Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ КАТИОННОГО КРАСИТЕЛЯ ПИРОНИНА G (Y) ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСШИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ В РЫБЕ'

ПРИМЕНЕНИЕ КАТИОННОГО КРАСИТЕЛЯ ПИРОНИНА G (Y) ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСШИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ В РЫБЕ Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
37
9
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭКСТРАКЦИЯ / ПИРОНИН G / ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ / КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ / КАТИОННЫЕ КРАСИТЕЛИ

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Жилко Вячеслав Владимирович, Нехань Наталья Викторовна

Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью разработки методик извлечения и количественного определения высших карбоновых кислот в рыбе. В данной работе предложена простая, недорогая и высокочувствительная экстракционно-фотометрическая методика селективного определения общего содержания высших карбоновых кислот. Данная методика селективна и основана на количественной экстракции в органическую фазу ионных ассоциатов катионного красителя пиронина G (Y) с высокогидрофобными карбоновыми кислотами и представляется перспективной для количественного определения последних в рыбе. Значительное внимание в работе уделено пробоподготовке, которая является наиболее важной стадией анализа, так как работа ведется с природным образцом, имеющим сложный состав. Методика была опробована на реальных объектах, с использованием данной методики была получена прямо пропорциональная зависимость концентрации высших карбоновых кислот в рыбе от времени хранения. Установлено, что для извлечения высших карбоновых кислот наиболее эффективной является гептан/изо-пропаноловая система. Предел обнаружения высших карбоновых кислот экстракционно-фотометрическим методом с применением катионного красителя пиронина G(Y) в рыбе составляет 4,4·10-7 М. Полу

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Жилко Вячеслав Владимирович, Нехань Наталья Викторовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

APPLICATION OF CATIONIC DYE PYRONIN G (Y) FOR QUANTITATIVE EXTRACTION-PHOTOMETRIC DETERMINATION OF HIGHER CARBOXYLIC ACIDS IN FI SH

The relevance of this study is due to the need to develop methods for the extraction and quantitative determination of higher carboxylic acids in fi sh. In this work, we propose a simple, inexpensive, and highly sensitive extraction-photometric technique for the selective determination of the total content of fatty acids. This technique is selective and is based on the quantitative extraction into the organic phase of ionic associates of the cationic dye pyronin G (Y) with highly hydrophobic carboxylic acids and seems promising for the quantitative determination of the fatty carboxylic acids in fi sh. Considerable attention is paid to the sample preparation, which is the most important stage of analysis, since the work is carried out with a natural sample that has a complex composition. The technique has been tested on real objects, also using this technique, a directly proportional dependence of the concentration of higher carboxylic acids in fi sh on the storage time has been obtained. It has been established that the heptane/iso-propanol system is the most eff ective for the extraction of higher carboxylic acids. The limit of detection of higher carboxylic acids by the extraction-photometric method using the cationic dye pyronin G(Y) in fi sh is 4,4 10-7 M. The results obtained allow us to state that the developed method can be used to determine the freshness of fi sh.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ КАТИОННОГО КРАСИТЕЛЯ ПИРОНИНА G (Y) ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ЭКСТРАКЦИОННО-ФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСШИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ В РЫБЕ»

Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2022. Т. 22, вып. 3. С. 267-274 Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 2022, vol. 22, iss. 3, pp. 267-274

https://ichbe.sgu.ru

https://doi.org/10.18500/1816-9775-2022-22-3-267-274

Научная статья УДК 543.422.3

Применение катионного красителя пиронина Ъ (У) для количественного экстракционно-фотометрического определения высших карбоновых кислот в рыбе

В. В. Жилко1-2, Н. В. Нехань1-3 н ULW-J

1 Белорусский государственный университет, Республика Беларусь, 220030, г. Минск, пр. Независимости, д. 4 Международный государственный экологический институт имени А. Д. Сахарова Белорусского государственного университета, Республика Беларусь, 220070, г. Минск, ул. Долгобродская, д. 23

3Белорусский государственный педагогический университет им. М. Танка, Республика Беларусь, 220050, г. Минск, ул. Советская, д. 18

Жилко Вячеслав Владимирович, кандидат химических наук, доцент, 1доцент кафедры аналитической химии; 2декан факультета мониторинга окружающей среды, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-5561-4454

Нехань Наталья Викторовна, аспирант кафедры аналитической химии1; преподаватель кафедры химии3, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-2611-3498

