Научная статья на тему 'Система капельного анализа для открытия тяжелых металлов в пищевых продуктах'

Система капельного анализа для открытия тяжелых металлов в пищевых продуктах Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
59
13
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Система капельного анализа для открытия тяжелых металлов в пищевых продуктах»

2. При определенных условиях 12% дуст гексахлорана оказывает раздражающее действие на слизистую верхних дыхательных путей, конъюнктиву глаз и кожу.

3. При работе с 12% дустом гексахлорана иногда наблюдаются общие токсические явления, проявляющиеся недомоганием, головными болями, а в ряде случаев и тошнотой. Со стороны крови может наблюдаться понижение количества гемоглобина, лейкопения и небольшое ускорение РОЭ.

4. Имеющиеся в литературе указания, что дуст гексахлорана не оказывает вредного влияния на теплокровных животных и человека, являются ошибочными.

5. При работе с гексахлораном необходимо соблюдать ряд мер предосторожности, а именно: 1) категорически запретить распыление дуста вручную; 2) опыление производить в утренние и вечерние часы (от 7 до 11 и от 17 до 21), когда движение воздуха наименьшее; 3) разрешать опыление только в тех случаях, когда частицы дуста движением воздуха относятся в сторону от затравщика.

* -а ъ

Л. М. Кульберг и П. А. Сойфер

Система капельного анализа для открытия тяжелых металлов в пищевых продуктах1

Из лаборатории пищевой химии Украинского научно-исследовательского

института питания

Из практики санитарно-гигиенических лабораторий известно, как важно в целях ускорения анализа пищевых продуктов для количественного определения тяжелых металлов знать, какой именно металл следует определять. Использование в таких случаях классических методов качественного открытия тяжелых металлов весьма громоздко и связано с большой затратой времени.

Обычно вопрос о наличии примеси тяжелых металлов решается озолением 50—100 г продукта с последующим растворением золы в соляной кислоте и осаждением сульфидов тяжелых металлов сероводородом. Этот чрезвычайно кропотливый метод еще более усложняется последующим систематическим проведением анализа для установления природы осажденных сульфидов.

В области металлургии классический качественный анализ постепенно вытесняется капельным анализом. Однако, несмотря на большое количество работ, посвященных техническому капельному анализу (Н. А. Танаева, Л. М. Кульберг, Е. И. Никитина и др.), до настоящего времени этот чувствительный и изящный метод не нашел достаточно широкого применения. Объясняется это в первую очередь тем, что при переходе от растворов солей к сложным органическим соединениям возникает множество трудностей, связанных с уменьшением специфичности и чувствительности капельных реакций.

Делались некоторые попытки и в области пищевой химии применить отдельные капельные реакции для открытия того или иного металла. Так, например, А. М. Коган, К. М. Насырова, И. Л. Уздина, а также В. И. Акопджанян применяли капельную реакцию с рубеановодородной кислотой для открытия меди в пищевых продуктах. Л. М. Кульберг предложил для этой же цели капельную О-толидиновую реакцию. Н. 3. Иванов разработал капельную реакцию для открытия олова,

1 Доложено на Ученом совете Киевского медицинского института 15.XII.1949 г.

П. Н. Тациевский и М. П. Кемпист — для открытия свинца в полуде луженой посуды, В. В. Мальвинский — для открытия свинца в глазури керамических изделий.

Однако предложенные авторами отдельные реакции не решают проблему в целом, — до сих пор капельный анализ не нашел широкого применения в практике исследования пищевых продуктов.

С целью ускорения анализа мы поставили перед собой задачу использовать существующие капельные реакции для разработки системы капельного открытия тяжелых металлов в пищевых продуктах и шире внедрить ее в практику санитарно-гигиенических лабораторий.

Выбор объектов для исследования и подготовка материала к анализу

В практике санитарно-гигиенического контроля представляют интерес металлы, которые могут быть внесены в пищевой продукт в процессе технологической обработки или хранения в металлической таре: свинец, медь, олово и цинк. Кроме того, при пищевых отравлениях возможны случаи нахождения в пищевом продукте сурьмы и бария. Алюминии, который также может перейти в пищевой продукт при варке его в алюминиевой посуде, в количествах, переходящих из посуды, не токсичен, и поэтому открытие его практического интереса не представляет. Методика открытия мышьяка в пищевых продуктах разработана настолько подробно, что мы не считали необходимым рассматривать его в настоящей работе.

Таким образом, в качестве объекта для исследования нами были избраны следующие металлы: свинец, медь, цинк, олово, сурьма и барий. Для озоления пищевого продукта нами применялся метод сухого щелочного сжигания по варианту, разработанному Л. М. Кульбергом и Р. И. Лирцман. В этом методе практически устраняется (в связи с образованием нелетучих гидратов окисей) опасность потери тяжелых металлов.

