CC BY
14
Научная статья
УДК 543.554; 664.143; 613.26
DOI: 10.14529/food230211
ЭКСПРЕСС-ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ АКТИВНОСТИ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОДНОРАЗОВОЙ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЙ СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЫ
А.В. Тарасов, tarasovav@usue.ru, https://orcid.org/0000-0001-7642-6532 Н.В. Заворохинаzavornv@usue.ru, https://orcid.org/0000-0001-5458-8565 Уральский государственный экономический университет, Екатеринбург, Россия
Аннотация. Внесение антиоксидантов в пищевые системы с целью увеличения их функционального действия, повышения срока хранения создает потребность их количественного определения. Существующие методы лабораторного определения АОА в кондитерских изделиях, использующие приготовление коллоидных растворов растворением при контролируемой температуре в качестве этапа подготовки твердофазных образцов, решают большой спектр аналитических задач, но характеризуются высокой трудоемкостью. Статья посвящена разработке одноразовой потенциометрической сенсорной системы (ПСС) и ее применении в оценке антиоксидантной активности (АОА) твердофазных пищевых систем на примере кондитерских изделий (желейных, пастильных, сбивных). Толстопленочные электроды ПСС изготавливали с применением трафаретной печати; углеродсодержащий электрод, используемый в качестве индикаторного электрода, модифицировали многослойными углеродными нанотрубками (МУНТ), cеребросодержащий электрод, модифицированный смешанным осадком и стабилизированный Нафионом, служил электродом сравнения. АОА оценивали потен-циометрическим методом с использованием медиаторной системы гексацианоферратов калия (K3[Fe(CN)6/K4[Fe(CN)6]). Представлено схематическое изображение процедуры оценки АОА твердофазных пищевых образцов с использованием ПСС и циклические вольтамперограммы, зарегистрированные на толстопленочном углеродсодержащем электроде при скорости 50 мВ/с в натрий-фосфатном буфере pH 7,4, содержащем 1 ммоль/дм3 K3[Fe(CN)6] и 1 ммоль/дм3 K4[Fe(CN)6] и зависимость потенциала МУНТ (1 % масс.)/С/ПЭТ в натрий-фосфатном буфере pH 7,4, содержащем различное соотношение K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]. Результаты анализа кондитерских изделий, полученные с использованием ПСС, сопоставимы с результатами, полученными с использованием коммерческих электродов. Результаты анализа срезов кондитерских изделий, полученные с использованием ПСС в условиях нагрузки (4,8 кПа), коррелируют с результатами анализа их коллоидных растворов. Предложенная ПСС является одноразовой, дает возможность анализировать твердофазные образцы в режиме реального времени (in situ), демонстрирует высокую аналитическую эффективность и может быть изготовлена в виде экспресс-тестов для дальнейшего использования при определении АОА кондитерских изделий. В комплектации с потенциометрическим анализатором портативного типа предложенная ПСС может использоваться во внелабораторных условиях.
Ключевые слова: антиоксидантная активность, пищевая система, потенциометрическая сенсорная система, кондитерские изделия
Для цитирования: Тарасов А.В., Заворохина Н.В. Экспресс-определение антиоксидант-ной активности кондитерских изделий с использованием одноразовой потенциометрической сенсорной системы // Вестник ЮУрГУ. Серия «Пищевые и биотехнологии». 2023. Т. 11, № 2. С. 93-102. DOI: 10.14529/food230211
© Тарасов А.В., Заворохина Н.В., 2023
Original article
DOI: 10.14529/food230211
EXPRESS DETERMINATION OF ANTIOXIDANT ACTIVITY OF CONFECTIONERY PRODUCTS USING A DISPOSABLE POTENTIOMETRIC SENSOR SYSTEM
A.V. Tarasov, tarasovav@usue.ru, https://orcid.org/0000-0001-7642-6532 N.V. ZavorokhinaF, zavornv@usue.ru, https://orcid.org/0000-0001-5458-8565 Ural State University of Economics, Ekaterinburg, Russia
