CC BY
123
) связано с
гбираемого ачественно количество установле-І дистилля-ую степень я умёныла-гльствует о отбираемо-па времени шя опреде-ітуацией и энергозат-
енский Я.Д.
юбых концен-нол. — 1969.
иутой схемы фонков, Я.Д. - С. 362.
£:Н. Модели-іектификации Сб. науч. тр. ?омышленно-годств”. Ч, 2, I.
иодель неста-ектификации 26. тез. докл.
I — пищевой Изд-во Куб-
ІОИЗВОДСТВ
і ■■Й'Э
к
1 ' 664.002.612:543.2
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СПОСОБОВ ПРОБОПОДГОТОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО СЫРЬЯ ПРИ ИХ СЕРТИФИКАЦИИ V
И ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ
З.А. ТЕМЕРДАШЕВ, Т.Г. ЦЮПКО, О.Б. ВОРОНОВА, С.А. НИКОЛАЕНКО к:
Кубанский государственный университет
Одна из важнейших и лимитирующих стадий анализа пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья при их сертификации и токсикологическом контроле — пробоподготовка, основными задачами которой являются: количественный перевод определяемых элементов в раствор, исключение потерь легколетучих компонентов, отсутствие случайных загрязнений, минимальное значение контрольного опыта, устранение контакта аналитиков с агрессивными веществами. Стадия пробо-подготовки существенно влияет на продолжительность анализа и его метрологические характеристики [1-10]. Для аналитического контроля качества пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья наиболее актуальна проблема минерализации (пробоподготовка занимает до 95% общего времени анализа) [5].
Традиционные способы минерализации проб при атмосферном давлении (сухая и мокрая минерализация [4-8]), как правило, длительны, трудоемки и недостаточно стерильны. Кроме этого, неизбежны потери легколетучих элементов (например, Н§, Аэ, частично С(1), а также случайные погрешности из-за образования промежуточных осмоленных продуктов минерализации, содержащих металлоорганические соединения подлежащих определению ^/-элементов [6].
Различные способы интенсификации длительных операций традиционной минерализации с использованием высоких температур и давления, агрессивных сред, катализа, акустических и электромагнитных полей и иных факторов, ускоряющих физические и химические процессы, характерные для пробоподготовки, рассматривались и обсуждались в [5-21].
В последние годы все чаще предпочтение отдается методам автоклавной пробоподготовки в микроволновых печах и многооперационных автоклавах с традиционными источниками нагрева.
Автоклав представляет собой герметизируемую в металлическом кожухе (в случае использования традиционных источников нагрева) фторопластовую реакционную камеру, в которой исследуемые вещества подвергаются обработке реактивами под воздействием температуры и давления. Использование автоклавов позволяет уменьшить потери определяемых элементов, увеличить эффективность деструкции пищевых продуктов, уменьшить количества используемых реагентов и повысить скорость минерализации. Недостатками автоклав-
ного вскрытия являются высокое давление (которое может непредсказуемо повыситься при нарушении технологического режима) за счет выделения больших объемов С02 и Ы02 вследствие разрушения органической матрицы, а также ограничения разложения образцов с большим содержанием жиров и масел из-за опасности взрыва вследствие образования нитроглицерина [22].
Несмотря на это, эффективное и безопасное использование автоклавов с традиционными источниками нагрева гарантировано при подобранных условиях минерализации, которые зависят от температуры, соотношения масс анализируемого образца и окисляющих агентов, давления в реакционной емкости аналитического автоклава |16].
В случае микроволновой МВ пробоподготовки в автоклаве образец растворяется за счет трех факторов: температуры, давления и МВ-облучения. Последний фактор позволяет значительно повысить эффективность пробоподготовки. Существенное ускорение растворения образца происходит за счет резкого увеличения давления раствора в порах твердого образца, дополнительного разогрева за счет отражения образцом излучения в приповерхностный слой и активации под действием ДШ-поля процессов диффузии и массопереноса [12]. Прямое поглощение энергии МВ-излучения жидкостями, содержащими молекулы с отличным от нуля дипольным моментом, приводит также к значительной интенсификации проходящих в растворах химических взаимодействий с участием растворителя (гидролиза, комплексообразования в растворе и на твердых поверхностях), окислительно-восстановительных реакций [22-24]. В частности, в МВ-поле существенно ускоряется окисление органических матриц, проходящее с участием сво- . бодных радикалов.