Величины навесок пищевых продуктов зависят от чувствительности применяемых методов открытия металлов, а также от содержания последних в пищевых продуктах. Если руководствоваться чувствительностью описываемых ниже методов, допустимыми нормами содержания металлов в пищевых продуктах, а также естественным содержанием их, согласно литературным данным, то при открытии указанных металлов достаточна одна общая навеска в 1,5—2 г, при открытии же сурьмы и бария, в зависимости от искомого металла, навеска может колебаться от 1,5 до 5 г.

Сухое озоление. Навеска средней пробы продукта в небольшой фарфоровой чашке увлажняется нормальным раствором едкой щелочи, высушивается досуха в сушильном шкафу и сжигается в муфельной печи при температуре, не превышающей 500°. Время полного сжигания при навеске в 2 г 2—3 часа. При затянувшемся сжигании полезно после охлаждения чашки смочить остатки угля несколькими каплями дестиллированной воды, подсушить и продолжать сжигание.

Полученная зола должна иметь белый или сероватый цвет и не содержать частичек угля.

Открытие цинка

Для открытия цинка нами был использован метод, описанный Л. М. Кульбергом. Он основан на осаждении цинка ртутнороданистым аммонием в присутствии солей кобальта в виде двойной соли ртутно-роданистого цинк-кобальта темноголубого цвета

2п» + +Со'+ +2Не(С№)2»" — 2п[Не(СЫ5)4]-Со[НВ(СКЗ)1]

Раствор ртутнороданистого аммония готовится по прописи Ю. Ю. Лурье и Н. А. Филипповой: 2,7 г сулемы и 3,9 г роданистого аммония растворяют в 100 мл воды. Раствор соли кобальта, необходимый для выполнения реакции, готовится растворением 0,05 г хлористого кобальта в 100 мл воды. Этот раствор при взаимодействии с реактивом даже при энергичном потирании палочкой в течение полуминуты не должен давать синего осадка ртутнороданистого кобальта.

Часть исследуемой золы (0,01 г) растворяют на холоду в двух каплях 10% раствора соляной кислоты в микротигле. Раствор отсасывают при помощи капилляра, кончик которого обернут маленьким кусочком фильтровальной бумаги или гигроскопической ваты, и переносят в углубление капельной пластинки. К прозрачному фильтрату прибавляют каплю раствора соли кобальта и каплю реактива. Если при этом появляется красная окраска роданистого железа, то ее обесцвечивают осторожным прибавлением крупинки сухого фтористого натрия. При потирании в течение 15—20 секунд стенок пластинки стеклянной палочкой в случае наличия цинка выпадает характерный темноголубой осадок. Чувствительность реакции — 3 цинка в испытуемой пробе. Другие тяжелые металлы, встречающиеся в пищевых продуктах в обычных пределах, не мешают реакции.

Открытие меди

При открытии меди мы применили толидин-родановую реакцию, предложенную Л. М. Кольбергом и Р. И. Лирцман для анализа пищевых продуктов. Механизм реакции заключается в образовании толидиновой сини по схеме:

2Си++2НгЫ<^ ^>Ш2+4СЫ5-+2Ап-

СНЯ

СН„

-2СиСЫ5+

• 2НАп

В качестве реактивов применяется 1 % спиртовой раствор О-толи-дина, 30% раствор роданистого аммония или калия и ацетатный буфер с рН = 4 (смесь 164 мл '/б т раствора уксусной кислоты и 36 мл '/в т раствора уксуснокислого натрия).

Часть золы исследуемого продукта (0,01 г) в микротигле растворяют в двух каплях 10% соляной кислоты. Кислоту выпаривают на водяной бане досуха, смачивают водой и снова выпаривают для удаления следов соляной кислоты. Сухой остаток растворяют в двух каплях буферной смеси и прибавляют крупинку фтористого натрия для связывания железа, мешающего реакции. Каплю полученного раствора вносят в углубление капельной пластинки, прибавляют каплю раствора толи-дина и каплю раствора роданида. В случае наличия меди получается синее окрашивание. Изучая описанную реакцию, мы установили, что ход анализа может быть значительно упрощен, если 0,01 г золы пищевого продукта непосредственно обработать двумя каплями ацетатного буфера, прибавить фторид натрия, отсосать каплю раствора и обработать, как описано выше. Чувствительность реакции — 0,5в исследуемой пробе. Другие тяжелые металлы не мешают реакции.

Открытие свинца

Подавляющее большинство методов капельного открытия свинца при испытании оказалось непригодным для нашей цели. Мы применили натриевую соль родизоновой кислоты, предложенную Файглем для капельного открытия свинца.

