CC BY
54
УДК 663.5
Содержание фталатов в спиртных напитках
Н. В. Шелехова, канд. экон. наук; Л. В. Римарева, д-р техн. наук, профессор, академик РАН;
Т. М. Шелехова, канд. техн. наук; О.В. Веселовская, Л.И. Скворцова
ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания и биотехнологии, Москва
Фталаты относятся к эфирам ортофталевой кислоты, многие из них являются токсичными соединениями и относятся к различным классам опасности. Фталаты используются в качестве пластификаторов при производстве полимерных материалов, в том числе и пищевого назначения. Наиболее широкое практическое применение получили диметилфталат, диэтил-фталат, дибутилфталат и диоктил-фталат [1-3].
При производстве алкогольной продукции фталаты могут быть внесенными в спиртные напитки в ходе технологического процесса со спиртом, водой, вспомогательными материалами. Основными источниками поступления фталатов в промежуточные и конечные продукты являются полимерные материалы, из которых они переходят в контактирующую с ними продукцию.
Согласно литературным данным, фталаты, входящие в состав полиме-
ров, химически не связаны с молекулами материала, поэтому они способны мигрировать в контактирующие с ним среды. При поступлении в организм человека с питьевой водой или пищей, контактирующей с пластиковым материалом, фталаты могут накапливаться и представлять потенциальную опасность для здоровья.
При применении полимерных материалов в пищевой промышленности особые требования предъявляются к безопасности химических материалов, используемых при изготовлении таких изделий, как тара, упаковка, пластиковые шланги и трубопроводы, пробки для укупоривания бутылок, которые могут контактировать с выпускаемой продукцией [4].
Следует отметить, что основные требования, предъявляемые к безопасности химических материалов, реагентов, оборудования, используемых для водоочистки и водоподго-товки, а также к материалам, применяемым для изготовления полимеров или пластификаторов, контактирующих с пищевыми продуктами, устанавливаются санитарными нормами в соответствии с законодательством Российской Федерации [4, 5].
Недостаточная разработанность современных методик определения содержания эфиров ортофталевой кислоты в водках потребовала проведения исследований в этой области. Исследования проводили на газовых хроматографах Маэстро 7820, ДдНеП 7890, оснащенных пламенно-ионизационным детектором с пределом детектирования не более 5. 1012 гС/с и кварцевой капиллярной колонкой длиной 30 м и внутренним диаметром 0,32 мм, покрытой неподвижной жидкой фазой НР-5М5 с толщиной пленки 0,25 мкм.
Фталаты обладают свойствами летучести и термостойкости, что дает возможность определять их методом газовой хроматографии. Цель настоящего исследования - разработка методики газохроматографическо-го определения содержания эфи-ров ортофталевой кислоты в водках для обеспечения оперативного кон-
0,00 0,20 0,40 0,60 0,30 1,00 1,20 1,40 ш/ич
Рис. 1. Содержание фталатов в модельных растворах
рА 11 10 9 8 7 6 5
5 6 7 8 9 10 11
Рис. 2. Хроматограмма градуировочного раствора смеси фталатов
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ
Калибровочный График
Д6*
8
в
4
2 0 Коррвл ju.hu 0.39969
0 5 АтоиМГмг/дшЗГ
Калибровочный Графин
ДЭФ
А1«л 8
в
4-
20 2 Корр*я1ци*: 0,99992
0.5 Атаиг^[м|7дыЗ)
Рис. 3. Градуировочные графики фталатов в диапазоне концентраций для: а) ДМФ (0,012-1,19мг/дм3); б) ДЭФ (0,011-1,12мг/дм3); в) ДБФ (0,011-1,05мг/дм3), г) ДОФ (0,010-0,98мг/дм3)
0.0900 0.0800 0.0700 0.0600 : :::: 0.0400 0.0300 0.0200 0.0100 0.0000
□ ДМФ ■ ДЭФ
□ ДБФ
□ ДОФ
1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
Номер образца
Рис. 4. Результаты исследования водок на содержание фталатов
рА 6,25 6
5,75 5,5 5,25 5
4,75 4,5
5 6 7
Рис. 5. Хроматограмма водки
10
12 т1п
б
а
в
г
8
9
троля качества и безопасности алкогольной продукции.