Abstract. The introduction of antioxidants into food systems in order to increase their functional effect, increase the shelf life creates the need for their quantitative determination. Existing methods of laboratory determination of AOA in confectionery products, using the preparation of colloidal solutions by dissolution at a controlled temperature as a stage in the preparation of solidphase samples, solve a wide range of analytical tasks, but are characterized by high labor intensity. The article is devoted to the development of a single-use potentiometric sensor system (PSS) and its application in assessing the antioxidant activity (AOA) of solid-phase food systems on the example of confectionery products (jelly, pastille, whipped). Thick-film PSS electrodes were manufactured using screen printing; a carbon-containing electrode used as an indicator electrode was modified with multilayer carbon nanotubes (MNT), a silver-containing electrode modified with mixed sediment and stabilized with Naphion served as a reference electrode. AOA was evaluated by a potentiometric method using a mediator system of potassium hexacyanoferrates (K3[Fe(CN)6/K4[Fe(CN)6]). A schematic representation of the AOA evaluation procedure of solidphase food samples using PSS and cyclic voltammograms recorded on a thick-film carbon-containing electrode at a speed of 50 mV/s in a sodium-phosphate buffer pH 7.4 containing 1 mmol/dm3 K3 [Fe(CN)6] and 1 mmol/dm3 K4[Fe(CN)6] and the dependence of the MNT potential (1 % wt.)/C/PET in a sodium-phosphate buffer pH 7.4 containing a different ratio of K3[Fe(CN)6/K4[Fe(CN)6]. The results of the analysis of confectionery products obtained using PSS are comparable to the results obtained using commercial electrodes. The results of the analysis of sections of confectionery products obtained using PSS under load conditions (4.8 kPa) correlate with the results of the analysis of their colloidal solutions. The proposed PSS is disposable, makes it possible to analyze solid-phase samples in real time (in situ), demonstrates high analytical efficiency and can be made in the form of express tests for further use in determining the AOA of confectionery products. In combination with a portable type potentiometric analyzer, the proposed PSS can be used in non-laboratory conditions.
Keywords: antioxidant activity, food system, potentiometric sensor system, confectionery
For citation: Tarasov A.V., Zavorokhina N.V. Express determination of antioxidant activity of confectionery products using a disposable potentiometric sensor system. Bulletin of the South
Ural State University. Ser. Food and Biotechnology, 2023, vol. 11, no. 2, pp. 93-102. (In Russ.) DOI: 10.14529/food230211
Введение
Использование БАВ с высоким антиокси-дантным эффектом при моделировании ин-гредиентного состава пищевого продукта является наиболее простой возможностью повысить его функциональность для достижения кардио- и гепатопротекторных свойств, снижения оксидативного стресса организма человека при техногенных и иных нагрузках, повышения иммунитета, увеличения срока хранения и антиокислительных свойств пи-
щевого продукта. При этом введение антиок-сидантов должно быть контролируемым с возможностью их количественного определения. Сегодня существует множество методов количественного определения антиоксидант-ной активности - химические, физико-химические методы, в том числе спектроскопические, электрохимические методы, ампе-рометрические, кулонометрические, вольтам-перометрические и потенциометрические. Потенциометрический метод позволяет ре-
шить ряд проблем, связанных с определением АОА - он наиболее простой и информативный из всех вышеперечисленных, не требует построения градуировочной шкалы и градуировки приборов. Особую трудность представляет определение АОА в полутвердых и твердофазных пищевых системах.
Потенциометрический метод с использованием медиаторной системы гексацианофер-ратов калия (Kз[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6]) был предложен для анализа жидких и твердофазных образцов медиаторной системы гекса-цианоферратов калия в 2002 и 2010 годах. Исследования последующих лет свидетельствуют об успешном применении метода в пищевых [1-5], косметических [6], фармацевтических [7], и медицинских [8, 9] приложениях. Однако многоразовое использование в анализе коммерческих электродов требует их обслуживания, что затрудняет дальнейшее внедрение метода в промышленную и медицинскую практику. В частности, индикаторный платиновый электрод нуждается в предварительной очистке поверхности [10], а хлорсе-ребряный электрод сравнения требует периодического заполнения раствором внутреннего электролита и поверки потенциала. Таким образом, разработка не требующих обслуживания одноразовых электродов, предназначенных для потенциометрического определения АОА, является актуальной исследовательской задачей и направлена на сокращение разрыва между лабораторным и внелабораторным анализом.
