CC BY
17
АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ
ТЕМА НОМЕРА
Контроль качества продуктов питания и сырья
с помощью оборудования «Аналитик Йена»
Е.В.Костерина, Ю.Г.Герцик
Компания «Аналитик Йена АГ»
Широкий спектр аналитического и биоаналитического оборудования, производимого немецкой компанией «Аналитик Йена АГ» (Analytik Jena AG), с успехом применяется в различных областях и на любых этапах производства для контроля качества исходного сырья и конечного продукта, в первую очередь в пищевой промышленности.
Немецкая фирма «Аналитик Йена АГ» образовалась в 1990 г. в процессе реорганизации всемирно известного концерна «Карл Цейсс Йена» (Carl Zeiss Jena) и передачи ей прав на создание аналитического приборостроения. Продолжая традиции надежности и качества, фирма «Аналитик Йена АГ» расширяет диапазон выпускаемых приборов, наращивая их функциональность и гибкость в использовании при сохранении традиционных качеств: стабильности в работе и долговечности. На сегодняшний день линейка приборов «Аналитик Йена» используется для решения практически всех аналитических задач, в том числе в пищевой индустрии:
• атомно-абсорбционные спектрометры (ААС) (пламя, печь, гидридная техника) серии ZEEnit, novAA и новейшая модель, революционная разработка в атомной абсорбции - пламенный ААС ContrAA 300 без ламп полого катода:
• спектрометры атомной флуоресценции Mercur для определения ртути в диапазоне от sub-ppt до ppb;
• УФ-спектрофотометры (модели Specord, Spekol);
• элементные анализаторы multi EA серии 2000 и 3000 для определения азота, серы, хлора, углерода;
• анализаторы для определения суммарных параметров ТС, ТОС (также в особо чистой воде, модель multi N/С pharma HS), NPOC, TIC, TNb, NPOC, общего содержания галогенов АОХ/ТОХ- модели серии multi N/C и multi X;
оборудование для биоаналитических задач:
• УФ-спектрофотометры Specord S BIO для использования при фармацевтических и биологических анализах (в том числе для анализа РНК/ДНК и определения протеинов в биохимии), которые соответствуют требованиям международной фармакопеи;
• анализатор антиоксидантов и свободных радикалов методом фотохимической люминесценции Photochem;
• анализатор биомолекулярного взаимодействия на основе рефлектомет-рической интерференционной спектроскопии BlAffinity;
• микропланшетный ридер, FlashSCAN с различными принципами детекции: в режиме абсорбции, флуоресценции и люминесценции. Модификации прибора со встроенными термостатом и шейкером;
• ПЦР-амплификатор SpeedCycler, а также кулонометрический Карл-Фишер титратор Aqua 40.00 для анализа воды даже в проблематичных матрицах, например в сахаре.
Различные отрасли пищевой промышленности могут использовать для своих задач представленное оборудование компании «Аналитик Йена».
Мясо- и птицеперерабатывающая промышленность. Определение содержания белка, жира, влаги или сухого остатка, пестицидов, антибиотиков, тяжелых металлов и пищевых добавок.
Молочная промышленность. Определение содержания жира, сухого остатка, консервантов, красителей, пищевых добавок, витаминов, влаги, пестицидов, афлатоксинов, антибиотиков, тяжелых металлов и токсичных элементов.
Масложировая промышленность. Контроль влажности, растекаемости, жирнокислотного состава, влаги и летучих веществ. Определение содержания пестицидов, тяжелых металлов, красителей, антиоксидантов.
Кондитерская промышленность. Жирнокислотный состав, содержание красителей, твердость/ломкость.
Контроль качества диетических продуктов, приправ, пищевых жиров, мясных продуктов, шоколадных изделий, соков, алкогольных напитков и пива.
Методом атомизации в пламени или печи атомно-абсорбционные спектрометры позволяют анализировать различные химические элементы (Си, Ni, Mn, Pb, Cd, Fe, Co, Cr, Mo, Zn, Al, Mg, Са, К, Na, Se, As, P, Ag и т.д.) в пищевых объектах. При этом детектируется спектр, излучаемый веществом или его составляющими. По спектру определяется, что входит в состав анализируемого сырья. Это особенно актуально для идентификации следовых количеств вышеперечисленных тяжелых металлов и токсичных элементов (ААС с гидридной техникой) в пищевых продуктах и продовольственном сырье в соответствии с СанПиН 2.3.2.560-96.
Разработаны многочисленные методики по применению ААС в лабораториях контроля пищевой продукции. Например, ААС с графитовой атомиза-цией и приставкой прямой подачи твердой пробы (Direct Solid Sample analysis) позволяют проводить анализ Си, Ni, Mn в рыбе; Fe в детском питании; РЬ и Си в жирах; Cd в коровьем молоке; Fe в экстракте мяса или сухом молоке; Си, РЬ в виноградном уксусе; Cd и РЬ в рыбе; Со, Zn в кормах для животных и т. д.
В качестве жидких образцов могут выступать алкогольные напитки, питьевая вода, соки, пиво и др. Например, виски для анализа в нем мышьяка (при использовании гидридной техники) или морская вода для идентификации в ней свинца, хрома и никеля. Анализ элементов в маслах и жирах также возможен методом атомно-аб-сорционной спектроскопии с графитовой техникой: Ni в маргарине или Cd, Pb и Mo в хвойном масле. А-А спектрометры с пламенной атомизацией используют для определения Си, Fe и Са в продуктах, Са в соде, щелочных металлов в соках и т. д.
