CC BY
23
КАЧЕСТВО И БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 663.64.014/.019 + 664.8.014/.019
Микроколоночная жидкостно-адсорбционная хроматография
для анализа
синтетических красителей в безалкогольных напитках и соках
Л.А. Онучак, д-р хим. наук, профессор, Н.А. Пивоварова, А.В. Зотова
Самарский государственный университет
Н.В. Макарова, д-р хим. наук, профессор
Самарский государственный технический университет
Для придания продуктам питания цвета и улучшения органолептичес-ких показателей в пищевой промышленности весьма широко используются красители. На данный момент большинство из предлагаемых на рынке красителей имеют искусственное происхождение. Уже известно, что синтетические красители могут проявлять канцерогенные свойства, а исследованиями последних лет установлено [1], что они еще и вызывают гиперактивность у детей, снижают их познавательные способности.
В связи с увеличением населения Земли встает остро проблема повышения объемов производства пищевой продукции при обеспечении их качества и безопасности за счет организации системы раннего оповещения возникновения опасностей [2]. Вместе с тем, нередки случаи, когда производители вводят несанкционированные красители в состав пищевых продуктов [1, 2]. Например,
Результаты определения наличия синтетических красителей в напитках
Синтетический пищевой краситель Rf
Напиток заявленный на этикетке обнаруженный модельная смесь стандартов иссле-дуемый объект
Лимонад «Волжанка. Киви» Е 102 Е 110 Е 133 0,27 0,50 0,53 0,31 0,52 0,56
Лимонад «Еап1а. Апельсин» Не обнаружен
Сок «Здраверы. Яблоко-вишня» Не обнаружен
Сок «Красная цена. Яблоко» — Не обнаружен — —
Ключевые слова: сок; лимонад; синтетический краситель; микроколоночная тонкослойная хроматография.
Key words: juice; lemonade; a synthetic food colour; microcolumn thin-layer chromatography.
мониторинг [3] консервированных компотов, мармелада, мороженого, проведенный Н.В. Рудометовой, выявил присутствие в образцах незаяв-ленных красителей, превышение ПДК по содержанию красителей и присутствие запрещенных в России красителей эритрозина и флоксина. В связи с вышеизложенным проблема контроля синтетических красителей стоит довольно остро.
Цели данной работы - разработка и оценка аналитических возможностей нового варианта колоночной жидкостно-адсорбционной хроматографии под действием капиллярных сил для определения наличия синтетических пищевых красителей. Объектами исследования были выбраны наиболее популярные лимонады и соки: лимонад «Волжанка. Киви», лимонад «Еап1а. Апельсин», сок «Здраверы. Яблоко-вишня», сок «Красная цена. Яблоко». Именно дети в летний период становятся основными потребителями этих напитков.
В настоящее время для анализа пищевых красителей используют классические методы: тонкослойную хроматографию, традиционную колоночную хроматографию, высокоэффективную жидкостную хроматографию [4-6] с электрохимическим детектированием [7], масс-спектро-метрией [8] и более новый метод-
капиллярный электрофорез [9]. Однако большинство этих методов требует серьезной пробоподготовки, длительного времени, дороги в выполнении.
Тонкослойная хроматография (ТСХ) - один из наиболее простых, эффективных и экономичных видов современной хроматографии, широко используемых во всем мире. Однако традиционная ТСХ имеет ряд недостатков, ограничивающих ее применение: негативное влияние газовой фазы на хроматографическое разделение, использование относительно больших объемов летучих подвижных фаз, относительно невысокая воспроизводимость. Ранее нами предложен и успешно реализован на антибактериальных производных нитрофурана новый вариант ТСХ - микроколоночная жидкостно-адсорбционная хроматография (ЖАХ), аналогичная традиционной планарной ТСХ по движущейся силе потока жидкой фазы и идее детектирования зон сорбатов и колоночной высокоэффективной хроматографии по способу реализации хроматогра-фического процесса в тонком капилляре, наполненном сорбентом [10].