В модельные растворы были включены наиболее распространенные фталаты, определяемые в пищевых продуктах, контактирующих с полимерными материалами: диметил-фталат (ДМФ), диэтилфталат (ДЭФ), дибутилфталат (ДБФ) и диоктилфта-лат (ДОФ). Установлены диапазоны измеряемых концентраций. На рис. 1 приведена диаграмма, отражающая количественное содержание определяемых фталатов в модельных растворах, приготовленных для проведения исследований.
Подобраны оптимальные режимные параметры газового хроматографа для определения качественного и количественного содержания фталатов в водках, обеспечивающие лучшее разделение и чувствительность. Прибор градуируют по искусственным смесям методом абсолютной градуировки. Хроматограмма градуировочного раствора приведена на рис. 2.
Установлено наличие линейной зависимости аналитического сигнала от количества определяемого фтала-та в градуировочных растворах. Анализ результатов измерений аналитических сигналов (площади пиков) показал, что они пропорциональны концентрации фталатов в анализируемых градуировочных растворах в пределах аналитической области методики. Линейность результатов измерений в виде зависимости аналитических сигналов от концентрации фталатов в анализируемых градуировочных растворах графически представлена на рис. 3.
Таким образом, установлено наличие линейной зависимости аналитического сигнала от количества определяемого фталата в градуировочных растворах. Значение коэффициента корреляции для градуировочной зависимости составляет не менее 0,99.
В результате проведенных исследований разработана методика определения массовой концентрации диметилфталата, диэтилфталата, ди-бутилфталата, диоктилфталата в водках методом газовой хроматографии, границы относительной погрешности которой составляют не более 28 %.
С применением методики исследовано 22 образца водок на содержание фталатов (рис. 4).
Из представленной диаграммы следует, что в образцах 9, 11, 13, 15, 17, 21 фталатов не обнаружено.
На рис. 5 приведена хроматограмма водки. Установлено, что в образце присутствуют дибутилфталат и диоктилфталат в количестве 0,02 и 0,01мг /дм3 соответственно.
Анализ подтвердил, что методика позволяет определять качественное и количественное содержание фталатов в водках. Следует отметить, что разработанная методика открывает новые возможности для изучения миграции фталатов, выделяющихся из полимерных материалов, контактирующих с алкогольной продукцией.
Таким образом, в результате проведенных исследований разработана методика определения массовой концентрации диметилфталата, диэтилфталата, дибутилфталата, диоктилфталата в водках методом газовой хроматографии. Достоинство методики заключается в возмож-
ности определения содержания фталатов в водках, что важно для контроля технологических процессов и будет способствовать производству безопасной и конкурентоспособной алкогольной продукции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Болотина, Л. М. Дибу-тилфталат. Химическая энциклопедия/ Л. М. Болотина. -М.: Советская энциклопедия, 1990. -Т. 2. - С. 92.
2. Болотина, Л. М. Диметилфталат. Химическая энциклопедия / Л. М. Болотина. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - Т. 2. - С. 122.
3. Хейфиц, Л.А. Диэтилфталат. Хими-
ческая энциклопедия/Л. А. Хейфиц. -М.: Советская энциклопедия, 1990. -Т. 2. - С. 214-2015.
4. Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 005/ 2011 «О безопасности упаковки». Утвержден решением Комиссии Таможенного союза от 16 августа 2011 г., № 769.
5. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.2280-07 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. (Дополнения и изменения к ГН 2.1.5.1315-03 утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28 сентября 2007 г. № 75).
