CC BY
45
► МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ
АНАЛИТИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ для контроля пищевой продукции
Сегодня рынок продуктов питания обширен и разнообразен. Для современного потребителя очень важна информация об их качестве и пищевой безопасности. Ведь в производимой пищевой продукции используется большое число различных добавок: витаминов, минеральных комплексов, биологически активных веществ, как натуральных, так и синтетических. Кроме того, потребителя интересует и наличие в продуктах генетически модифицированных источников. Поэтому они должны быть проанализированы с выдачей количественных параметров для последующей сертификации, для чего необходимы соответствующие аналитические приборы. И их разработчики не отстают от реалий сегодняшнего дня: каждый год на рынке аналитической аппаратуры появляются новинки.
Основное направление в этой области - создание малогабаритных и экспрессных приборов, позволяющих получать достоверные результаты о качестве пищевых продуктов. Они нужны как при разработке новых продуктов питания, чтобы оперативно принимать решение об оптимизации, например их рецептуры или сенсорных характеристик, так и в производственных процессах, в частности в его критических точках.
В последнее время в связи с более активным развитием рынка аналитических приборов их потребители получают более осознанную возможность приобрести ту аналитическую технику, которая будет эффективно задействована на производстве, в лаборатории, в исследовательском центре.
Определение массовой концентрации кальция
в винодельческой продукции
А.Т. Зеленцов, С.С. Щербаков
Московский государственный университет пищевых производств И.В. Николаев, О.В. Королева
Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН
Один из основных факторов конкурентоспособности продукции на рынке - ее качество, а предприятия -обеспечение стабильности ее параметров. В этой связи актуальна проблема поиска методов определения концентрации кальция в продуктах виноделия и вспомогательных материалах, так как превышение его содержания в коньяках (>5 мг/дм3) и винах (>80 мг/дм3) может стать причиной кристаллических помутнений. Кристаллические помутнения и осадки в винах представлены гидротартратом калия, оксалатом кальция, тартратом кальция и кальцием слизевокислым. Повышенная концентрация кальция, особенно в коньяках, может свидетельствовать о фаль-
сификации продукции. Из-за отсутствия доступных методов определения концентрации кальция в винодельческой продукции в настоящее время не разработаны соответствующие ГОСТы.
Среди существующих методов определения концентрации кальция в винах и коньяках следует отметить атом-но-абсорбционный, гравитаметричес-кий и нефелометрический. Арбитражным служит метод атомно-абсорбци-онного анализа (ААА), к недостаткам которого можно отнести необходимость специальных условий, наличие дорогостоящего оборудования и высокой квалификации персонала, а также значительную вариабельность получаемых значений. Гравитаметрический
метод не обладает достаточной специфичностью, дает завышенные результаты, требует больших временных затрат на проведение аналитических процедур, кроме того, он не применим для коньяков и ряда вин в силу малой концентрации в них кальция. Оксалатная нефелометрическая методика - вариант гравитаметрического метода - также дает завышенные результаты.
Для устранения недостатков вышеуказанных методов предлагается спек-трофотометрическая методика определения кальция в винодельческой продукции. Итак, цель настоящего исследования - сравнительная характеристика спектрофотометрического метода (СФ) определения массовой концентрации кальция в винодельческой продукции по отношению к атомно-абсор-бционному анализу (ААА).
В основе предлагаемой методики лежит образование комплекса кальция с арсеназо III, при этом окраска из пурпурной (свободный реагент) меняется на синюю. Оптимальная рабочая концентрация кальция составляет 0,034,00 ммоль/дм3, предельная чувствительность - 0,01 мг/дм3. Предварительной депротеинизации не требуется. Определению кальция мешают ионы алюминия, бериллия, магния,
METHODS AND MEANS OF CONTROL
цинка, кадмия, ртути, свинца. Для устранения интерферирующего влияния указанных ионов использовали 8-гид-роксихинолин-5-сульфоновую кислоту, образующую с ними устойчивые комплексы.
При образовании комплекса кальция с арсеназо III в спектре поглощения появляются два дополнительных максимума при 610 и 650 нм. Поскольку светопоглощение самого реагента при 650 нм значительно меньше, чем при 610 нм, в целях ослабления его влияния фотометрирование выполняют при 650нм (спектрофотометрия) или с красным светофильтром (фотоколориметрия). В настоящей работе измерения проводили на спектрофотометре Perkin Elmer Lambda 25 (США).