В работах [11, 12] был описан планарный твердотельный электрод на основе хлорида и феррицианида серебра, обладающий стабильным потенциалом в среде с переменным содержанием K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6], что позволило использовать его в качестве электрода сравнения в условиях потенциометриче-ского определения АОА. Разработанный электрод сравнения в комбинации с планарным платиновым электродом служил потенцио-метрической сенсорной системой (ПСС), эффективность которой была подтверждена в анализе яблочных соков, биологических жидкостей [11], срезов фруктов и овощей [13]. Однако многоразовое применение индикаторного платинового электрода не позволило перевести формат измерений в полностью одноразовый. Кроме того, используемая в изготов-
лении электродов алюмооксидная керамика приводила к удорожанию их себестоимости. В работе [12] была предложена полностью одноразовая ПСС на основе стеклотекстолита, в которой индикаторным электродом служил толстопленочный углеродсодержащий электрод, модифицированный наночастицами золота. Наночастицы золота были нанесены на поверхность углеродсодержащего электрода способом капельного литья и удерживались за счет физической адсорбции. Данный способ модификации поверхности является обратимым, поскольку образуемые при этом межмолекулярные взаимодействия носят некова-лентный характер и могут быть разрушены в условиях эксплуатации или хранения электрода [14]. В этом исследовании была разработана новая одноразовая ПСС на основе модифицированных толстопленочных электродов, изготовленных с использованием поли-этилентерефталата (ПЭТ) в качестве подложки. Индикаторный электрод был модифицирован объемным способом, при котором на-норазмерный наполнитель был введен непосредственно в углеродную пасту. В качестве наноразмерного модификатора использовали многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ), которые широко применяются в (био)сенсорах с целью улучшения их электрических, электронных, механических и аналитических характеристик [15, 16]. Разработанная ПСС была успешно апробирована в анализе пищевых продуктов с твердой и полутвердой консистенцией.
Цель исследования - разработка высокоточной одноразовой потенциометрической системы-теста для определения антиокси-дантной активности в твердых и полутвердых пищевых системах на примере кондитерских изделий.
Объекты и методы исследования
Объекты исследования. Все кондитерские изделия были приобретены в торговой розничной сети города Екатеринбурга. Характеристика исследованных кондитерских изделий российского производства представлена в табл. 1. Поскольку используемые образцы при комнатной температуре имели твердую, полутвердую, и упругую желейную стабильные структуры, в тексте далее использовали термин «твердофазные объекты».
Таблица 1
Перечень исследованных кондитерских изделий
Наименование Изготовитель Состав
Конфеты, покрытые глянцевателем с желейным корпусом СМУЗИ «Eco-botaшca» черника-банан ОАО «Рот Фронт» Пюре черничное, пюре банановое, краситель антоциан, витаминный премикс
Конфеты, покрытые глянцевателем с желейным корпусом СМУЗИ «Eco-botanica» ананас-манго ОАО «Рот Фронт» Пюре яблочное, концентрированный ананасовый сок, краситель куркумин, порошок манго, витаминный премикс
Зефир «Eco-botaшca» с кусочками брусники, растительным экстрактом и витаминами ОАО «Рот Фронт» Пюре яблочное, клюква сушеная (кусочки), брусника сушеная (кусочки), сухой растительный экстракт клюквы, витаминный премикс
Конфеты в шоколаде со сбивным корпусом «Медофеты» суфле с лесной клубникой ООО «Частные пасеки Берестова» Антиокислитель токоферол (витамин Е), плодовый наполнитель клубника с земляникой, мед натуральный
Пастилки «Вишня и Смородина» АО «КФ «Пермская» Концентрированный яблочный сок, пюре яблочное концентрированное, пюре вишневое концентрированное, концентрированный сок черной смородины, волокна пищевые цитрусовые
Конфеты глазированные «Чернослив Кремлина шоколадный с грецким орехом» ООО «КФ «Кремлина» Слива сушеная (чернослив), пюре сливовое, ядро грецкого ореха
Конфеты глазированные «Курага Кремлина шоколадная с грецким орехом» ООО «КФ «Кремлина» Абрикос сушеный (курага), пюре абрикосовое, ядро грецкого ореха
Реактивы и материалы. Феррицианид калия K3[Fe(CN)6], ферроцианид калия K4[Fe(CN)6]3H2O, хлорид калия KCl, хлорид натрия NaCl, гидрофосфат натрия Na2HPO412H2O и дигидрофосфат калия KH2PO4 квалификации «химически чистый» были поставлены АО «Химреактивснаб» (Россия). Полимерная пленка на основе ПЭТ толщиной 0,5 мм и 5 %-ный раствор Nafion 117 были получены от Fellowes Inc. (США) и Sigma-Aldrich Co. (США), соответственно. Серебряная краска Mechanic DJ912 и углеродные чернила Ceres были приобретены у Shenzhen Welsolo Electronic Technology Co., Ltd. (Китай) и Guangzhou Print Area Co. Ltd. (Китай), соответственно. МУНТ были поставлены ООО «МТС-нано» (Россия). Жидкий изолятор был получен при смешении клея Cementit Universal (Merz+Benteli AG, Швейцария) и ацетона в соотношении 1:5 по объему. Микропористый пленочный материал МФАС-ОС-2 на основе смеси ацетатов целлюлозы (ЗАО НТЦ «Владипор», Россия) ис-
пользовали в качестве мембраны-носителя раствора с медиаторной системой.