Установлено, что на начальной стадии реакции скорость окисления органического вещества пробы определяется скоростью нарастания давления в системе, обусловленного продуктами реакции (прежде всего С02), и что по мере возрастания температуры, когда скорость реакции становится сравнимой со скоростью диффузии, процесс пере^ ходит в диффузионную область и слабо зависит от температуры [12].
Вместе с тем, техника уМВ-пробоподготовки в автоклавах позволяет проводить ступенчатое дозирование Л/В-энергии, тем самым осуществляя контроль за ходом реакции по величинам давления и температуры. Проведение окисления возможно в несколько этапов путем охлаждения реакционного сосуда и сбрасывания образовавшегося С02, что разрешает, варьируя массу навески, минерализо-
вать пищевые продукты, содержащие значительные количества жира и масла.
Цель исследования — проведение сравнительной оценки способов пробоподготовки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья при их токсикологическом контроле и сертификации.
Минерализацию проб пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья проводили с использованием аналитического модуля автоклавной пробоподготовки МКП-04 (разработан и выпущен в лаборатории химической пробоподготовки и комбинированных методов анализа ЦИНАО, Москва) и СВ^-минерализатора ’’Минотавр-1” (изготовитель НПФАП ’’Люмэкс”, Санкт-Петербург).
Содержание токсичных элементов — цинка, кадмия, свинца, меди — в полученных аналитах определяли методом инверсионной вольтамперо-метрии на вращающемся стеклоуглеродном электроде по методике, разработанной в УНПК ”Ана-лит*’ Кубанского госуниверситета (вариант Г [25]).
Модуль МКП-04 включает в себя автоклав с реакционными,камерами объемом 150 см3, термостат,, прибор автоматического регулирования температуры и устройство охлаждения. Покрытие образцов проводили в 1- и 2-камерных автоклавах, выполненных из фторопласта Ф-4 и помещенных в металлические, корпуса [26]. Нагревание автоклавов осуществляли в специализированном термостате, принцип работы которого основан на передаче тепла от нагревательных элементов через уравнительную плиту на донные поверхности автоклавов. При этом конструктивно обеспечены надежные температурно-временные характеристики, через 25-30 мин !'в герметическом рабочем объеме реакционной камеры автоклава температура растворяющих агентов достигает точки кипе-ния^ Заданное значение температуры в рабочем объеме реакционной камеры автоклава (240±5)°С. Контроль за работой термостата осуществляется прибором автоматического регулирования температуры. Он обеспечивает плавное изменение мощности нагревательного устройства в пределах 0-4000 ВА, пропорционально-интегральный закон регулирования, защиту термостата в случаях перегрева выше 270°С. Для охлаждения автоклавов после проведения пробоподготовки использовали устройство охлаждения, представляющее собой систему воздушного охлаждения, основанную на создании турбулентных потоков воздуха, равномерно омывающих поверхности горячих автоклавов со всех сторон и организующих интенсивный вынужденный теплообмен. Нагретый воздух выводится, из: устройства охлаждения через открытую часть корпуса.
Микроволновую пробоподготовку образцов проводили с использованием СВУ-минерализатора типа ”Минотавр-1 ”. В основу устройства прибора положен принцип нагрева пробы с окислительной смесью энергией СВЧ-поля частотой 2450 Гц при максимальной выходной мощности магнетрона 500 ВА и одновременное автоклавирование пробы.
Контейнер с разлагаемой пробой помещается в сечение волновода. В работе прибора предусмотрена возможность сброса давления, проведение пробоподготовки в несколько этапов, включающих растворение без давления и под давлением (до 8 атм);
Для проведения сравнительной оценки качества пробоподготовки все пищевые продукты были условно разбиты на группы с учетом состава и матриц. Объекты с плотной структурой (зерно) выделили в отдельную группу, на которой проводили отработку методики автоклавной пробоподготовки с традиционным источником нагрева. При этом варьировали временной режим и соотношение кислота:перекись водорода. Испытания проводили в 1- и 2-камерном автоклавах. Проведенные исследования позволили выбрать оптимальные условия пробоподготовки зерна:■
при 2-камерном автоклавировании окислительная смесь НШ3:НХ1,:Н20:НР'= 2:1:2:0,2; задаваемая температура 270 С; первое автоклавирование — 4 ч, повторное — 2 ч с добавлением новой порции окислительной смеси; масса навески 5,0 г ;
при 1-камерном автоклавировании: окислительная смесь НЫ03:Н202:НР = 1:1:0,25; задаваемая температура 250°С; время — 4 ч, масса навески 1,5 г.