Аннотация. Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью разработки методик извлечения и количественного определения высших карбоновых кислот в рыбе. В данной работе предложена простая, недорогая и высокочувствительная экстрак-ционно-фотометрическая методика селективного определения общего содержания высших карбоновых кислот. Данная методика селективна и основана на количественной экстракции в органическую фазу ионных ассоциатов катионного красителя пиронина G (Y) с высокогидрофобными карбоновыми кислотами и представляется перспективной для количественного определения последних в рыбе. Значительное внимание в работе уделено пробоподготовке, которая является наиболее важной стадией анализа, так как работа ведется с природным образцом, имеющим сложный состав. Методика была опробована на реальных объектах, с использованием данной методики была получена прямо пропорциональная зависимость концентрации высших карбоновых кислот в рыбе от времени хранения. Установлено, что для извлечения высших карбоновых кислот наиболее эффективной является гептан/изо-пропаноловая система. Предел обнаружения высших карбоновых кислот экстракционно-фотометрическим методом с применением катионного красителя пиронина G(Y) в рыбе составляет 4,4-10"7 М. Полученные результаты позволяют утверждать, что разработанная методика может использоваться для определения свежести рыбы.

Ключевые слова: экстракция, пиронин G, экстракционно-фотометрическое определение, карбоновые кислоты, катионные красители Для цитирования: Жилко В. В., Нехань Н. В. Применение катионного красителя пиронина G (Y) для количественного экстракционно-фотометрического определения высших карбоновых кислот в рыбе // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2022. Т. 22, вып. 3. С. 267-274. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2022-22-3-267-274 Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0)

Article

Application of cationic dye pyronin G (Y) for quantitative extraction-photometric determination of higher carboxylic acids in fish

V. V. Zhylko1-2, N. V. Nekhan1' 3 K

1Belarusian State University, 4 Nezavisimosti Аve., 220030 Minsk, Republic of Belarus

international State Environmental Institute of Belarusian State University, 23 Dolgobrodskaya St., 220070 Minsk, Republic of Belarus 3Belarusian State Pedagogical University named after M. Tank, 18 Sovetskaya St., 220050 Minsk, Republic of Belarus Viachaslau V. Zhylko, [email protected], https://orcid.org/0000-0001-5561-4454 Natalia V. Nekhan, [email protected], https://orcid.org/0000-0002-2611-3498

Abstract. The relevance of this study is due to the need to develop methods for the extraction and quantitative determination of higher carboxylic acids in fish. In this work, we propose a simple, inexpensive, and highly sensitive extraction-photometric technique for the selective determination of the total content of fatty acids. This technique is selective and is based on the quantitative extraction into the organic phase of ionic associates of the cationic dye pyronin G (Y) with highly hydrophobic carboxylic acids and seems promising for the quantitative determination of the fatty carboxylic acids in fish. Considerable attention is paid to the sample preparation, which is the most important stage of analysis, since the work is carried out with a natural sample that has a complex composition. The technique has been tested on real objects, also using this technique, a directly proportional dependence of the concentration of higher carboxylic acids in fish on the storage time has been obtained. It has been

established that the heptane/iso-propanol system is the most effective for the extraction of higher carboxylic acids. The limit of detection of higher carboxylic acids by the extraction-photometric method using the cationic dye pyronin G(Y) in fish is 4,4 10-7 M. The results obtained allow us to state that the developed method can be used to determine the freshness of fish. Keywords: extraction, pyronin G, extraction-photometric determination, carboxylic acids, cationic dyes

For citation: Zhylko V. V., Nekhan N. V. Application of cationic dye pyronin G (Y) for quantitative extraction-photometric determination of higher carboxylic acids in fish. Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 2022, vol. 22, iss. 3, pp. 267-274 (in Russian). https://doi. org/10.18500/1816-9775-2022-22-3-267-274

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0)

Введение

Одним из важнейших параметров качества рыбы является ее свежесть. Данный параметр сложно задать количественно. Как правило, свежесть рыбы определяется органолептическими методами [1]. Такие методы обладают рядом недостатков, среди которых главным является их субъективность. Поэтому для оценки качества рыбы наиболее предпочтительными представляются объективные физические или химические методы анализа.

Одним из количественных индикаторов свежести рыбы может служить количественное значение свободных высших карбоновых кислот, которое изменяется со временем в тканях рыбы за счет ферментативного гидролиза жиров [2]. Вышеописанный процесс высвобождения свободных кислот может протекать и при температуре ниже -20° С, которая для большинства заготавливаемых рыб является температурой хранения [3]. Как следует из источников [4-8], для количественного анализа высших карбо-новых кислот могут использоваться хромато-графические, потенциометрические, спектро-фотометрические, титриметрические методы анализа, в общем случае характеризующиеся или низкой чувствительностью (титрование), или сложностью пробоподготовки и детектирования (хроматография).