Оборудование. Ручной станок трафаретной печати SPR-10 (DDM Novastar Inc., США) и сушильный шкаф ШС-0.25-60 (ООО НПП «Теплоприбор», Россия) использовали для изготовления и сушки толстопленочных электродов. Вольтамперометрический анализатор ИВА-5 в комплектации с хлорсеребряным электродом ЭВЛ-1М3.1 и стеклоуглеродным стержнем СУ-2000 использовали для реализации потенциостатического режима. Потен-циостат-гальваностат PGSTAT 128N в комплектации с хлорсеребряным электродом 6.0726.100 и стеклоуглеродным стержнем 6.1248.040 (Metrohm AG, Швейцария) использовали для циклических вольтамперометриче-ских измерений. рН-метр/иономер ТА-Ион в комплектации с коммерческими электродами или разработанной ПСС использовали для потенциометрических измерений. Коммерческими электродами служили платиновый электрод 6.1204.310 в корпусе из полиэфирэ-
фиркетона с диаметром диска 3 мм (Metrohm AG, Швейцария) и хлорсеребряный электрод ЭВЛ-1М3.1.
Приготовление объектов исследования. Коллоидные растворы кондитерских изделий получали при растворении последних в горячей воде на водяной бане при 80 °С. Во всех случаях использовалось соотношение 2 г образца к 100 дм3 нагретой до 100 °С деионизо-ванной воды (1:50). Предэкстракционные манипуляции включали удаление глазури кондитерских изделий. Постэкстракционные манипуляции включали охлаждение полученных образцов исследования на водяной бане, а также их последующее фильтрование через многослойную марлю коллоидных растворов кондитерских изделий, отличных от желейных.
Изготовление электродов ПСС. Индикаторный электрод ПСС представлял собой модифицированный толстопленочный углерод-содержащий электрод. Углеродные чернила с различным содержание МУНТ (0; 0,5; 1 и 2 % по массе) были нанесены на предварительно очищенную подложку ПЭТ методом трафаретной печати, а затем высушены в печи при 110 °С в течение 30 минут. Немодифициро-ванный и модифицированный толстопленочные углеродсодержащие электроды были обозначены С/ПЭТ и МУНТ/С/ПЭТ, соответственно. Электрод сравнения ПСС представлял собой модифицированный толстопленочный серебросодержащий электрод, изготовленный в соответствии с описанными ранее процедурами [11, 12]. На рабочей поверхности толстопленочного серебросодержащего электрода в потенциометрическом режиме был сформирован смешанный осадок, содержащий преимущественно хлорид серебра и ферри-цианид серебра. На заключительном этапе модифицированный осадком углеродсодер-жащий электрод был погружен в 1,25 %-ный раствор Нафиона для формирования защитного слоя, а затем этот электрод был отвержден в печи при 100 °С в течение часа. Единичные модифицированные серебросодержащие электроды имели размеры 40^2^0,5 мм и обозначались как Н/О/Ag/ПЭТ.
Применение ПСС в анализе пищевых образцов. Разработанная ПСС была применена в оценке АОА твердофазных пищевых образцов, примерами которых служили кондитерские изделия. Твердофазные образцы могут быть проанализированы в отсутствии и присутствии нагрузки. Срезы фруктов и овощей
содержат большое количество жидкой фракции (сока), поэтому они могут быть проанализированы без внешнего давления с использованием медиаторной системы состава Кз^е(С^]/К4^е(С^б] = 0,1/0,001 моль/дм3 [13]. Кондитерские изделия содержат незначительное количество свободной воды, поэтому для измерения стабильного аналитического сигнала (потенциала) потребовалось применение внешнего давления. Электроды ПСС располагали горизонтально в плоскости стола. Поверх электродов укладывали мембрану, пропитанную натрий-фосфатным буфером рН 7,4, содержащим 0,001 моль/дм3 Кз^е(С^)б] и 0,00005 моль/дм3 К4^е(С^)б]. Затем поверх мембраны располагали срез анализируемого кондитерского изделия толщиной (3 ± 1) мм, сделанный при помощи керамического ножа. Сверху устанавливали стальной груз массой 0,5 кг и диаметром основания 36 мм. В таких условиях давление, оказываемое грузом на ПСС и тестируемый образец, составило 4,82 кПа или 36,1 мм рт. ст. [6].