В выбранных напитках с помощью метода микроколоночной ЖАХ определяли наличие таких красителей, как тартразин (Е 102), желтый хино-линовый (Е 104), желтый «Солнечный закат» (Е 110), кармазин (Е 122), понсо 4К (Е 124), красный очаровательный (Е 129), индигокармин (Е
132), бриллиантовый голубой РСР (Е
133). В качестве стандартов применяли растворы индивидуальных соединений в 96%-ном этиловом спирте. При анализе пищевых продуктов использовали работу, в которой предложен способ идентификации синтетических пищевых красителей с получением экстракта, разделяемого на пластинах БогЬЛ! [11] с помощью элюентов I (диэтиламин: хлороформ: этанол: 25 %-ный водный раствор аммиака - 6:5:5:0,7 об.), полученному на основе ГОСТ [12] и II (этанол: изо-бутиловый спирт: 25 %-ный водный раствор аммиака - 2:2:0,3 об.). Пробоподго-товку напитка проводили путем добавления сульфата аммония до концентрации 43 мас. %, а затем экстрагировали смесью растворителей ацетона и 2-пропанола в соотношении 60:40 мас. % при объемном соотношении смеси растворителей и водного раствора как 1:10. Для реализации метода колоночной ЖАХ использовали капилляры из стекла с внутренним диаметром 0,5 мм и длиной 4,5-5,0 см. В качестве сорбента, помещенного внутрь капилля-
QUALITY AND SAFETY
ра, применяли силикагель марки СТХ-1ВЭ. При проведении анализа раствор пробы исследуемой системы вносили в начальную часть капиллярной колонки. Заполненную сорбентом капилярную колонку вертикально погружали одним концом в элюент. Движение элюента и зон сорбатов происходит как и в планар-ной ТСХ под действием капиллярных сил. Аналогично традиционному методу ТСХ проводили измерение расстояний, пройденных веществом и фронтом растворителя.
Экспериментально определяемыми величинами были значения фактора задержки Rf исследуемых веществ, рассчитываемые по формуле:
Rf = b/a, (1)
где b- расстояние, пройденное веществом от точки старта, мм; a-расстояние, пройденное фронтом подвижной фазы за это же время, мм.
Обработку изображений, полученных с помощью планшетного сканера Epson Perfection 1260 (Китай), проводили с использованием программного комплекса Sorbfil Videodensitometr TLC Quantitative Evalution (Ver. 1.7.) (г. Краснодар). Программа производит расчет изображения пластины (или капиллярной колонки с сорбентом) с построением аналоговой кривой (хромато-граммы) по отклонению яркости пятен от яркости фона пластины (микроколонки). При расчете предполагается, что размеры и яркость пятна по отношению к фону пластины (микроколонки) определяются количеством вещества в пятне. Результаты анализов представлены в таблице.
На рисунке представлен пример изображения капилляра с разделенными зонами красителей после хро-матографирования пробы лимонада «Волжанка. Киви» с использованием элюента I. С помощью обработки изображения капилляра в программном комплексе Sorbfil TLC Videodensitometr, получена хрома-тограмма, представленная на рисунке.
Анализируя данные таблицы, можно отметить, что в соках «Здра-веры. Яблоко-вишня» и «Красная цена. Яблоко» не заявлено на этикетке наличие синтетических красителей и они не были обнаружены. Производители лимонада «Fanta. Апельсин» на этикетке заявляют наличие только натурального красителя Р-каротина и синтетические красители в его составе также не найдены. А вот производитель лимонада
«Волжанка. Киви» на этикетке не указывает содержание синтетических пищевых красителей, тогда как в составе лимонада присутствует тарт-разин (Е 102), желтый «Солнечный закат» (Е 110) и бриллиантовый голубой СРС (Е 133).