Среди хроматографических методов анализа газовая хроматография (ГХ) занимает ведущее место [9, 10]. Она позволяет провести качественный и количественный анализ жирных кислот, однако такая процедура дорогая, сложная и неэкспрессная.

К тому же метод требует специальной подготовки образца, поскольку высшие карбоновые кислоты (ВКК) имеют низкую летучесть, образуют водородные связи. С такими проблемами борются путем модифицирования карбоновых кислот, как правило, их этерифицируют метанолом в присутствии гидроксида натрия.

Несмотря на то что при атмосферном давлении температура кипения высших карбоновых кислот близка к температуре разрушения и даже выше ее, предложены некоторые ГХ методы ана-

лиза, использующие немодифицированные ВКК. Сложности вызывает также подбор инертной фазы, газа-носителя и способа введения пробы.

Подробная методика прямого потенциоме-трического анализа описана в работе [11]. Предложенный метод отличается достаточно простой пробоподготовкой: измерение рН проводят либо сразу же после мацерации образца, либо к измельченному образцу добавляют воду. Однако при использовании такого способа пробоподготовки следует убедиться, что есть контакт между измельченным филе рыбы и мембраной электрода.

К недостаткам методики относится сорбция белков на поверхности электрода, что в итоге искажает показания прибора. Чтобы устранить влияние белков на работу электрода, должна проводиться его очистка, особенно после длительного использования.

Кислотно-основное титрование - классический способ определения общей кислотности, который отличается быстротой, дешевизной и достаточной чувствительностью.

Методика кислотно-основного титрования обладает рядом недостатков, среди которых высокая вероятность ошибки, обусловленная сложностями зрительного детектирования точки эквивалентности. На определение конечной точки титрования влияют мутность раствора, каротиноиды, пигменты и продукты окисления.

ИК-спектроскопия с фурье-преобразованием является альтернативным вариантом методики для количественной идентификации высших карбоновых кислот. Основана она на том, что С=О часть карбоксильной группы имеет характеристическую частоту поглощения (1711 см-1). Однако ее сигнал перекрывается сигналом С=О частью сложноэфирной группы триглициридов. Но вклад сложноэфирной группы в общий сигнал может быть оценен при помощи калибровки.

Особенностью анализа рыбы, согласно данным методам исследования, является то, что практически все перечисленные методы требуют предварительного извлечения и даже модификации высших карбоновых кислот, что весьма трудоемко, длительно и порой требует использования опасных растворителей [12, 13].

Как и в большинстве методик анализа реальных природных объектов, экстракционно-фото-метрическая методика анализа требует предварительного извлечения искомых карбоновых кислот. Для этого нами выбрана экстракция, как наиболее сочетаемая с фотометрией. На основе литературных данных наиболее перспективными были выбраны и экспериментально опробованы следующие методы извлечения:

• экстракция этанолом [14];

• экстракция по методы Блая-Дайера (хлороформ/метанол) [15];

• экстракция гексан/изо-пропанолом [16, 17].

Во всех случаях методики были модифицированы согласно [18, 19] нашим работам под применение красителя пиронина G (Y) и органической фазы 5% н-октанола в гептане.

Использование в качестве катионного красителя пиронина G имеет ряд преимуществ. Данное соединение практически не подвержено влиянию значения pH. Его спектр практически не изменяется как в водной, так и в органической фазах. Кроме того, водные растворы пиронина очень устойчивы во времени. К достоинствам красителя можно отнести и высокую растворимость в воде, необходимую в некоторых случаях для успешной экстракции ассоциата красителя с гидрофобными кислотами в органическую фазу. Также отметим, что даже значительные (до 0,5 моль/л) концентрации большинства распространенных неорганических анионов не оказывают влияния на экстракцию пиронина G с высшими карбоновыми кислотами [19].

Данная методика обладает рядом достоинств: универсальностью, т.к. возможен анализ как водных растворов высших карбоновых кислот, так и обнаружение гидрофобных кислот в неполярных соединениях; низкими пределами обнаружения и хорошей воспроизводимостью. К преимуществам методики можно отнести то, что на анализ практически не оказывают влияния примеси углекислоты и других неорганических кислот, а также низкомолекулярные карбоновые кислоты [18].

Материалы и методы

Измерение оптической плотности проводили на спектрофотометре Solar PB 2201 при температуре 20 °С. Для поддержания заданной температуры использовался термостат TW- 2. В целях упрощения расчётов объемы водной и органической фаз в экстракционно-фотометри-ческих системах были равны.

