CC BY
50
УДК 542.07
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОСНАЩЕНИЯ ПРИ СОЗДАНИИ ЛАБОРАТОРИИ КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ
Т. А. Бутыльская, И. Г. Кошлякова
Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Российская Федерация
belchishka2015@mail.ru; metrolog-ira@mail.ru;
Рассмотрена оптимизация технического оснащения лаборатории контроля
безопасности пищевой продукции,
перечислены основные факторы, влияющие на выбор аналитического лабораторного оборудования; рассмотрены способы подбора аналитических приборов и предложен способ составления дополнительного перечня расходных материалов, реактивов и оборудования.
Ключевые слова: организация лаборатории, атомно-абсорбционный спектрофотометр, хроматограф жидкостный, спектрофотометр, вольтамперметрический анализатор
L4QQ/J
UDC 542.07
OPTIMIZATION OF TECHNICAL EQUIPMENT FOR CREATION OF FOOD PRODUCTS SAFETY LABORATORY
T. A. Butylskaya, I. G. Koshlyakova,
Don State Technical University, Rostov-on-Don, Russian Federation
belchishka2015@mail.ru; metrolog-ira@mail.ru;
The paper deals with optimization of technical equipment of food products safety laboratory, main factors affecting the choice of analytical laboratory equipment; selection methods of analytical instruments and method of making the additional list of consumables, reagents and equipment.
Keywords: organization of the laboratory, atomic absorption spectrophotometer, liquid chromatograph, spectrophotometer,
voltampermetric analyzer
Введение. В мире существует большое разнообразие пищевых продуктов, каждый из которых по-своему уникален. Продукты питания имеют особое предназначение, вид, запах и вкусовые качества. Состав продовольственных продуктов представлен на таре и упаковке товаров, но вкусовые качества можно определить только при помощи органов чувств человека.
Для удовлетворения потребностей рынка продуктами питания необходимо провести ряд исследований на наличие вредных, радиоактивных веществ, а также провести микробиологические исследования. Качество результатов исследований пищевой продукции, проводимых в специализированных лабораториях зависит от уровня технического оснащения предприятия. Современный рынок предлагает лабораториям широкий ассортимент усовершенствованных и автоматизированных аналитических агрегатов. Основной проблемой предприятий является правильный подбор аналитического оборудования.
Методика выбора лабораторного оборудования. При выборе и закупке оборудования лаборатории необходимо проанализировать:
— финансовое состояние организации;
— рыночные цены на лабораторное оборудование;
— наличие необходимого аналитического оборудования и его комплектующих на рынке;
— соответствие лабораторных приборов Госреестру;
— наличие соответствующей стандартизированной методики измерений.
При выборе лабораторного оборудования следует ориентироваться на мнение специалиста в данной области и отзывы потребителей. Качество приобретаемого лабораторного оборудование отразиться на результативности проводимых исследований (достоверности данных), и соответственно на оценке проверяемого товара.
Одним из важных аспектов при закупке анализаторов является его универсальность, предоставляющая возможность применения оборудования при испытании различной продукции [1].
В зависимости от финансового состояния предприятия следует отдать предпочтение оборудованию отечественных производителей, которое имеет высокие технические и метрологические параметры, а также выгодную для предприятий цену.
Правильный выбор аналитического оборудования зависит также от определения товарных групп, которые будут проходить испытания в лаборатории.
Предположим, что в лаборатории будут проводиться испытания с целью определения показателей безопасности пищевой продукции и детских игрушек, показатели качества к которым указаны в соответствующих технических регламентах: Технический регламент на алкогольную продукцию, Технический регламент «Требования к безалкогольной продукции, природным минеральным и столовым водам, процессам их производства, хранения, перевозки», Технический регламент на рыбную и иную продукцию из водных биологических ресурсов, Технический регламент на чай и чайную продукцию, Технический регламент Таможенного союза «О безопасности детских игрушек», Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей, Технический регламент «О безопасности кондитерских изделий», Технический регламент Таможенного союза «О безопасности мяса и мясной продукции».
В технических регламентах представлены повторяющиеся вредные и токсичные вещества, относящиеся к выбранному перечню продукции, которые можно объединить в таблице 1.