УФ-спектрофотометры хорошо известных моделей Specord® и Spekol® (ранее производимых фирмой «Карл Цейсс») обладают большими возможностями и широко используются благодаря исключительным техническим характеристикам (расширенный диапазон длин волн, прецизионные выходные данные, отличное качество оптики и т. п.). Спектрофотометры оснащаются всеми возможными принад-
ANALYTICAL METHODS OF CONTROL
лежностями и аксессуарами (проточные кюветы, кюветы для термостати-рования, приставка диффузного отражения для анализа твердых проб, «карусель» и т.д.). Разработаны методики по применению спектрофотометров в УФ-видимом диапазоне спектра многопрофильного использования при анализе пищевых объектов (для определения кальция в молоке, общего содержания никеля, азота, хрома или фосфора в молочных продуктах); созданы методики для анализа свинца в питьевой воде; общего содержания цинка в пивном сусле; кальция в пиве; сульфитов в яблочном вине; общего содержания Si, Си и Fe в красном и белом вине; протеинов в продуктах питания; общего содержания фосфора, хлоридов в мясных продуктах; нитридов в рисе; аскорбиновой кислоты в фруктовых соках; этанола в безалкогольном пиве; алюминия в курином яйце и т. д.
Линейку спектрофотометров расширяют микропланшетные ридеры (модели FLASHScan® 550/530, FLASHScan® S12), способные производить измерения в различных диапазонах длин волн в формате 96 или 384 луночных микропланшет, что очень удобно при рутинных анализах, а также в лабораториях, уже использующих подобный формат. При помощи специального программного обеспечения и методик возможно измерение концентрации витаминов В6 и В12, протеинов, биотина, фолиевой кислоты, кофеина, кислот (например, уксусной, молочной, яблочной и т. д.), а также определение цвета желатина.
Особо следует отметить применение метода фотохемилюминесценции для анализа жидких пищевых объектов, содержащих антиоксиданты, в первую очередь соков и вин. Существует несколько методов определения антиок-сидантной активности различных жидких образцов. К сожалению, эти методы приводят к разным результатам, которые нельзя сравнивать между собой. В последние годы наиболее часто для анализа напитков использовался метод ТЕАС. К настоящему времени представляемый нами метод фотохе-милюминесценции (photochenolumi-nescence, PCL), используемый в приборе Photochem®, не был широко распространен в пищевой промышленности, так как использовался преимущественно в медицинской лабораторной практике. Качественные результаты по использованию прибора «Аналитик Йена» - Photochem® при контроле пи-
щевых объектов подтверждены в работах [1, 2].
Детектирование антиоксидантов, основанное на фоточувствительной хемолюминесценции, происходит посредством простой и надежной генерации свободных радикалов и их высокой чувствительности определения хемолюминометрическими методами. Этот метод основан на определении способности вещества улавливать свободные радикалы, так называемом определении антиоксидантного потенциала. Образцы жидкости подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения, в результате чего продуцируются радикалы «супероксидов», способные реагировать с люминолом. Детектор измеряет дозированное количество испускаемого света. В случае водорастворимых образцов эквивалентом антиоксидантной способности служит аскорбиновая кислота (ммоль), в случае липидорастворимых образцов - результат представлялся в эквиваленте тролокса.
Прибор фирмы «Аналитик Йена АГ» позволяет с помощью описанного выше метода определять антиокси-дантный потенциал как водо- и липи-дорастворимых жидкостей, содержащих несколько активных компонентов, так и антиоксидантные свойства отдельных компонентов.
Возрастает роль винодельческой отрасли и основного ее продукта - вина. В последнее время отмечается снижение качества сырья, а именно, конечного продукта - вина, которое обладает недостаточной антиоксидантной активностью. В то же время исследования, проводившиеся учеными из разных стран мира, показали непосредственную связь между регулярным умеренным потреблением вина и снижением роста кардиологических заболеваний. Было показано также, что
именно красное вино обладает высоким антиоксидантным потенциалом, что зависит в первую очередь от содержания красных пигментов в исходном сырье, с одной стороны, а также от способов обработки и получения вина, с другой стороны. Таким образом, качество сырья и конечного продукта может быть оценено с помощью данного прибора Photochem®.
В последнее время растет необходимость анализа генетически-модифи-цированных продуктов. На сегодняшний день нет однозначных данных, свидетельствующих о безопасном употреблении последних в пищу. «Аналитик Йена АГ» предлагает современное решение для лабораторий генной инженерии - прибор Speed-Cycler®, первый прибор для проведения анализа ПЦР (полимеразно-цеп-ная реакция) и для амплификации генного материала.
Кроме того, «Аналитик Йена АГ» комплексно оснащает лаборатории контроля качества пищевых продуктов и мониторинга практически всех этапов производственного процесса.
Ознакомиться с работой приборов из линейки каждого представленного направления, провести измерения своих проб можно в Аналитическом центре, оборудованном приборами «Аналитик Йена», на базе химического факультета и факультета фундаментальной медицины МГУ им. М.В.Ломоносова. Открытие лаборатории состоялось 26 ноября 2004 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Antioxidant Potential of Anogeissus latifolia//Biol. Pharm. Bull. № 8. 2004.
2. Quantitation of Antioxidants by Photo-induced Chemiluminescence Dr. H. Hermann. CLI. № 11. 2002.