Для проведения исследований были использованы следующие вещества: пиронин G - Fluka

Chemie AG, ч., гептан эталонный, н-октанол-1 ч., хлорид натрия ч., глицин, соляная кислота х.ч., гидроксид натрия ч.д.а., хлороформ ч.д.а., метанол - «ч.», изо-пропанол - «х.ч.», этанол -пищевой высшей очистки.

Результаты и их обсуждение

С целью выбора наиболее эффективной системы извлечения кислот из образцов рыбы, как было указано выше, были исследованы три системы.

Экстракция карбоновых кислот

различными методами

1. Экстракция карбоновых кислот этанолом

1 г образца смешивался с 10 см3 этанола,

затем полученный этанольный экстракт был разбавлен в 11 раз, после чего разбавленный экстракт был добавлен в систему для фотометрического анализа. Система состояла из 0,5 см3 разбавленного этанольного экстракта, 1 см3 5% раствора н-октанола в гептане, органическая фаза доводилась до 6 см3 гептаном; в систему так же были внесены 1 см3 1,00-10- 3 М раствора пиронина G, 0,3 см3 раствора гидроксида натрия (0,02 М) и объем водной фазы доводился водой до 6 см3. По такому же принципу были приготовлены следующие системы: холостая система, где вместо 0,5 см3 разбавленного экстракта был внесен идентичный объем этанола, и система, содержащая вместо 0,5 см3 разбавленного экстракта 0,5 см3 концентрированного экстракта.

В ходе исследования органической фазы, полученной после проведения экстракции этанолом, были получены следующие результаты, которые представлены в табл. 1.

Низкие значения оптической плотности для данных систем показали, что степень извлечения карбоновых кислот этанолом невелика (уровень нескольких сотых), поэтому такая экстракционная система представляется бесперспективной.

2. Экстракция карбоновых кислот по методу Блая-Дайера

К образцу массой 3,011 г было добавлено 3 см3 хлороформа и 6 см3 метанола. Смесь перемешивалась 15 мин, а затем фильтровалась через бумажный фильтр. После чего было отобрано 0,1 см3 экстракта, и данный объем был внесен в систему, состоящую из 1 см3 5% н-октанола, 4,9 см3 гептана, 0,5 см3 1,00-10-3 М раствора пиронина G, 0,3 см3 раствора гидроксида натрия (0,02 М) и объем водной фазы доводили водой до 6 см3. Как верхняя, так и нижняя фазы приготовленной системы оказались мутными, поэтому была проведена реэкстракция для удаления примесей.

Для проведения реэкстракции в пробирку были внесены экстракт объемом 3 см3, 1 см3 хлороформа и 1 см3 0,88% раствора хлорида натрия. Полученные системы перемешивались 10 мин, термостатировались при 20°С 30 мин. Система расслоилась на две фазы, где верхняя фаза объемом 3,8 см3 была мутной, а нижняя

объемом 2 см3 была прозрачной. Нижняя хлороформная фаза была разбавлена в 20 раз, после чего 1 см3 разбавленного реэкстракта был внесен в аналогичную систему для оптического анализа. Результаты спектрофотометрического анализа хлороформной фазы реэкстракта и холостой системы представлены в табл. 1.

Таблица 1 / Table 1

Результаты экстракционно-фотометрического анализа для различных методик извлечения (P = 0,95; n = 3) Results of extraction-photometric analysis for various extraction methods (P = 0,95; n = 3)

Система / System Холостая система / Idle system Система с концентрированным экстрактом / Concentrated extract system

Этанол / Ethanol 0,025 ± 0,005 0,050

Хлороформ/метанол (1:2) / Chloroform/methanol (1:2) 0,683 ± 0,021 0,787

Гексан/изо-пропанол (3:2) / Hexane/iso-propanol (3:2) 0,065 ± 0,008 0,527 ± 0,006

Высокие значения оптической плотности сравнимые по величине для холостого опыта и системы с экстрактом показали, что данную экстракционную систему использовать затруднительно.

3. Экстракция карбоновых кислот гексаном/ изо-пропанолом

Данные исследования показали, что смесь гексана/изо-пропанола в соотношении 3:2 обладает высокой эффективностью извлечения карбоновых кислот из рыбы.

Извлечение карбоновых кислот осуществлялось следующим образом. 1,0302 г рыбы смешали с 10,8 см3 гексана и 7,2 см3 изо-про-панола. Смесь перемешивалась 15 мин и фильтровалась через бумажный фильтр. После чего было отобрано 0,1 см3 экстракта, и данный объем был внесен в систему, состоящую из 1 см3 5% н-октанола в гептане, 4,9 см3 гептана, 0,5 см3 1,00-10- 3 М раствора пиронина О, 0,3 см3 раствора гидроксида натрия (0,02 М) и объем водной фазы доводили водой до 6 см3.