С учетом выбранных оптимальных условий был проведен сопоставительный анализ стандартного образца ячменя по методике [25] в 1-камерной реакционной емкости и с использованием двухэтапной автоклавной пробоподготовки в 2-какер-ном автоклаве.
Результаты (табл. 1) показывают, что пробопод-' готовку объектов с плотной структурой (например,1 зерно) можно проводить как в 2-, так и в 1-камер-' ном автоклавах. Однако во втором случае время пробоподготовки меньше — 4 ч, поэтому он предпочтительнее. Результаты анализа хорошо согласуются с данными, полученными по методике сухого озоления (ГОСТ 26929-86), и с аттестованным значением.
Нами были проведены токсикологические испытания проб фруктов и овощей, а также сухого молока по разработанной методике автоклавного
Таблица 1
Способ
пробоподготовки
Соотношение комгіонентов смесей Т, ‘С X, ч Содержание металлов, мг/
нмо3 Н202 , № н20 2 п., са '■ РЬ
Си
Автоклавный:
• М-.-' - ' .л ■ ;
1-камерный 1
2-камерый , 2
Сухое озоление (по |4|) 1 ■
Аттестованное содержание-. ,—
1 . 0,025 — 250 4,0: 28,1±3,2 0,010±0.005 0,12+0,02 2,7±0,5
1 ДД 2 270 6 26,9±1,4 0,010±0,005 0,11 ±0,04 2,3+0,6
_ - ■■.--.її -450 15-20 25,1+0,8 0,02+0,01 0,10±0,05 2,4±0,4 ’
— . '',Д .-7г,'Г? — -Г./. . — 30±5 0,010±0,008 0.10±0Х)4 2,5±0,5
прс
Автокл
1-каі
2-каі
Сухое
вскрьі тьі прі Ної тов и| соб А мине; течен: азотні НШ3 Прі
систе^
ЮЩИЄі
одн реакц) рьі, да бьіо чая а сосуді) нагреї охлаж воз! ператі СЛЄД0]
вень ( воз парам знерг: опред оте; личес: попра зии н ВЬІ<] (низк|
да
цинка
товкоі
ника),
дуктьі,
СКОЙ І
ставиі
довате
азцов прозатора ти-I прибора штельной 50 Гц при ярона 500 пробы, ещается в [дусмотре-(ение проживающих !ием (до 8
к качества | были ус-Ьостава и и (зерно) юй прово-робоподго-рева. При соотноше-шя прово-жеденные иьные ус
;ислитель-?; задавае-шрование [ем новой
навески
мслитель-адаваемая : навески
адвий был ндартного -камерной ием двух-з 2-камер-
пробопод-'' например, в 1-камер-' чае время у он пред-10 согласуете сухого ггованным
:кие испы-•ке сухого оклавного
Таблица 1
/ кг
1 Си
2,7±0,5 " 2.3±0;6 2,4±0,4 2,5±0,5! ;
Таблица 2
Способ пробоподготовки Определяемый элемент Содержание металлов в продуктах, мг/кг
Томаты Картофель Свекла Виноград Сухое молоко
Автоклавный:
1-камерный 2а 6,2±0,5 4,2±0,6 2,7±0,3 2,4±0,4 3,7 ±0,3
са 0,02+0,01 0,03±0,01 0,03±0,01 0,03±0,01 0,02±0,01
РЬ 0,45+0,09 0,10±0,02 0,11 ±0,02 0,17 ±0,04 0,06±0,02
Си 1,1 ±0,2 2,4±0,4 1,1 ±0,2 0,9+0,2 1,0±0,3
2-камерный 2п 5.9+0.9 4,6±0,5 ■■ . 2.5±0,8 2,7±0,5 3,7 ±0,4
Сй 0,02±0,01 0,03±0,01 0,02 ±0,01 0,03+0,01 0.02±0,01
РЬ 0,40+0,07 0.10±0,03 0,10±0,03 0,15±0,02 0,05+0,02
Си 1,0±0,3 2,6±0,5 1,2±0,2 0,6±0,1 0,9±0,3
Сухое озоление (по [4]) 1п 7±1 4,0+0,6 2,1±0,8 1,9±0,3 2,9±0,9
са , 0,02±0,01 0,04±0,02 0,03±0,01 0,02 ±0,01 0,02 ±0,01
РЬ 0,35+0,09 0,16±0,05 0,13±0,04 0,12±0,03 0,07 ±0,03
Си 1,7 ±0,5 1,5±0,4 1,8 ±0,4 1,6±0,6 1,0±0,4
вскрытия и методом сухого озоления [4]. Результаты представлены в табл. 2.