Таблица 1
Вредные и токсичные вещества
Вредные и токсичные вещества Алкогольная продукция Безалкогольная продукция, природные минеральные и столовые воды Рыба и иная продукция из водных биологических ресурсов Чай и чайная продукция Соковая продукция из фруктов и овощей Кондитерские изделия Мясо и мясная продукция Мукомольно-крупяная промышленность, крахмал и крахмальная продукция Алкогольная продукция Безалкогольная продукция, природные минеральные и столовые воды
Свинец + + + + + + + + + +
Кадмий + + + + + + + + + +
Мышьяк + + + + + + + + + +
Ртуть + + + + + + + + + +
Олово - - + - + - - - - -
Хром - + + - + - + - - -
Цезий + + + + + + - + + +
Стронций + + + + + + - + + +
Селен - + - - - - - - + -
Фторид - + - - - - - - - -
Медь - + - - - - + - + -
Барий - + - - - - - - - -
Нитриты - + - - - - - - + -
Нитраты - + - - + - + - + -
ГХЦГ - - + - + + + - - -
Гистамин - - + - - - - - - -
ДДТ и его метаболиты - - + - - + + + + +
Микотоксины - + - - - + + - + +
Спирт метиловый + - - - + - - - - -
Из таблицы 1 видно, что основным направлением деятельности лаборатории является проведение испытаний пищевой продукции и продовольственного сырья по показателям качества, безопасности и идентификации в целях подтверждения соответствия пищевой продукции требованиям законодательной и нормативно-технической документации с определением содержания токсичных элементов: кадмия, ртути, мышьяка, железа, меди, свинца, цинка, олова, хрома, никеля и алюминия. Также планируется проведение проверки на наличие нитратов и нитритов в молочной продукции, микотоксинов в зерне и комбикормах и Т2-токсина и хлорорганических пестицидов в пищевой продукции, а также выявление гистамина в рыбе.
Для организации аналитической лаборатории можно выделить четыре типа приборов для контроля качества продукции: жидкостный хроматограф, спектрофотометр, атомно-абсорбционный спектрофотометр (ААС), вольтамперметрический анализатор.
По техническим и метрологическим параметрам спектрофотометр и вольтамперметрический анализатор уступают по количеству определяемых показателей жидкостному хроматографу и атомно-абсорбционному спектрофотометру, так как данное оборудование не позволяет выявить присутствие в продуктах таких веществ, как ДДТ и его метаболиты, ГХЦГ и микотоксины. [2].
Сравнительная характеристика жидкостного хроматографа и атомно-абсорбционного спектрофотометра показала, что:
— средний срок службы атомно-абсорбционного спектрофотометра продолжительнее, чем жидкостного хроматографа, и составляет 5-10 лет [3];
— спектральный диапазон атомно-абсорбционного спектрофотометра шире, чем диапазон хроматографа. Для проведения всех запланированных испытаний спектрального диапазона хроматографа достаточно;
— ценовой показатель данного лабораторного оборудования одинаковый, но стоимость поверки атомно-абсорбционного спектрофотометра незначительно выше, чем поверка хроматографа [4];
— межповерочный интервал у всех приборов одинаковый и равен одному году и др.
По техническим характеристикам анализаторов выявлено, что:
— одним из достоинств спектрофотометра является возможность применения небольшого количества исследуемого вещества;
— исследования с помощью жидкостного хроматографа занимают небольшой промежуток времени, но растворитель, используемый в подвижной фазе - ацетонитрил - имеет высокую стоимость, и подготовка пробы к анализу сложна в исполнении;
— метод высоко эффективной жидкостной хроматографии сложнее, чем принцип работы спектрофотометра;
— метод атомно-абсорбционной спектрофотометрии обладает высокой селективностью, чувствительностью и простотой подготовки проб к анализу [5].
Главным аргументом при выборе оборудования является тот факт, что для жидкостного хроматографа не разработана методика определения тяжелых токсичных веществ в пищевой продукции. Такая методика создана лишь для ААС и описана в ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов», который устанавливает метод определения свинца, кадмия, меди, цинка и железа в пищевом сырье и продуктах. Метод основан на минерализации продукта способом сухого или мокрого озоления и определении концентрации элемента в растворе минерализата методом пламенной атомной абсорбции. [6].
Таким образом, для определения тяжелых металлов в пищевых продуктах наиболее широко используются спектральные методы анализа, так как они достаточно селективны, экспрессны, имеют низкие пределы обнаружения и высокую чувствительность. Следовательно, для организации лаборатории стоит выбрать атомно-абсорбционный спектрофотометр. Выбор модели атомно-абсорбционного спектрофотографа основан на сравнении характеристик, приведенных в таблице 2.
■
http://mid-journal.ru
L4QQ/ Л
Выбор модели атомно-абсорбционной спектрофотографа
Таблица 2
Agilent AA-240 FS AAN-800 Analist Shimadzu AA-7000 Квант-2 Спектр 5-4
Стоимость прибора руб.
1, 225, 000.0 1, 001, 350.0 2, 296, 936. 0 907,125.0 1, 600,000.0
Спектральный диапазон нм,
185-900 190-870 185-900 185-860 185-900
Оптическая схема
двухлучевая двухлучевая двухлучевая однолучевая однолучевая
Основная относительная пог эешность
±0,04 ±0,07 ±0,05 ±0,01 ±0,05
Объём образца в мл
0,02 0,1 0,05 не более 0,5 1-2
Потребляемая мощность
470 Не более 5000 230 220 300
Межповерочный интервал
1 год 1 год 1 год 1 год 1 год
Страна производитель
США США Япония Россия Россия
Из представленных моделей оборудования (таблица 2) следует выбрать приборы с двухлучевой оптической схемой, так как исследования на однолучевом спектрофотометре (Квант-2, Спектр 5-4, производство Россия), требуют дополнительной обработки полученного спектра, в то время, как двухлучевой ААС автоматически выдает координаты спектров поглощения, что значительно сокращает время исследования.