В работе нами была проведена модификация методики [13, 14], так как обе фазы оказались мутными, поэтому была проведена реэкстракция. В пробирку одновременно вносили экстракт кар-боновых кислот из рыбы объемом 4 см3 и 4 см3 дистиллированной воды. Полученные системы перемешивались 10 мин, термостатировались при 20 °С 30 мин. Система расслоилась на две фазы, где нижняя фаза объемом 6 см3 была слегка мутной, а верхняя объемом 2 см3 была прозрачной. Часть верхней гексановой фаза объемом 0,4 см3 была внесена в аналогичную систему для оптического анализа. Результаты анализа верхней гексановой фазы реэкстракта, полученного

после извлечения карбоновых кислот гексаном изо-пропанолом (3:2), представлены в табл. 1.

На базе результатов исследований выше-изоженных методик была выбрана наилучшая система: гексан/изо-пропанол (3:2). В дальнейшем именно эта система была опробована на реальных образцах.

Проверка методики

В качестве рыбы был выбран озёрный карп. Для проверки корректности методики и полноты переноса высших карбоновых кислот были использованы метод разбавления и метод добавок. В отдельные пробирки помещали х и 2х г рыбы и х + известное количество кислоты соответственно. Экстракты из каждой пробирки анализировались трижды, то есть в пробирки с пришлифованными пробками вносили по 0,500; 0,250; 0,250; 0,250 г образца, в последние две пробирки вносили по 0,2 и 0,4 см3 2,41-10-2 М раствора пальмитиновой кислоты в гексане. В каждой пробирке гексановую фазу доводили до 5,4 см3. Также вносили по 3,6 см3 изо-про-панола, смесь перемешивали 15 мин. Экстракт фильтровали через бумажный фильтр и отбирали по 6 см3 экстракта для проведения реэкстракции. Вносили по 6 см3 дистиллированной воды и по 0,1 см3 0,1 М раствора азотной кислоты. Перемешивали систему 10 мин и термостатировали при 20 °С 30 мин. Затем верхнюю гексановую фазу разбавляли в 20 раз.

Количественное содержание высших кар-боновых кислот в образце определялось относительно стандартного раствора пальмитиновой кислоты в гексане, для чего был приготовлен 2,41-10-4 М раствор пальмитиновой кислоты в гексане. В три пробирки с пришлифованными

пробками вносили по 1 см3 2,41-10-4 М раствора пальмитиновой кислоты. Туда же вносили 1 см3 5% раствора н-октанола в гептане, органическую фазу доводили до 6 см3 гептаном. Затем вносили в пробирки по 0,5 см3 1,00-10-3 М раствора пиронина О, 0,5 см3 раствора гидроксида натрия (0,02 М) и объем водной фазы доводили водой

до 6 см3. По такому же принципу готовили три холостых опыта, где вместо гексанового раствора пальмитиновой кислоты брали чистый гексан. Результаты представлены в табл. 2. Для всех 24 образцов рыбы результаты весьма близки, что позволяет говорить о корректности выбранных экстракции и количественного анализа.

Таблица 2 / Table 2

Результаты определения концентрации карбоновых кислот в карпе (P = 0,95; n = 3) Results of determining the concentration of carboxylic acids in carp (P = 0,95; n = 3)

Время хранения, сутки / Storage time, days Концентрация кислот в образце, мкмоль/г / Concentration acids in sample, |imol/g Исходный образец с добавлением пальмитиновой кислоты, с поправкой на добавленные количества, мкмоль/г / Original sample with adding palmitic acids, with adjustment for added quantity, |imol/g Исходный образец, разбавленный (в два раза), с поправкой на разбавление, мкмоль/г / Original sample, diluted (two times), corrected for dilution, | mol/g

0 0,68±0,29 0,72±0,28 0,76±0,3

20 6,4±0,6 6,53±0,5 6,64±0,6

45 11±3,0 12±3,0 12±3,0

60 15,2±2,6 15,2±2,6 15,9±2,5

76 20,4±2,9 18,8±2,6 19,6±3,0

90 24,6±1,2 24,7±1,2 23,9±1,3

В ходе проверки корректности методики нами также была выявлена близкая к линейной зависимость содержания высших карбоновых кислот в рыбе от срока хранения (рисунок).

Полученная линейная зависимость содержания высших карбоновых кислот в филе рыбы (карп) от срока хранения хорошо согласуется с литературными данными [3].