Содержание фталатов в спиртных напитках Ключевые слова
водка; газохроматографический метод анализа; дибутилфталат; диметилфталат; диоктилфталат; диэтилфталат; фталаты; эфиры ортофталевой кислоты
Реферат
Высокий интерес, проявляемый к эфирам ортофталевой кислоты (фталатам), присутствующим в полимерных материалах, обусловлен тем, что многие из них являются токсичными соединениями. Фталаты нашли широкое применение в качестве пластификаторов при производстве полимерных материалов, таких как пластиковые шланги, трубопроводы, пробки для уку-поривания бутылок, используемых в производстве алкогольной продукции. Фталаты могут быть внесены в спиртные напитки в ходе технологического процесса со спиртом, водой, вспомогательными материалами, однако основными источниками поступления фталатов в промежуточные и конечные продукты являются полимерные материалы, из которых они могут переходить в контактирующую с ними продукцию. Фталаты токсичны и могут причинить вред здоровью человека, поэтому их выявление - важная аналитическая задача. В результате проведенных исследований разработана методика газохроматографического определения содержания эфиров ортофталевой кислоты в водках, подобраны оптимальные режимы хроматографирования, установлена линейная зависимость аналитического сигнала от количества определяемого фталата в градуировочных растворах. Методика позволяет определять массовую концентрацию диметилфталата, диэтилфталата, дибутилфталата, диоктилфталата и других фталатов в водках. Границы относительной погрешности методики составляют не более 28 %. Исследовано 22 образца водок на содержание фталатов. Получены новые экспериментальные данные. Внедрение разработанной методики на заводах отрасли позволит повысить качество и безопасность выпускаемой продукции.
Авторы
Шелехова Наталия Викторовна, канд. экон. наук, Римарева Любовь Вячеславовна, д-р техн. наук, профессор, академик РАН,
Шелехова Тамара Михайловна, канд. техн. наук, Веселовская Ольга Владимировна, Скворцова Любовь Ивановна
ВНИИ пищевой биотехнологии - филиал ФИЦ питания и биотехнологии, 111033, Москва, ул. Самокатная, д. 4б, satella@mail.ru, lrimareva@mail.ru, 4953623751@mail.ru
Maintenance of Phthalates in Alcoholic Beverages Key words
vodka; gas chromatographic method of analysis; dibutyl phthalate; dimethyl phthalate; dioctyl phthalate; diethyl phthalate; phthalates; esters of orthophthalic acid
Abstracts
The high interest shown to esters of orthophthalic acid (phthalates) present in polymeric materials is due to the fact that many of them are toxic compounds. Phthalates have found wide application as plasticizers in the production of polymeric materials, such as plastic hoses, pipelines, stoppers for capping bottles used in the production of alcoholic beverages. Phthalates can be introduced into alcoholic beverages during the process with alcohol, water, auxiliary materials, however the main sources of phthalates entering intermediate and final products are polymeric materials from which they can pass into the products contacting them. Phthalates are toxic and can cause harm to human health, so identifying them is an important analytical task. As a result of the studies, a method for gas chromatographic determination of the content of esters of orthophthalic acid in vodka has been developed, optimal chromatographic regimes have been selected, a linear dependence of the analytical signal on the amount of phthalate detected in the calibration solutions has been established. The method allows to determine the mass concentration of dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dibutyl phthalate, dioctyl phthalate and other phthalates in vodka. The limits of the relative error of the methodology are not more than 28%. 22 samples of vodka for the content of phthalates were studied. New experimental data were obtained. The introduction of the developed methodology at the industry plants will improve the quality and safety of the products.
Authors
Shelekhova Nataliya Viktorovna, Candidate of Economical Science, Rimaryova Lyubov Vyacheslavovna, Doctor of Technical Science, Professor, Academician of RAS,
Shelekhova Tamara Mikhaylovna, Candidate of Technical Science, Veselovskaya Olga Vladimirovna, Skvortsova Lyubov Ivanovna All-Russian Research Institute of Food Biotechnology - Branch of Federal Research Center of Nutrition and Biotechnology, 4b, Samokatnaya St., Moscow, 111033, satella@mail.ru, lrimareva@mail.ru, 4953623751@mail.ru