СО

осМ^-оыа со

В нейтральной среде этот реактив дает с солями свинца сине-фиолетовый аморфный осадок, а при рН раствора, равном 2,8, — малиново-красный осадок состава 2РЬ (С6Н6). РЬ(ОН)2. Н20.

В качестве реактивов применяется свежеприготовленный ' 0,05% водный раствор натриевой соли родизоновой кислоты (раствор стоек только в течение рабочего дня), буферный раствор с рН=2,79, содержащий 15 г винной кислоты и 19 г кислого виннокислого натрия на 1 л воды.

Часть золы исследуемого продукта (0,01 г) в микротигле растворяют в трех каплях буферного раствора, через 2 минуты каплю полученного раствора переносят в углубление капельной пластинки и прибавляют одну каплю родизоната натрия. При наличии свинца выпадает малино-вокрасный осадок. Чувствительность реакции — 1 у свинца в пробе. Другие тяжелые металлы при рН = 2,8 не мешают открытию свинца.

Открытие олова

Для открытия олова мы воспользовались методом Файгля и Ней-бера, несколько видоизменив технику реакции. Метод основан на восстановлении фосфорномолибденовой кислоты до «молибденовой сини». В качестве реактива нами применялась гигроскопическая вата, пропитанная 5% водным раствором фосфорномолибденовой кислоты и парами аммиака. Обработанную таким образом вату высушивают и хранят в закрытой темной банке.

Часть исследуемой золы (0,01 г) растворяют в двух каплях 10% соляной кислоты, а для восстановления олова до двухвалентной формы прибавляют несколько крупинок металлического магния. В полученный раствор погружают жгутик реактивной ваты. При наличии олова вата окрашивается в синий цвет. Чувствительность реакции — 5у. Другие тяжелые металлы реакции не мешают.

Открытие сурьмы

Для открытия сурьмы мы применили модифицированную реакцию Эграйва при помощи реактива родамина (В тетраэтилродамина).

^Ы(С2Н5)2

с„ня

/ \ с„н4-с о

I |\ / со—о с,н,

\

ВДС2Н5)а

Согласно исследованию В. Н. Кузнецова, механизм реакции заключается в образовании окрашенной соли родамина с ионом БЬС!.

Реактивный раствор готовится растворением 1 мг красителя в 10 мл воды.

Часть золы исследуемого продукта (около 0,1 г) растворяют в нескольких каплях соляной кислоты (1:1) при нагревании. Раствор отсасывают и переносят в углубление капельной пластинки. Для окисления сурьмы в пятивалентную форму прибавляют несколько кристалликов нитрита натрия. Капельную пластинку слегка прогревают на водяной бане (для удаления следов окислов азота) и после охлаждения прибавляют каплю реактивного раствора. При наличии сурьмы появляется фиолетовое окрашивание. Чувствительность реакции — 1 7 сурьмы.

Открытие бария

Для открытия бария мы применили реакцию Файгля с родизонатом натрия. Родизонат натрия с барием образует оранжево-красный осадок родизоната бария. Применяются те же реактивы, что и при открытии свинца.

Часть золы исследуемого продукта растворяют в трех каплях буферного раствора. Через 2 минуты каплю полученного раствора переносят в углубление капельной пластинки и добавляют каплю раствора родизоната натрия. При наличии бария выпадает оранжево-красный осадок. Чувствительность реакции — 5 7 бария.

Ввиду того что и свинец, и барий дают разных оттенков красные осадки с раствором родизоната натрия, для идентификации этих металлов при одновременном присутствии их в исследуемом веществе нужно к полученному осадку прибавить 2 капли 10% раствора сульфата натрия. Осадок свинца от прибавления сульфата натрия не обесцвечивается, а осадок бария через 2—3 минуты полностью обесцвечивается в связи с образованием сульфата бария. Другие тяжелые металлы при pH среды, равной 2,8, реакции не мешают.

Выводы

1. Разработана система капельного анализа пищевых продуктов на наличие в последних примеси тяжелых металлов.

Q. Открытие тяжелых металлов производят в золе, полученной путем сухого щелочного сжигания.

3. Рассмотрены реакции для открытия:

Gu2 + , Zn2+, Pb2 + , Sn2+, Sb5+ и Ba2 + .

4. Определена чувствительность соответствующих реакций применительно к анализу пищевых продуктов.

5. В работе используются органические реактивы, позволяющие производить специфическое открытие указанных металлов.

# # Ъ

Проф. Ф. Е. Будагян

О подготовке аспирантов по гигиене питания1

Гигиена питания относится к числу сравнительно молодых отраслей советской гигиенической науки, чем и следует объяснить стремление К обсуждению ее содержания, систематизации ее проблематики, целей и задач. Подготовка аспирантов тесно связана с этими вопросами. Прин-

1 Печатается в порядке обсуждения. Ред.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.