Новые возможности анализа пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья открывают способ МВ-разложения в автоклавах, позволяющий минерализовать пробу под давлением 5-100 атм в течение 10-20 мин минимальным количеством азотной кислоты или окислительной смеси состава НШ3:Н202.
Принципиальные преимущества закрытых МВ-систем перед металлическими автоклавами следующие:
одновременное воздействие на ход химических реакций трех эффективных факторов: температуры, давления и МВ-излучения;
быстрота протекания процесса: минуты, включая время нагрева и охлаждения реакционных сосудов, в то время как металлические автоклавы нагревают извне до 3-4 ч и дольше, столько же охлаждают;
возможность непосредственного контроля температуры и давления в полимерных автоклавах и, следовательно, качественно более высокий уровень безопасности;
возможность относительно несложного расчета параметров процесса: температуры, давления, энергии активации на основе экспериментального определения одного из параметров;
отсутствие соседства агрессивных сред с металлическими деталями и, следовательно, снижение поправки контрольного опыта и отсутствие коррозии на металлических деталях;
высокая производительность, и экономичность (низкое потребление энергии) [9-11].
Для токсикологического анализа на содержание цинка, кадмия, свинца и меди с МВ-пробоподго-товкой были выбраны шрот (из семян подсолнечника), свекловичный жом, рис и сахар. Эти продукты сильно различаются по составу органической матрицы и могут рассматриваться как представители отдельных групп. Масса навески, а следовательно и состав окислительной смеси, выбира-
лась с учетом ПДК металлов в пробе и составила 0,5 г для шрота и свекловичного жома и 1,5 г для риса и сахара.
Минерализацию проб проводили в три последовательные стадии: первая — разложение без давления в присутствии НЫ03, две последующие — разложение под давлением Р = 8 атм в течение 20 мин, внося на каждой стадии процесса окислительную смесь (табл. 3).
Таблица 3
Наименова- Масса Состав окислительной смеси
продукта 1 I 2 1 3
Шрот 0,5 7 мл НЫОз 2 мл Н202 •— 7 мл Н1Ч03 2 мл Н202
Свекловичный жом 0,5 7 мл НІТО3 2 мл Н202 — 7 мл НМ03 2 мл Н202
Рис 1,5 10 мл Н1\ГО3 5 мл Ш03 2 мл Н202 5 мл НІЧО3
Сахар 1,5 (раствор в 20 7 мл НК03 2 мл Н202 5 мл НЇ\Ю3 1 мл Н202
В результате пробоподготовки для всех продуктов были получены растворы, готовые к анализу методом атомной абсорбции. Наличие в пробе большого количества азотной кислоты делает невозможным определение тяжелых металлов методом инверсионной вольтамперометрии на стеклоуглеродном электроде, так как происходит разрушение его поверхности. Поэтому в схему пробоподготовки ввели стадию удаления непрореагировавшей Н1\Ю3, заключающуюся в 3-4-кратном упаривании с водой полученного аналита.
йнверсионно-вольтамперометрический анализ требует глубокого разрушения органической матрицы, поэтому проводили дополнительную минерализацию в муфельной печи при температуре
450°С в течение 3,5 ч. Данные, представленные в табл. 4 (Р = 0,95; п = 5), показывают, что для исследуемых видов продуктов дополнительная минерализация не требуется; результаты определения, полученные с использованием МВ-пробопод-готовки и методом сухого озоления [3], имеют удовлетворительную сходимость.