30

25

20

и

"л М

1115

£

10

7 R = 0,9979

I-

А ...................[

.....f..............j

1

ч"'

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

20

40

60

80

100

Время хранения, сутки Storage time, days

Концентрация карбоновых кислот в рыбе в зависимости от срока хранения Concentration of carboxylic acids in fish depending on the period of storage

5

0

0

Как известно, использование прямого экс-тракционно-фотометрического метода определения высших карбоновых кислот затруднительно, несмотря на то что карбоновые кислоты уже при

рН 6 ионизованы более чем на 90%. Причиной этого служит процесс переноса неионизирован-ной формы кислоты в органическую фазу, конкурирующий с экстракцией ионных ассоциатов.

В связи с этим для количественного описания экстракционных процессов с участием ассоци-атов катионных красителей и высших карбоновых кислот необходимо определить значение констант распределения высших карбоновых кислот в аналитической экстракционной системе (табл. 3).

Таблица 3 / Table 3 Расчетные значения константы распределения Р для карбоновых кислот в гексан/изо-пропанол Calculated values of the distribution constant P for carboxylic acids in hexane/iso-propanol

высшие карбоновые кислоты в органическую фазу при проведении однократной экстракции.

Таким образом, в работе предложена и использована для реальных образцов новая экс-тракционно-фотометрическая методика количественного определения высших карбоновых кислот в рыбе с использованием эффективной экстракционной гептан/изо-пропаноловой системы, предложенной нами. Данная методика была использована для определения накопления со временем высших карбоновых кислот в филе рыбы при хранении в замороженном состоянии. Предел обнаружения высших карбоновых кислот экстракционно-фотометрическим методом с применением катионного красителя пиронина G(Y) в рыбе составляет 4,4-10-7 М. Полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными.

Список литературы

Общее число атомов углерода / Total number of carbon atoms Константа распределения карбоновой кислоты, -PRCOOH / Distribution constant of carboxylic acid, P RCOOH

10 0,049

13 1,3

16 39

18 360

Значения оптической плотности водно-спиртовой фазы вышли на уровне холостого опыта, что говорит о высокой эффективности извлечения пальмитиновой кислоты данной экстракционной системой. Поэтому для определения константы распределения был использован метод инкрементов.

Согласно методу инкрементов логарифм константы распределения высших карбоновых кислот рассчитывается по уравнению:

lgР= -(/соон + n ■ /Сн2 + 0.5-/н), где n - число углеродных атомов в радикале вещества, - инкремент СН2-группы,

Ichooh - инкремент карбоксильной группы, IH - инкремент атома водорода углеводородного радикала.

Среди исследованных в ходе эксперимента экстракционных систем наиболее подходящей для извлечения гидрофобных кислот из рыбы является система гексан/изо-пропанол, поскольку она удовлетворяет основным требованиям, предъявляемым к подобным системам. Используемые растворители являются общедоступными, а их комбинация обеспечивает эффективное разделение фаз без проведения дополнительных операций, таких как центрифугирование и фильтрование. К тому же константы распределения высших карбоновых кислот для данной экстракционной системы являются наивысшими среди предложенных экстракционных систем, и выбранная экстракционная система позволяет эффективно переносить

1. ГОСТ 7631-2008. Рыба, нерыбные объекты и продукция из них. Взамен ГОСТ 7631-85; 2009 - 01 - 01. Минск : Межгос. Совет по стандартизации, метрологии и сертификации; М. : Изд-во стандартов, 2010. 16 с.

2. Боева Н. П. Технология жиров из водных биологических ресурсов. М. : Изд-во ВНИРО, 2016.107 с.

3. Alberta N. FTIR determination of free fatty acids in fish oils intended for biodiesel production // Process Biochemistry. 2009. Vol. 44. P. 401-405. https://doi. org/10.1016/j.procbio.2008.12.004

4. Seppanen-Laakso Т. Analysis offatty acids by gas chromatography, and its relevance to research on health and nutrition // Analytica Chimica Acta. 2002. Vol. 465. P. 39-62. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(02)00397-5

5. Abalos M. Application of gas chromatography coupled to chemical ionisation mass spectrometry following head-space solid-phase microextraction for the determination of free volatile fatty acids in aqueous samples // J. of Chromatography A. 2000. Vol. 891. P. 287-294. https:// doi.org/10.1016/S0021-9673(00)00655-5

6. Nikolova-Damyanova B. High-performance liquid chro-matography of fatty-acid derivatives in the combined silver ion and reversed-phase modes. // J. of Chromatography A. 1993. Vol. 653, № l. P. 15-23. https://doi. org/10.1016/0021-9673(93)80387-N