Обработка результатов анализа. АОА жидких образцов в моль-экв/дм3 рассчитывали по формуле:
АОА = Сож ~ а 'Сд е " ■ а,
1 + а '
а = о 2< 3 « (1)
где СОх - концентрация K3[Fe(CN)6], моль/дм ; Сиеа - концентрация К4^е(С№)6], моль/дм3; ДБ = (Е1 - Е2) - изменение потенциала от начального до конечного значения, В; F = 96485,333 Кл/моль - постоянная Фарадея; R = 8,314 Дж/(молыК) - универсальная газовая постоянная; Т = Т(°С) + 273,15 - термодинамическая температура, К; d - разбавление пробы, безразмерная величина. АОА срезов пересчитывали на один грамм исходных твердофазных образцов по приведенной ниже формуле с учетом следующих допущений:
1) коэффициенты диффузии антиоксидан-тов в образце и К4^е(С№)6] в мембране близки и
2) плотность образца и плотность пропитанной мембраны стремятся к единице.
Таким образом,
АОА (МОЛ Ь - ЭКВ/ Г) = АОА (моль~зкв/дм3) ■ 1 о , (2)
где АОА(моль-экв/дм3) - значение, найденное по формуле (1); р - плотность образца, г/см3. Измерения АОА проводили в трехкратной повторности. Данные представлены в виде
X ± АХ, где X - среднее арифметическое, АХ - стандартное отклонение. Валидация результатов определения АОА пищевых систем, полученных с использованием ПСС, была проведена относительно результатов, полученных с использованием коммерческих электродов. Параметрами валидации служили критерий Фишера критерий Стьюдента и коэффициент корреляции Пирсона (г).
Результаты исследований и их обсуждение
Электрохимическая характеристика индикаторного электрода. В настоящей работе в составе разработанной ПСС применялся описанный ранее электрод сравнения Н/О/Ag/ПЭТ [11, 12], модификацией которого являлось использование неэлектропроводящей подложки (ПЭТ). В связи с этим научный интерес представляла характеристика нового индикаторного электрода, которая была выполнены методами циклической вольтампе-рометрии и потенциометрии. На рис. 1(а) представлены циклические вольтамперограм-мы, зарегистрированные с использованием индикаторного углеродсодержащего электрода в натрий-фосфатном буфере pH 7,4, содержащем эквимолярное количество ферри- и ферроцианида калия. Увеличение токов, наблюдаемое на циклических вольтамперо-граммах с ростом концентрации МУНТ, свидетельствует о возрастании электропроводности [15]. В то же время углеродсодержащий
электрод, модифицированный 2 % масс. МУНТ, продемонстрировал снижение пластичности. Таким образом, в дальнейших исследованиях использовали углеродсодержа-щий электрод, модифицированный 1 % масс. МУНТ. Зависимость потенциала электрода МУНТ (1 % масс.)/С/ПЭТ в натрий-фосфатном буфере рН 7,4, содержащем различное соотношение K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6], представлена на рис. 1(б). Угловой коэффициент полученной линейной зависимости равен 58,3 мВ, что близко к теоретическому значению коэффициента RT/nF в уравнении Нернста для одноэлектронного процесса, приблизительно равному 59 мВ при 25 °С .
Анализ кондитерских изделий. Применимость ПСС в оценке АОА твердофазных пищевых образцов была продемонстрирована на примере анализа срезов корпусов кондитерских изделий. Результаты оценки АОА срезов кондитерских изделий, полученные с использованием ПСС, были сопоставлены с результатами оценки АОА их коллоидных растворов, полученными с использованием коммерческих электродов. Срезы корпусов кондитерских изделий были проанализированы в отсутствии и присутствии местного давления 4,82 кПа. Результаты анализа срезов кондитерских изделий, полученные без нагрузки, характеризовались низкими значениями АОА, невоспроизводимостью и отсутствием корреляции с результатами анализа коллоидных
а)
б)
Рис. 1. Циклические вольтамперограммы, зарегистрированные на толстопленочном углеродсо-держащем электроде при скорости 50 мВ/с в натрий-фосфатном буфере pH 7,4, содержащем 1 ммоль/дм3 и 1 ммоль/дм3 (а). Зависимость потенциала
МУНТ(1 % масс.)/С/пЭт в натрий-фосфатном буфере рН 7,4, содержащем различное соотношение Kз[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] (б)
растворов. Такие расхождения результатов объясняются, по-видимому, присутствием в составе кондитерских изделий влагоудержи-вающих агентов и, как следствие, незначительным содержанием свободной воды. Пенообразная консистенция, присущая пастиль-ным кондитерским изделиям, также может оказывать влияние на измерительный процесс. Результаты оценки АОА срезов кондитерских изделий, полученные в условиях нагрузки, представлены в табл. 2. В этом случае была обнаружена значительная положительная корреляция с результатами анализа экстрактов: г = 0,92, р < 0,005.