Таблица 4
Наимено-
вание
продукта
Шрот
Свекловичный жом
Рис
Сахар
Опре- деля- емый элемент Концентрация, мг/кг
ГОСТ СВЧ + выпаривание СВЧ + выпаривание + минерализация
Zn 38 ±16 30±13 31 ±13
Cd 0,2+0,1 0,3±0,1 0,3±0,1
Pb 0,3±0,1 0,3+0,1 0,2+0,1
Cu 39 + 15 41 ±16 43 + 17
Zn 3 + 1 3+1 2.0+0.8
Cd 0,03±0,01 0,03±0,01 0,02±0,01
Pb 0,10+0,04 0,2+0,1 0,2+0,1
Cu 1,7 + 0,7 2,0±0,8 1,8 ±0,7
Zn 17+7 19±8 13±6
Cd 0,010±0,005 0,02±0,01 0,02±0,01
Pb 0,3±0,1 0,3+0,1 0,3+0,1 :
Cu ■ 4±2 3±1 ■; 3±1
Zn 1,4+0,6 1,6+0,7 1,3+0,5
Cd О о о 1+ о о о сл О О о 1+ о о о сл О О о 1+ © о о Сд
Pb 0,19+0,08 0,20+0,09 0,16±0,07
Cu : 0,19 ±0,08 1,3±0,5 0,9±0,4
Представляло интерес провести сопоставительный анализ образца при пробоподготовке его различными способами. В качестве такого образца выбрали рисовую лузгу, химический состав которой представлен лигнином, целлюлозой и гемицеллюлозой, в основном пентозанами. Наиболее важной отличительной чертой рисовой лузги является аномально высокое содержание кремния, который находится в виде аморфной двуокиси опаловой структуры [26]. Таким образом, рисовая лузга — сложный с точки зрения минерализации образец. Результаты анализа образцов рисовой лузги с МВ-
пробоподготовкой и с использованием активных автоклавов сведены в табл. 5 (Р = 0,95; п - 5).
Полученные данные хорошо согласуются между собой и с результатами, полученными после про-боподготовки образцов способом сухой минерализации по ГОСТ. Существенным преимуществом Л4В-пробоподготовки является выигрыш во времени: по сравнению с минерализацией в активных автоклавах и сухим озолением -— 3—5 и 14-19 ч соответственно. Проведение МВ-пробоподготовки при более низких температурах обусловливает также, как правило, больший срок эксплуатации реакционных емкостей. Однако следует учитывать, что в настоящее время в России МВ-техника широко не производится и является доста точно дорогостоящей.
Рассмотрение двух схем анализа пищевых продуктов, включающих различную пробоподготовку, и сравнение их со схемой пробоподготовки по ГОСТ, а также результаты сопоставительных анализов позволяют сделать вывод о том, что оба исследованных направления являются перспективными, их можно рассматривать не столько конкурентными, сколько взаимодополняемыми.
Работа выполнена при поддержке гранта ЕЕС-004 Американского фонда гражданских исследований и развития для независимых государств бывшего Советского Союза.
*.■ : ЛИТЕРАТУРА; .
1. Кузьмин Н.М. // Журн. аналит.'химии. — 1996. — 51. — № 3. — С. 262.
2. Bettinelli М.* Baroni V., Pastorelli N. / / Anal. chim. acta. — 1989. — 225. — № 1. — P. 159.
3. Suard C., Mourel R.-M., Cerdan B. et. al // Ibid — 1996. — 318. — № 3. — P. 261.
4. ГОСТ 26929-86. Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов. — М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1986. —
: 85 с.
5. Чмиленко Ф.А., Бакланов А.Н. / / Журн. аналит. химии. — 1999. — 54, — № 1. — С. 6.
6. Кингстон Г.М., Джесси Л.П. Пробоподготовка в микроволновых печах: Теория и практика: Пер. с англ. / Под ред. Н.М. Кузьмина. — М.: Мир, 1991. — 336 с.
7. Бок Р. Методы разложения в аналитической химии. — М.: Химия, 1984. — 432 с.
8. Уайт Р.Т. Пробоподготовка в микроволновых печах: Теория и практика. — М.: Химия, 1991. — С. 80.
9. Кузьмин Н.М. // Завод, лаборатория. — 1990. — 56, — № 7. — С. 5.
10. Кузьмин Н.М., Кубракова И.В. / / Журн. аналит, химии. — 1996. — 51. — JV° 1. — С. 44.
11. Кузьмин Н.М. // Там же. — 1999. — 54. — Л1» 9. — С. 902.
12. Кубракова И.В.. Формановский А.А., Кудинова Т.Ф., Кузьмин Н.М. // Там же. — № 5. — С. 524.
13. Кубракова И.В., Кудинова Т.Ф., Ставнивенко Е.Б.,
Кузьмин Н.М. // Там же. — 1997. — 52. — Л1? 6 —
С. 587.