7. Brando T. Analysis of aminofluorescein-fatty acid derivatives by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection at the attomole level: application to mycobacterial fatty acids // J. of Chromatography A. 2002. Vol. 973. P. 203-210. https://doi.org/10.1016/ S0021-9673(02)01216-5

8. Windarsih A., Lestari L., Erwanto Y., Putri A. R., Fadzil-lah N. A., Rahmawati N., Rohman A. Application of

Raman Spectroscopy and Chemometrics for Quality Controls of Fats and Oils: A Review // Food Reviews International. 2021. P. 1-20. https://doi.org/10.1080/87 559129.2021.2014860

9. Aziz N. A. Quantitative Determination of Fatty Acids in Marine Fish and Shellfish from Warm Water of Straits of Malacca for Nutraceutical Purposes // BioMed Research International. 2013. P. 1-12. https://doi. org/10.1155/2013/284329

10. Khoddami A. Quality and fatty acid profile ofthe oil extracted from fish waste (head, intestine and liver) (Euthynnus affinis) // African Journal of Biotechnology. 2012. Vol. 11. P. 1683-1689. https://doi.org/10.5897/ AJB10.1699

11. Otero P., Carpena M., Fraga-Corral M., Garcia-Oliveira P., Soria-Lopez A., Barba F. J., Xiao J., Simal-Gandara J., Prieto M. A. Aquaculture and agriculture-by products as sustainable sources of omega-3 fatty acids in the food industry // eFood. 2021. Vol. 2, № 5. P. 209-233. https://doi.org/10.53365/efood.kZ144603

12. Crexi V. T. Winterization of fish oil with solvent // Food Science and Technology. 2009. Vol. 29, № 1. P. 207-213. https://doi.org/10.1590/S0101-20612009000100032

13. Homayooni B. Concentrations of omegs-3 fatty acids from rainbow sardine fish oil by various methods // International Food Research Journal. 2015. Vol 5, № 2. P. 743-748.

14. Ali S. K., Shahidi F., SedaghatN. Evaluation of the effect of carboxy methyl cellulose edible coating containing Astragalus honey (Astragalus gossypinus) on the shelf-life of pistachio kernel // Food Control. 2022. 109094. https://doi.org/10.1016/jioodcont.2022.109094

15. Iverson S. Comparison of the Bligh and Dyer and Folch Methods for Total Lipid Determination in a Broad Range of Marine Tissue // Lipids. 2001. Vol. 36. P. 1283-1287. https://doi.org/10.1007/s11745-001-0843-0

16. Hara A. Lipid Extraction of Tissues with a Low-Toxicity Solvent // Analytical Biochemistry. 1978. Vol. 90. P. 420-426. https://doi.org/10.1016/0003-2697(78)90046-5

17. Gunnlaugsdottir H. Three extraction methods for determination of lipids in fish meal: Evaluation of a hexane/ isopropanol method as an alternative to chloroform-based methods // Journal ofthe Science of Food and Agriculture. 1993. Vol. 61. P. 235-240. https://doi.org/10.1002/ jsfa.2740610216

18. Жилко В. В. Экстракция высших карбоновых кислот с катионным красителем Пиронин Ж в сильнощелочной среде // Аналитика РБ-2018 : сб. ст. 6-й рес-публ. конф. по аналит. химии. Минск : Колорград, 2018. С. 70.

19. Жилко В. В. Подбор катионных красителей и условий экстракции для фотометрического определения высших карбоновых кислот // Актуальные задачи химии: исследования и перспективы : сб. материалов конф. Житомир : Изд-во ЖГУ им. И. Франюз, 2018. С. 23.

References

1. GOST 7631-2008. Fish, non-fish objects and products from them. Instead of GOST 7631-85; 2009 - 01 - 01. Minsk, Mezhgos. Council for Standardization, Metrology and Certification, Moscow, Publishing House of Standards, 2010. 16 p. (in Russian).

2. Boeva N. P. Tekhnologiya zhirov iz vodnykh biolog-icheskikh resursov [Technology of fats from aquatic biological resources]. Moscow, Publishing House of VNIRO, 2016. 107 p. (in Russian).