Заключение
Внесение антиоксидантов в пищевые системы с целью увеличения их функционального действия, повышения срока хранения создает потребность для их количественного определения. Существующие методы лабораторного определения АОА в кондитерских изделиях, использующие приготовление кол-
лоидных растворов растворением при контролируемой температуре в качестве этапа подготовки твердофазных образцов, решают большой спектр аналитических задач, но характеризуются высокой трудоемкостью. Предложенный метод предполагает использование одноразовой потенциометрической сенсорной системы-теста, позволяющей использовать для определения АОА срез изделия под нагрузкой, при этом не требует длительной пробоподготовки. Предложенная ПСС является одноразовой, демонстрирует высокую аналитическую эффективность и может быть изготовлена массово в виде экспресс-тестов
для дальнейшего использования при определении АОА мармелада, зефира, пастильных и сбивных кондитерских изделий как в лабораторных, так и во внелабораторных исследованиях, в том числе в комплектации с потен-циометрическим анализатором портативного типа предложенная ПСС может использоваться во внелабораторных условиях.
Таблица 2
Результаты анализа кондитерских изделий (п = 3)
Наименование АОА экстракта х 104, моль-экв/дм3* АОА среза х 107, , ** моль-экв/г
Суфле «Медофеты» с лесной клубникой 1,15 ± 0,05 0,15 ± 0,07
Конфеты желейные «Есо-Ьо1ашса» ананас-манго 2,11 ± 0,07 1,36 ± 0,15
Конфеты желейные «Есо-Ьо1ашса» черника-банан 2,45 ± 0,07 1,81 ± 0,16
Зефир «Есо-Ьо1ашса» с кусочками брусники 3,91 ± 0,15 0,31 ± 0,10
Пастилки «Вишня и Смородина» 9,98 ± 0,23 2,14 ± 0,26
Конфеты «Кремлина» с черносливом и грецким орехом 14,15 ± 0,33 6,15 ± 0,51
Конфеты «Кремлина» с курагой и грецким орехом 16,41 ± 0,37 8,69 ± 0,63
* Т-Г
При использовании коммерческих электродов. При использовании ПСС в условиях внешнего давления 4,82 кПа.
Список литературы
1. Шарафутдинова Е.Н., Инжеватова О.В., Тоболкина Н.В., Иванова А.В., Брайнина Х.З. Потенциометрический метод определения антиоксидантной активности: Оценка основных метрологических характеристик // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. № 6. C. 9-14.
2. Заворохина Н.В., Соловьева М.П., Чугунова О.В., Пастушкова Е.В., Фозилова В.В. Растительное сырье Уральского региона для производства безалкогольных напитков антиокси-дантной направленности // Пиво и напитки. 2013. № 3. С. 34-37.
3. Чугунова О.В., Заворохина Н.В., Вяткин А.В. Исследование антиоксидантной активности и ее изменения при хранении плодово-ягодного сырья Свердловской области // Аграрный вестник Урала. 2019. Т. 190. № 11. С. 59-65. https://doi.org/10.32417/article_5dcd861e8e0053. 57240026
4. Pastushkova E.V., Tikhonov S.L., Chugunova O.V., Pischikov G.B. Tea with herbal additions: Their antioxidant activity and its dependence on high pressure pre-treatment before extraction // Carpathian Journal of Food Science and Technology. 2019. Vol. 11. No. 3. P. 28-38. https://doi.org/10.34302/crpjfst/2019.11.3.3
5. Tarasov A., Bochkova A., Muzyukin I., Chugunona O., Stozhko N. The effect of pre-treatment of Arabica coffee beans with cold atmospheric plasma, microwave radiation, slow and fast freezing on antioxidant activity of aqueous coffee extract // Applied Sciences. 2022. Vol. 12. No. 12. Art. 5780. https://doi.org/10.3390/app12125780
6. Tarasov A.V., Khamzina E.I., Bukharinova M.A., Stozhko N.Yu. Flexible potentiometric sensor system for non-invasive determination of antioxidant activity of human skin: Application for evaluating the effectiveness of phytocosmetic products // Chemosensors. 2021. Vol. 9. No. 4. Art. 76. https://doi.org/10.3390/chemosensors9040076
7. Иванова А.В., Герасимова Е.Л., Газизуллина Е.Р., Окулова Я.А., Матерн А.И., Русинов В.Л. Антиоксидантная и противорадикальная активность лекарственных средств, предназначенных для лечения офтальмологических заболеваний // Химико-фармацевтический журнал. 2018. Т. 52. № 8. С. 16-21. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2018-52-8-16-21
8. Бляхман Ф.А., Брайнина А.З., Варзакова Д.П., Герасимова Е.Л., Крохолев В.Я., Телешев В.А., Шкляр Т.Ф. Антиоксидантный статус и системная гемодинамика у лиц молодого возраста // Вестник Уральской медицинской академической науки. 2012. Т. 40. № 3. С. 59-61. EDN PWOUPN.