:. , . .Таблица 5
Способ
пробоподготовки
Соотношение компонентов смесей Т. °С т, ч Содержание металлов, мг/
HNOg Н202 HF Н,0 Zn Cd j Pb
Си
Автоклавный:
іА. Up.io ■J: чл .■j. Oj> 1C-К. II. .
С i!> .5. Орю
І Г -:1, 7. ІЛЦ^І iVjl: ■V I.
.'J.
771
Є H9I . t. ± n?r;
■1. riifl
2Л. \L,,T
L9P,3
С *
M.KI. n j
Onp:
ВЬГС П|:і ПрОгіСЛІ пгшды
І їй И Й J
JLLt Hnj Яіипрііп
иКШГЧГГ
лнй 4 H'.'-i
ПС.1ГОТО (няпрм iiLaie.ii E. рг<
ІЬ'ЬКГІ -у. J”f pH I Jlc- Л |V' ІЇЙНЙПП
впрктя'
IlLlKUSa-■$: Lpj L .'J1 :i
pdtj::i:i л КТ I hil I .?,i >:: VSfiTCS
rt р-уіи fio.iajuM Я' ч в.-.: гччт
pOliU, X Hi u.
1-камерный 1 1 0,025 — 250 4 14+4!, 0,04±0.02 0.6±0,2 13+5 зсцссп
2-камерный ,J' Микроволновая профот- 2 1 0,2 2 270 6 16 ±4 0,05±0.02 ;■ 0,6 + 0,2 12+4 1'ИЧСС/1: и.! ll:hji н •ICh'bl tri
подготовка 7 1.... — 1 160-180 1 18+5 0,04 ±0,02 О17+0.2 12+4 и ил;ц.
Сухое озоление (по [4])! 1 1 пгГ'УШ ■№20 15±4 0,03 + 0,(к ■0,7+0,2 11 ±4 ||-?ЧИ к CJdMOvVlj
!м активных '5; п = 5). /ются между и после про-й минерали-■имуществом 1Ш во време-в активных 5 и 14-19 ч юподготовки теливает так-дуатации ре-[г учитывать, [техника ши-Гаточно доро-
ищевых профподготовку, )дготовки по тельных ана-!ом, что оба 1 перспектив-олько конку-ыми.
гранта ИЕС-IX исследова-:ударств быв-
- 1996. — 51,
// Anal. chim.
а! // Ibid —
ше. Подготовка ссичных элемен-этам, 1986. —
у'рн. аналит. хи-
отоака в микро-. с англ. / Под • 336 с.
ской химии. —
'вых печах: Тео-. 80.
-1990. — 56. — /рн. аналит, хи-14, _ № 9. —
(удинова Т.Ф.,
. 524.
(нивенко Е.Б.,
>2. - № 6 —
Таблица 5
мг/кг
Си
),2 13±5
),2 12+4
),2 12+4
),2 11 ±4
14. Орлова В.А., Шерстнякова С,А., Карпов Ю.А. / / Завод, лаборатория. — 1993. — 59. — № 9. — С. !.
15. Орлова В.А., Плетнева Т.В., Ванивская Э.Н., Балуда
B.П. / / Журн. аналит. химии. — 1990. — 45. — № 1. —
C. 29.
16. Орлова В.А., Игнатьев Ю.А., Нестерович И.А. / /
Агрохим. вестник. — 1997. — № 5. — С. 24.
17. Темердашев З.А., Воронович О.Б., Цюпко Т.Г. / / Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естественные науки. — 1999, — № 1. — С. 73.
18. Седых Э.М., Петровская И.Н., Старшинова Н.П. и др.
// Журн. аналит. химии. — 1991. — 46. — № 2. — С. 292.
19. Калашева Н.А., Гапонесов В.Г., Фастовская Э.Н., Карпина Г.Н. // Пишевая пром-сть. — 1990; — Л» 4. — С. 52.
20. Маргулис М.А. Основы звукохимии. — М.: Высш. школа, 1984. — 130 с.
21.Чмиленко Ф.А., Бакланов А..Н. // Журн. аналит. химии. — 1992. — 47. — № 7. — С. 1322.
22. Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ.' — Л.: Химия, 1983. — 144 с.
23. Кубракова И.В., Мун Ян Су, Кузьмин Н.М. // Журн. аналит. химии. — 1992. — 47. — № 5. — С. 776.