Shimadzu AA-7000 (Япония) можно отнести к дорогостоящему оборудованию, но по техническим параметрам этот прибор уступает конкурентам.
Явным лидером на рынке аналитического оборудования является модель Agilent AA-240 FS (производство США). Данный прибор оснащен системой Fast Sequentional, которая позволяет сократить время исследования по сравнению с классическими спектрографами, и проводить 360 измерений в час.
Прибор Agilent AA-240 FS (производство США) полностью анализирует исследуемое вещество на содержание всех элементов и лишь потом приступает к следующему этапу, что обеспечивает высокую производительность. Анализатор наделен системой безопасности, имеющей 8 стадий блокировки: мониторинг типа горелки, правильности ее установки, жидкой ловушки, клапана сброса давления, работы с пламенем, электропитания, работы дейтериевой лампы, резервуар безопасности для газа-окислителя. У модели Agilent AA-240 FS отсутствует внутренняя разводка газовых линий. Программное обеспечение полностью русифицировано, что обеспечивает удобство эксплуатации оборудования. Комплектация прибора позволяет использовать анализатор в пыльных и влажных помещениях, так как оптические компоненты
L4QQ/J
защищены. Для максимальной производительности рекомендуется приобретать прибор в комплекте с автоматической системой разбавления SIPS и автосемплером SPS [7].
При оснащении лаборатории дополнительным оборудованием следует использовать нормативно-правовые документы (стандарты) и методические указания:
— ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов»;
— ГОСТ Р 53183-2008 «Определение ртути методом атомно-абсорбционной спектрометрии холодного пара с предварительной минерализацией пробы под давлением»;
— Методические указания «Атомно-абсорбционные методы определения токсичных элементов в пищевых продуктах и пищевом сырье» (утв. Госкомсанэпиднадзором РФ 25.12.1992 N 01-19/47-11);
—ГОСТ 32257-2013 «Молоко и молочная продукция» для определения нитратов и нитритов в молочной продукции;
— ГОСТ 28001-88 Межгосударственный стандарт. «Зерно фуражное продукты его переработки, комбикорма. Методы определения микотоксинов: Т-2 токсина, зеараленона (Ф-2) и охратоксина А»;
— Инструкция 4.1.10-15-25-2005 и 4.1.10-15-29-2005 «Определение содержания гистамина в рыбопродуктах»;
— Методические указания по обнаружению, идентификации и определению содержания Т-2 токсина в пищевых продуктах и продовольственном сырье;
— Методические указания по определению хлорорганических пестицидов в воде, продуктах питания, кормах и табачных изделиях методом хроматографии в тонком слое;
— Межгосударственный стандарт от 23 октября 1974 г. «Коньяки и коньячные спирты. Метод определения метилового спирта» (с Изменениями N 1, 2).
Заключение. Выбор и закупка лабораторного оборудования зависит от многих факторов: товарной группы, комплектующих агрегатов и обслуживания приборов, качества исследования, планировки помещения лаборатории, квалификации сотрудников аналитической организации. Лабораторное помещение должно быть оснащено вентиляцией, водопроводом, и соответствовать требованиям пожарной безопасности.
Библиографический список
1. Прибылова, Т. А. Принципы формирования приборного оснащения испытательной лаборатории / Т. А. Прибылова. Ю. В. Пивоваров. В. А. Зенин// Контроль качества продукции — 2001.— Т1, №10. — С. 30-35.
2. Вольтамперметрический анализатор Ta-lab / продукция ТомьАналит. — Режим доступа : http://www.tomanalyt.ru/ru/catalog/voltammetric-analyzers/195-ta-lab/ (дата обращения : 3.04.2016 г.).
3. Каталог средства измерений, испытательное и лабораторное оборудование. Спектрометр атомно-абсорбционный «КВАНТ-2» / Информационный портал Приборы-СИ — Режим доступа : http://pribory-si.ru/catalog/3104/1094/ (дата обращения: 1.05.2016 г.).
4. Прейскурант цен на поверку средств измерений, входящих в перечень средств измерений, поверка которых осуществляется только аккредитованными в области обеспечения единства измерений государственными региональными центрами метрологии на 2016 год / официальный сайт Ростовский ЦСМ - Режим доступа : http://rostcsm.ru/content/view/88/141/ (дата обращения: 26.04.2016).
L4QQ/J
5. Ляликов, Ю. С. Физико-химические методы анализов / Ю. С. Ляликов — Москва : Химия, 1973. — 270 с.
6. Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов: ГОСТ 30178-96 / Межгосударственный стандарт. — Москва : Стандартинформ, 2010. — 3 с.
7. Атомно-абсорбционный спектрометр Agilent AA-240 FS / официальный сайт Лабтех. — Режим доступа : http://www.labteh.com/productID21837/ (дата обращения: 11.04.2016).