Проведенные исследования показали необходимость осуществления работ по выявлению и предотвращению появления фальсифицированных напитков на российском рынке и возможности использования микроколоночной ЖАХ для анализа синтетических красителей. Предложенный новый метод отличается от метода планарной ТСХ более высокой экономичностью, минимальным расходом сорбента и растворителя, отсутствием специального оборудования, обеспечивает лучшую воспроизводимость величин за счет отсутствия влияния состава газовой среды на хроматографический процесс за меньший промежуток времени при более высокой степени разделения.
Работа выполнена при поддержке проекта 02.740.11.0650 ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 20092013 гг.
Выражаем благодарность профессору В. Г. Березкину за идею нового метода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Колмакова, Н.С. Последние исследования в области безопасности синтетических красителей. Тенденции развития рынка/Н.С. Колмако-ва//Пиво и напитки. - 2008.-№ 5. - С. 56-57.
2. Еделев, Д.А. Особенности систем раннего оповещения возникновения опасностей в производстве пищевых продуктов и кормов/Д.А. Еделев, В.М. Кантере, В.А. Матисон// Пищевая промышленность. - 2011. -№ 3. - С. 35-37.
3. Рудометова, Н.В. Безопасность пищевых продуктов: контроль применения синтетических красителей/ Н.В. Рудометова//Пищевая промышленность. - 2010. - № 12. - С. 64-65.
4. Kucharska, M. A review of chromatographic methods for determination of synthetic food dyes/ M. Kucharska, J. Grabka//Talanta. -2010. - Vol. 80. - N 3. - P. 1045-1051.
5. Al-Degs, Y.S. Determination of three dyes in commercial soft drinks using HLA/GO and liquid chromatography/Y.S. Al-Degs//Food Chemistry. - 2009. - Vol. 117. - N 3. -P. 485-490.
2600 2400 2200 2000 1800 i 1600 ° 1400 ■ £ 1200 1000 800 600 400 200
0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 RT
а б
Изображение капилляра (а) и хроматограммы (б) лимонада «Волжанка. Киви»: 1 - Е 102; 2 - Е 110; 3 - Е 133
6. Fast chromatographic method for the determination of dyes in beverages by using high performance liquid chromatography- Diode array detection data and second order algorithms/M.J. Culzoni [et al.]//J. Chromatography. A. - 2009. - Vol. 1216. - N 42. - P. 7063-7070.
7. Narita, M. Determination of dye precursors in hair coloring products by liquid chromatography with electrochemical detection/M. Narita, K. Murakami, J.-M. Kauffmann// Analytica Chimica Acta. - 2007. - Vol. 588. - N 2. - P. 316-320.
8. Highly sensitive and accurate screening of dyes in soft drinks by liquid chromatography - electrospray tandem mass spectrometry/F. Feng [et al.]//J. Chromatography. B. - 2011. -Vol. 879. - N 20. - P. 1813-1818.
9. Prado, M.A. Validation of methodology for simultaneous determination of synthetic dyes in alcoholic beverages by capillary electrophoresis/M.A. Prado, L.F.V. Boas, M.R. Bronze, H.T. Godoy//J. Chromatography. A. - 2006. - Vol. 1136. - N 2. - P. 231-236.
10. Березкин, В.Г. Капиллярная тонкослойная хроматография антибактериальных производных нитро-фурана/В.Г. Березкин, Л.А. Онучак, Е.Н. Евтюгина//Журнал прикладной химии. - 2009. - Т. 82. - № 2. - С. 317-321.
11. Коренман, Я.И. Закономерности экстракции синтетических пищевых красителей в системах гидрофильный растворитель - водно-солевой раствор/Я.И. Коренман, П.Т. Суханов, Н.Ю. Санникова, С.С. Ан-тоневич//В мире научных открытий. - 2010. - Ч. 4. - № 1. - С. 6367.
12. ГОСТ Р 52470-2005. Методы идентификации и определения массовой доли синтетических красителей в алкогольной продукции.