24. Кубракова Н,В., Кудинова Т.Ф., Кузьмин Н.М. // Коорд. химия. — 1998. — 24. — №'2. — С. 131.
25. ГОСТ Р 51301-99. Пищевые продукты и продовольственное сырье. Методы инверсионно-вольтамперометрического анализа на содержание токсичных элементов (кадмия, свинца, меди, цинка). — М.: Госстандарт России, 1999.
26. ТУ 48-0572-31-259-92. Аналитические автоклавы. — М.,
1992. ■ 1
УНПК "Аналит”
Кафедра аналитической химии
Поступила 25.02.2000 г.
664.002.612:543.422
АТОМНО-АБСОРБЦИОННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВИНЦА И КАДМИЯ В РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНИКИ КАРБОНИЗАЦИИ ОБРАЗЦОВ
М.Ю. БУРЫЛИН, З.А. ТЕМЕРДАШЕВ, Е.В. МАЛИНИН
Кубанский государственный университет
Определение токсичных компонентов в пищевых продуктах и других образцах биологического происхождения является актуальной задачей. Использование атомно-абсорбционной спектрометрии с графитовым атомизатором ААС-ГА и техники ’’проба в виде водной суспензии — slurry sampling” позволяет достичь необходимых метрологических характеристик результатов анализа и значительно сократить затраты времени за счет исключения операции деструкции образца. Пробо-подготовка при этом сводится к лиофилизации (например, при температуре жидкого азота) и тщательному измельчению [1].
В работах [2-4] описано применение предварительной термической обработки (карбонизации) материалов биологического происхождения для целей рентгенофлуоресцентного, атомно-абсорбционного и эмиссионного методов анализа с удовлетворительными результатами определений. Было показано, что при определенных условиях анализируемый материал становится пригодным для ввода его в измерительное устройство, а также для работы по технике ’’slurry sampling”. Методами активационного и рентгенофлуоресцентного анализа установлено, что значительные потери наблюдаются только для мышьяка (50%), селена (50%.), и ртути (100%). При этом достигается концентрирование аналита в среднем в 3-5 раз.
В ходе исследований [5] получены данные о влиянии глубины структурных превращений матрицы, характеризовавшейся различным соотношением в ней исходных природных органических веществ, на закономерности формирования аналитических сигналов свинца, кадмия, кобальта и алюминия. Для устранения этих влияний определены наиболее оптимальные режимы стадии карбонизации, температурной программы графитовой печи и способы построения градуировочной зависимости [6, 7].
Цель настоящего исследования — определение содержания свинца и кадмия методом ААС-ГА с использованием техники ’’slurry sampling” карбо-низованного материала образцов биологического происхождения с учетом влияния фактора варьирования содержания неорганических веществ в исходных пробах.
В работе были использованы: атомно-абсорбционный спектрометр AAS-3 с блоком электротермической атомизации ЕА-3 (Германия); графитовые трубки с пиролитическим покрытием и платформа Львова из пиролитического графита; лампы с полым катодом для определения свинца и кадмия (Германия); печь муфельная; тигли кварцевые объемом 10 см3 с крышками; аргон квалификации "сорт высший”; стандартные растворы (азотнокислые) свинца и кадмия (по 1 мг/л каждого); стаканчики тефлоновые объемом 2 см°; вода биди-стиллированная; колбы мерные и пипетки 2-го класса точности; весы аналитические WA-34 (Польша).
Изучение влияния неорганической составляющей проб проводили с использованием образцов сахарного песка (зольность <0,01%), муки пшеничной (зольность 0,18%) и лузги рисовой (зольность 18%), в которых содержание неорганических веществ варьируется в широком интервале концентраций.
Исследуемые образцы высушивали при 105°С до постоянной массы, затем навеску каждого (0,5-1,0 г) помещали в тигель, накрывали крышкой и выдерживали в заранее разогретой муфельной печи в течение 30 мин. Твердый остаток после карбонизации растирали в яшмовой ступке до тонкодисперсного состояния. Навеску порошка 30-50 мг помещали в тефлоновый стаканчик, приливали 1,5 мл бидистиллированной воды, Полученная таким образом суспензия перемешивалась микропипеткой объемом 500 мкл. Эту операцию проводили каждый раз перед дозированием в графитовую печь.
Выбраны следующие режимы работы спектрометра: вид работы — однолучевой; коррекция неселективного поглощения — лампа сплошного