Для определения концентрации кальция приготавливали реагент, содержащий 0,25 ммоль/дм3 арсеназо III и 2 ммоль/дм3 8-гидроксихинолин-5-сульфоновой кислоты в ацетатном буфере (100 ммоль/дм3 ацетата натрия, рН = 6,0). Данный реагент стабилен в течение 1 мес при хранении в холодильнике. Пробы смешивали с реагентом в соотношении 1:100 для вин и 1:10 для коньяков, инкубировали при комнатной температуре в течение 5 мин и фотометрировали. Расчет концентрации кальция проводили по калибровочному графику в диапазоне концентраций кальция 0,025-0,400 ммоль/ дм3 для коньяков и 0,50-3,50 ммоль/ дм3 для вин. Для построения калибровочных графиков использовали стандартный раствор иона кальция с концентрацией 25 ммоль/дм3. В варианте экспресс-анализа на производстве возможна упрощенная процедура определения концентрации кальция методом сравнения оптических плотностей стандартного и исследуемого растворов.
При выполнении данной работы атомно-абсорбционный анализ образцов проводили в сертификационном испытательном центре Сергиево-По-садского центра стандартизации, метрологии и сертификации на атомно-абсорбционном спектрофотометре «Квант- 2А». Метод основан на измерении интенсивности излучения атомов элементов, возбуждаемых в пламени. Кальций определяли непосредственно в разбавленном вине после добавления спектрального буферного раствора хлорида лантана. Калибровку прибора проводили по стандартным растворам кальций-иона (ГСОРМ-25, ГСОРМ-30, ГСО 5229-30).
Для исключения поступления кальция извне все реагенты приготавливали на деионизированной воде. Используемые реактивы имели квалификацию хч, осч, analytical grade. Статистическую обработку полученных данных проводили в программе Microsoft Excel XP.
Для сопоставления предлагаемой спектрофотометрической методики и ААА массовую концентрацию кальция в исследуемых образцах определяли в 15 повторностях. В ходе статистической обработки полученных данных были определены доверительные интервалы концентрации кальция в образцах (табл. 1). Корреляционный анализ по средним значениям концентрации кальция в образцах выявил значимую положительную корреляцию между методами - r =0,998.
Сравнивали метрологические характеристики предлагаемого спектрофо-тометрического метода по отношению к ААА (табл. 2).Как видно из представленных усредненных данных, варьирование получаемых показателей в обоих методах незначительно (У<10 %), однако при ААА у трех образцов значе-
Таблица 1
Массовая концентрация кальция в исследуемых образцах винодельческой
продукции
№ Образец Метод
СФ ААА
1 «Шардоне Фанагории» (вино белое сухое) 63,607+0,056 63,8 +1,4
2 «Кагор Фанагории» (вино десертное красное) 107,551 + 1,723 111,3 + 1,7
3 «Мускатель» (вино розовое полусладкое) 6,068 + 0,036 7,5 + 0,1
4 «Мадерa» (вино крепленое белое) 3,789 + 0,036 6,5 + 0,2
5 BORDEAUX (вино красное сухое) 58,849 + 1,379 65,4 + 1,6
6 «Азербайджанский коньяк» (3 years OLD) 8,346 + 0,008 14,9 + 0,4
7 «Азербайджанский коньяк» (5 years OLD) 6,653 + 0,046 8,8 + 0,3
8 «Азербайджанский коньяк» (3 звезды) 15,736 + 0,288 15,8 + 0,3
10 Коньяк «Белый Аист» 2,350 + 0,104 6,3 + 0,1 6,3 + 0,1 5,6 + 0,2
Таблица 2
Метрологические характеристики методов определения кальция в продуктах виноделия
Параметр Метод
AAA СФ
S, мг/дм3 2,4 1,38
V, % 9,02 4,81
Sxcp, мг/дм3 0,63 0,36
Относительная ошибка метода, % 5,00 2,66
F расч - 279,60
Примечание: 5 - стандартное отклонение, V- коэффициент вариации, 5хг - стандартное отклонение среднего результата, Расч - расчетное значение критерия Фишера.
ние коэффициента вариации превышало 10 %.
Спектрофотометрический метод определения характеризуется меньшими значениями стандартного отклонения, относительной ошибки метода, стандартной ошибки среднего по сравнению с ААА (см. табл. 2). Сопоставление дисперсий значений концентрации кальция по двум методам выявило значительное превышение расчетного значения критерия Фишера по сравнению с табличным (F=2,48 n=15, а=0,05). Поскольку ААА характеризуется большим значением дисперсии, его следует признать менее точным по сравнению со спектрофотометричес-ким методом.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
Исследуемый спектрофотометричес-кий метод определения массовой концентрации кальция в винодельческой продукции обладает большей воспроизводимостью получаемых значений и точностью по сравнению с ААА.
ААА и спектрофотометрический метод определения массовой концентрации кальция в винодельческой продукции дают высококоррелируемые результаты.
Спектрофотометрический метод определения массовой концентрации кальция в винодельческой продукции более прост в реализации, не требует сложной пробоподготовки, более экономичен по времени проведения анализа по сравнению с ААА.
Таким образом, предлагаемый спек-трофотометрический метод определения массовой концентрации кальция в винодельческой продукции может быть рекомендован к внедрению на производстве и в лабораториях контролирующих органов.