9. Lee G.-J., Lee S.-K., Kim J.-M., Rhee C.K., Lee Y.-K., Brainina Kh.Z., Kazakov Ya.E. Application feasibility of antioxidant activity evaluation using potentiometry in major depressive disorder // Electrochemistry. 2014. Vol. 82. No. 4. P. 264-266. https://doi.org/10.5796/electrochemistry.82.264
10. Brainina Kh.Z., Tarasov A.V., Kazakov Ya.E., Vidrevich M.B. Platinum electrode regeneration and quality control method for chronopotentiometric and chronoamperometric determination of antioxidant activity of biological fluids // Journal of Electroanalytical Chemistry. 2018. Vol. 808. P. 14-20. https://doi.org/10.1016/jjelechem.2017.11.065
11. Brainina Kh.Z., Tarasov A.V., Vidrevich M.B. Silver chloride/ferricyanide-based quasi-reference electrode for potentiometric sensing applications // Chemosensors. 2020. Vol. 8. No. 1. Art. 15. https://doi.org/10.3390/chemosensors8010015
12. Тарасов А.В., Чугунова О.В., Стожко Н.Ю. Потенциометрическая сенсорная система на основе модифицированных толстопленочных электродов для определения антиоксидантной активности напитков // Индустрия питания | Food Industry. 2020. Т. 5. № 3. С. 85-96. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2020-5-3-10
13. Brainina Kh., Tarasov A., Khamzina E., Stozhko N., Vidrevich M. Contact hybrid potentiometric method for on-site and in situ estimation of the antioxidant activity of fruits and vegetables // Food Chemistry. 2020. Vol. 309. Art. 125703. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2019.125703
14. Будников Г.К., Евтюгин Г.А., Майстренко В.Н. Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии, биологии и медицине. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012. 416 с. ISBN 978-5-9963-0199-7.
15. Carbon nanotubes. Polymer nanocomposites. Ed. by S. Yellampalli. London: IntechOpen, 2011. 412 p. ISBN 978-953-307-498-6. https://doi.org/10.5772/979
16. Rana M.M., Ibrahim D.S., Mohd Asyraf M.R., Jarin S., Tomal A. A review on recent advances of CNTs as gas sensors // Sensor Review. 2017. Vol. 37. No. 2. P. 127-136. https://doi.org/ 10.1108/SR-10-2016-0230
References
1. Sharafutdinova E.N., Inzhevatova O.V., Tobolkina N.V., Ivanova A.V., Brainina Kh.Z. Poten-tiometric method for determining antioxidant activity: Evaluation of the main metrological characteristics. Zavodskaya laboratoriya. Diagnostika materialov, 2008, vol. 74, no. 6, pp. 9-14. (In Russ.)
2. Zavorokhina N.V., Solovyeva M.P., Chugunova O.V., Pastushkova E.V., Fozilova V.V. Vegetable raw materials of the Ural region for the antioxidant soft drinks production. Pivo i Napitki, 2013, no. 3, pp. 34-37. (In Russ.)
3. Chugunova O.V., Zavorokhina N.V., Vyatkin A.V. The research of antioxidant activity and its changes during storage of fruit and berry raw materials of the Sverdlovsk region. Agrarian Bulletin of the Urals, 2019, vol. 190, no. 11, pp. 59-65. https://doi.org/10.32417/article_ 5dcd861e8e0053.57240026. (In Russ.)
