. 74. №4. С. 341-347] и предлагаемым способом (II) представлены в таблице 1.

Пример 2. Определение содержания красителя Е133 (Синий блестящий FCF).

Определение проводили аналогично примеру 1, с тем отличием, что измерение светопоглощения (А) полиметилметакрилатной пластинки проводили при длине волны 635 нм, соответствующей максимуму поглощения красителя Синий блестящий FCF. Результаты определения концентрации красителя E133 вольтамперометрическим (I) и предлагаемым (II) способами представлены в таблице 2.

Пример 3. Определение содержания красителя Е124 (Понсо 4R).

Определение проводили аналогично примеру 1, с той разницей, что измерение светопоглощения (А) полиметилметакрилатнпой пластинки проводили при длине волны 518 нм, соответствующей максимуму поглощения Понсо 4R. Результаты определения красителя Е124 вольтамперометрическим (I) и предлагаемым (II) способами представлены в таблице 3.

Способ определения содержания синтетических красителей в кондитерских изделиях, включающий предварительное измельчение пробы, растворение ее в дистиллированной воде, введение в раствор сорбента, последующее извлечение его из раствора и оценку концентрации красителя спектрофотометрией, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют прозрачную полиметилметакрилатную пластинку, после извлечения которой проводят спектрофотометрическое измерение ее светопоглощения при длине волны, соответствующей максимуму поглощения каждого красителя, а оценку концентрации красителя проводят по графической зависимости концентрации красителя от светопоглощения полиметилметакрилатной пластинки, предварительно построенной по известным концентрациям раствора красителя в воде.