3. Alberta N. FTIR determination of free fatty acids in fish oils intended for biodiesel production. Process Biochemistry, 2009, vol. 44, pp. 401-405. https://doi. org/10.1016/j.procbio.2008.12.004

4. Seppanen-Laakso T. Analysis offatty acids by gas chromatography, and its relevance to research on health and nutrition. Analytica Chimica Acta, 2002, vol. 465, pp. 39-62. https://doi.org/10.1016/S0003-2670(02)00397-5

5. Abalos M. Application of gas chromatography coupled to chemical ionisation mass spectrometry following headspace solid-phase microextraction for the determination of free volatile fatty acids in aqueous samples. J. of Chromatography A, 2000, vol. 891, pp. 287-294. https://doi.org/10.1016/S0021-9673(00)00655-5

6. Nikolova-Damyanova B. High-performance liquid chro-matography of fatty-acid derivatives in the combined silver ion and reversed-phase modes. J. of Chromatography A, 1993, vol. 653, no. l, pp. 15-23. https://doi. org/10.1016/0021-9673(93)80387-N

7. Brando T. Analysis of aminofluorescein-fatty acid derivatives by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection at the attomole level: application to mycobacterial fatty acids. J. of Chromatography A, 2002, vol. 973, pp. 203-210. https://doi.org/10.1016/ S0021-9673(02)01216-5

8. Windarsih A., Lestari L., Erwanto Y., Putri A. R., Fadzil-lah N. A., Rahmawati N., Rohman A. Application of Raman Spectroscopy and Chemometrics for Quality Controls of Fats and Oils: A Review. Food Reviews International, 2021, pp. 1-20. https://doi.org/10.1080/8 7559129.2021.2014860

9. Aziz N. A. Quantitative Determination of Fatty Acids in Marine Fish and Shellfish from Warm Water of Straits of Malacca for Nutraceutical Purposes. BioMed Research International, 2013, pp. 1-12. https://doi. org/10.1155/2013/284329

10. Khoddami A. Quality and fatty acid profile ofthe oil extracted from fish waste (head, intestine and liver) (Euthynnus affinis). African Journal of Biotechnology, 2012, vol. 11, pp. 1683-1689. https://doi.org/10.5897/ AJB10.1699

11. Otero P., Carpena M., Fraga-Corral M., Garcia-Oliveira P., Soria-Lopez A., Barba F. J., Xiao J., Simal-Gandara J., Prieto M. A. Aquaculture and agriculture-by products as sustainable sources of omega-3 fatty acids in the

food industry. eFood, 2021, vol. 2, no. 5, pp. 209-233. https://doi.org/10.53365/efood.k/144603

12. Crexi V. T. Winterization of fish oil with solvent. Food Science and Technology, 2009, vol. 29, no. 1, pp. 207213. https://doi.org/10.1590/S0101-20612009000100032

13. Homayooni B. Concentrations of omegs-3 fatty acids from rainbow sardine fish oil by various methods. International Food Research Journal, 2015, vol. 5, no. 2, pp. 743-748.

14. Ali S. K., Shahidi F., Sedaghat N. Evaluation of the effect of carboxy methyl cellulose edible coating containing Astragalus honey (Astragalus gossypinus) on the shelf-life of pistachio kernel. Food Control., 2022. 109094. https://doi.org/10.1016/jioodcont.2022.109094

15. Iverson S. Comparison of the Bligh and Dyer and Folch Methods for Total Lipid Determination in a Broad Range of Marine Tissue. Lipids, 2001, vol. 36, pp. 1283-1287. https://doi.org/10.1007/s11745-001-0843-0

16. Hara A. Lipid Extraction of Tissues with a Low-Toxicity Solvent. Analytical Biochemistry, 1978,

vol. 90, pp. 420-426. https://doi.org/10.1016/0003-2697(78)90046-5

17. Gunnlaugsdottir H. Three extraction methods for determination of lipids in fish meal: Evaluation of a hexane/ isopropanol method as an alternative to chloroform-based methods. Journal of the Science of Food and Agriculture, 1993, vol. 61, pp. 235-240. https://doi. org/10.1002/jsfa.2740610216

18. Zhylko V. U. Extraction of higher carboxylic acids with a cationic dye Pironin Zh in a strongly alkaline medium. Analytics RB-2018: coll. art. 6th Republic conf. according to analyt. chemistry. Minsk, Kolorgrad Publ., 2018. P. 70 (in Russian).

19. Zhylko V. U. Selection of cationic dyes and extraction conditions for the photometric determination of higher carboxylic acids. In: Actual problems of chemistry: research and prospects: coll. materials conf. Zhyto-myr, Izd-vo ZhGU im. I. Franko, 2018, pp. 23. (in Russian).

Поступила в редакцию 25.02.2022; одобрена после рецензирования 22.05.2022; принята к публикации 08.06.2022 The article was submitted 25.02.2022; approved after reviewing 22.05.2022; accepted for publication 08.06.2022

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.