4. Pastushkova E.V., Tikhonov S.L., Chugunova O.V., Pischikov G.B. Tea with herbal additions: Their antioxidant activity and its dependence on high pressure pre-treatment before extraction. Carpathian Journal of Food Science and Technology, 2019, vol. 11, no. 3, pp. 28-38. https://doi.org/10.34302/crpjfst/2019.11.3.3
5. Tarasov A., Bochkova A., Muzyukin I., Chugunona O., Stozhko N. The effect of pre-treatment of Arabica coffee beans with cold atmospheric plasma, microwave radiation, slow and fast freezing on antioxidant activity of aqueous coffee extract. Applied Sciences, 2022, vol. 12, no. 12. Art. 5780. https://doi.org/10.3390/app12125780
6. Tarasov A.V., Khamzina E.I., Bukharinova M.A., Stozhko N.Yu. Flexible potentiometric sensor system for non-invasive determination of antioxidant activity of human skin: Application for evaluating the effectiveness of phytocosmetic products. Chemosensors, 2021, vol. 9, no. 4. Art. 76. https://doi.org/10.3390/chemosensors9040076
7. Ivanova A.V., Gerasimova E.L., Gazizullina E.R., Okulova Ya.A., Matern A.I., Rusinov V.L. Antioxidant and antiradical activity of drugs intended for treatment ophthalmic disorders. Khimiko-Farmatsevticheskii Zhurnal, 2018, vol. 52, no. 8, pp. 16-21. https://doi.org/10.30906/0023-1134-2018-52-8-16-21. (In Russ.)
8. Blyakhman F.A, Brainina A.Z., Varzakova D.P., Gerasimova E.L., Krokholev V.Ya., Teleshev V.A., Shklyar T.F. Antioxidant status and systemic hemodynamics in young people population. Vestnik Ural'skoi meditsinskoi akademicheskoi nauki, 2012, vol. 40, no. 3, pp. 59-61. (In Russ.)
9. Lee G.-J., Lee S.-K., Kim J.-M., Rhee C.K., Lee Y.-K., Brainina Kh.Z., Kazakov Ya.E. Application feasibility of antioxidant activity evaluation using potentiometry in major depressive disorder. Electrochemistry, 2014, vol. 82, no. 4, pp. 264-266. https://doi.org/10.5796/electrochemistry.82.264
10. Brainina Kh.Z., Tarasov A.V., Kazakov Ya.E., Vidrevich M.B. Platinum electrode regeneration and quality control method for chronopotentiometric and chronoamperometric determination of antioxidant activity of biological fluids. Journal of Electroanalytical Chemistry, 2018, vol. 808, pp. 14-20. https://doi.org/10.1016/jjelechem.2017.11.065
11. Brainina Kh.Z., Tarasov A.V., Vidrevich M.B. Silver chloride/ferricyanide-based quasi-reference electrode for potentiometric sensing applications. Chemosensors, 2020, vol. 8, no. 1. Art. 15. https://doi.org/10.3390/chemosensors8010015
12. Tarasov A.V., Chugunova O.V., Stozhko N.Yu. Potentiometric sensor system based on modified thick-film electrodes for determining the antioxidant activity of beverages. Industriya pitaniya, 2020, vol. 5, no. 3, pp. 85-96. https://doi.org/10.29141/2500-1922-2020-5-3-10. (In Russ.)
13. Brainina Kh., Tarasov A., Khamzina E., Stozhko N., Vidrevich M. Contact hybrid potentiometric method for on-site and in situ estimation of the antioxidant activity of fruits and vegetables. Food Chemistry, 2020, vol. 309. Art. 125703. https://doi.org/10.1016Zj.foodchem.2019.125703
14. Budnikov G.K., Evtyugin G.A., Maistrenko V.N. Modificirovannye elektrody dlya vol'tamperometrii v himii, biologii i medicine [Modified electrodes for voltammetry in chemistry, biology and medicine]. Moscow, 2012. 416 p. ISBN 978-5-9963-0199-7.
15. Carbon nanotubes. Polymer nanocomposites. Ed. by S. Yellampalli. London: IntechOpen, 2011. 412 p. ISBN 978-953-307-498-6. https://doi.org/10.5772/979
16. Rana M.M., Ibrahim D.S., Mohd Asyraf M.R., Jarin S., Tomal A. A review on recent advances of CNTs as gas sensors. Sensor Review, 2017, vol. 37, no. 2, pp. 127-136. https://doi.org/10.1108/SR-10-2016-0230
Информация об авторах
Тарасов Алексей Валерьевич, младший научный сотрудник научно-инновационного центра сенсорных технологий, Уральский государственный экономический университет, Екатеринбург, Россия, tarasovav@usue.ru
Заворохина Наталия Валерьевна, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технологии питания, Уральский государственный экономический университет, Екатеринбург, Россия, zavornv@usue.ru
Information about the authors
Aleksey V. Tarasov, Junior Researcher of the Scientific and Innovation Center of Sensor Technologies, Ural State University of Economics, Ekaterinburg, Russia, tarasovav@usue.ru
Natalia V. Zavorokhina, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Food Technology Department, Ural State University of Economics, Ekaterinburg, Russia, zavornv@usue .ru
Статья поступила в редакцию 06.03.2023 The article was submitted 06.03.2023
