CC BY
57
664.66.094.405.001.8
ПТ) Л ТЭЫТЛТТ? ПТ ТГТТТЛ ЛЫЛТТТЛО О ЛОТТТЛТТиНТЛґ Л ЛТ’Т’/О 7Т/П О ґіиіігіи^лиііиігі ллплхи і гилгі ~11іиіл. ІУІИ, I ку/^куи
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИОДА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
Т.В. БОЗИНА, О.Е. РУВИНСКИИ
Кубанский государственный технологический университет
Иод - один из важнейших микроэлементов, необходимых для нормального функционирования организма человека. В связи с дефицитом природного иода в ряде регионов России производится иодирование пищевых продуктов, таких как хлебобулочные изделия, поваренная соль, природные минеральные воды, кисломолочные продукты. Известно [1], что суточная потребность человека в иоде составляет 3 мкг/кг массы тела. С другой стороны, при значительных превышениях данной дозы (свыше 2000 мкг/сут) могут возникать побочные явления, называемые иодизмом. Поэтому весьма актуальным является вопрос контроля содержания иода в продуктах питания.
Существует множество способов определения иода в различных объектах окружающей среды, основанных на фотометрических [2], титриметрических [3], кинетических [4], хроматографических [5], радиохимических [6], электрохимических [7] методах анализа. Все они отличаются по длительности проведения, трудоемкости подготовки пробы, требуемой квалификации исполнителей, стоимости оборудования, точности получаемых результатов и пр.
Цель исследования — сравнительный анализ методов определения иода в пищевых продуктах, описанных в работах [4,8,9]. При этом проточно-инжекцион-ный способ проведения кинетического спектрофото-метрического анализа [4] был заменен выполнением фотометрических измерений в стационарном режиме. Исследовали образцы хлеба с добавками иодистого калия (батон иодированный), иодированную поваренную соль и минеральную воду с содержанием йодистого калия (Азовская-2). Иод из продуктов питания предварительно переводили в водный раствор в виде ио-дид-ионов и доводили кислотность среды до определенного уровня pH. При приготовлении образца иодированной соли для анализа потенциометрическим [8] и биамперометрическим [9] методами навеску массой 15 г растворяли в дистиллированной воде и доводили общий объем раствора до 200 см3. При проведении би-амперометрйческого и титриметрического анализа минеральной воды предварительно проводили ее дегазацию посредством выдерживания пробы с добавкой некоторого количества раствора серной кислоты на водяной бане. Для перевода иодида калия из навески хлеба в раствор применяли ряд методов: щелочное озоление с последующим смешиванием золы с дистиллированной водой и отделением образовавшегося раствора от осадка, замачивание раствора в дистиллированной воде с последующим отделением жидкой фазы посредст-
вом фильтрования раствора, щелочной гидролиз образца хлеба. Полученный раствор иодида калия (~10'6 моль/дм3) анализировали кинетическим, потенциометрическим и биамперометрическим методами. Результаты определений сравнивали с данными, полученными по стандартным методикам [3, 10, 11] (таблица).
Таблица
Количество иода (СО в продуктах
Применяемый метод батон иодированный, мг/100 г иодированная поваренная соль, %-103 минеральная вода Азовская-2, мг/дм3
Потенциомет- рический 0,037 ± 0,009 3,4 ± 0,2 1,13+0,10
Кинетический 0,066 ±0,017 3,2 ±0,5 1,68 + 0,14
Биамперомет- рический 0,064 ± 0,006 1,5 ±0,1 1,37 ± 0,12
Стандартный 0,061 ±0,012 [3] 2,2 + 0,1 [10] 1,27 ±0,11 [11]
Регламенти-
руемое коли-
чество иода < 0,060 1,1-3,5 1,5-2,5
Выявлено, что при проведении анализа хлебобулочных изделий потенциометрическим методом [8] расчет содержания иода следует производить по заранее построенной градуировочной зависимости Е (мВ) - С{ (рис. 1).
- 1д Сю . .....
Рис. 1
Использование для расчетов метода стандартной добавки, рекомендованного авторами [8], исключается в связи с искривлением линейной зависи.мости Е~^ Сг при концентрациях иодид-ионов ниже (3...4)-10'6 моль/дм3 [8]. Следует отметить, что в реальных вытяжках из хлебобулочных изделий концентрация иодид-ионов колеблется на уровне (0,5... 1)-106 моль/дм3. Таким образом, очевидно, чго проведение анализа хлебобулочных изделий потенциометрическим методом отличается длительностью. Это связано с большим количеством измерений, а также с необхо-
димостью выжидания установления постоянного потенциала в системе (около 5 мин) при каждом измерении.
С другой стороны, метод весьма хорош для определения содержания иода в поваренной соли. Варьируя навеску соли, взятой для анализа, можно выбрать ее таким образом, что концентрация иодида калия в анализируемом растворе будет находиться на уровне 10 5 моль/дм3. В этом случае измерения можно проводить по методу стандартной добавки, что значительно сокращает продолжительность анализа.
Хорошие результаты получены при исследовании хлебобулочных изделий кинетическим методом [4] с использованием фотометрического способа детектирования. В данном методе для расчета содержания ио-дид-ионов в анализируемом растворе используется зависимость скорости реакции (обесцвечивание окрашенного комплекса) от концентрации катализатора (иодид-ионов). Измерения оптической плотности производили через 30 с после начала реакции, поскольку в этот момент скорость ее максимальна. На рис. 2 представлены кривые зависимости скорости каталитической реакции от времени ес протекания для систем с различной концентрацией катализатора, МО-7 моль/дм3 К1: в отсутствие К1 - кривая 7; 1,4 - 2; 2,8 - 3; 4,1 - 4\ 5,4 - 5. Однако в данном случае существует очень сильная зависимость скорости реакции от кислотности среды, что вносит определенные затруднения при работе с реальными пробами. Тем не менее, кинетический метод анализа достаточно экспрессен и перспективен.
Наиболее основательно было проведено исследование биамперометрического метода анализа пищевых продуктов на содержание иода [9]. Следует отметить, что данный метод является наиболее экспрессным из всех вышеперечисленных, не уступая им по чувствительности (порядка 5-Ю'7-1-10'6 моль/дм3 иодид-ионов). Однако отмечается мешающее влияние восстановителей, присутствующих в исследуемых пробах, на-пример серо с о держащих аминокислот, наличествую-щих в водных вытяжках и гидролизате хлебобулочных изделий. В связи с этим возникает необходимость в минерализации пробы иодированных хлебобулочных изделий перед проведением биамперометрических оп-
ределений в них иода. К тому же данный этан обязателен и при осуществлении анализа хлебобулочных изделий посредством прочих рассмотренных методов [4, 8]. С другой стороны, биамперометрический метод хорошо зарекомендовал себя при анализе минеральной воды и поваренной соли. Установлено, что присутствие хлорид- и бромид-ионов в исследуемых пробах не оказывает негативного влияния на результаты анализа.
Содержание иода в образце рассчитывают по методу стандартной добавки, принимая во внимание прямолинейную зависимость силы тока ог концентрации определяемого вещества в широком диапазоне концентраций иодид-ионов (рис. 3).
0.18! ' :
О 2.5 5 7.5 10 12.5 15
!< ; г- С (К1)*10? моль/дм3
Рис. 3
Пробоподготовка отличается экспрессностью, весь анализ в целом занимает не более 0,5 ч в случае минеральной воды и 15 мин в случае поваренной соли. В отличие от стандартных методов [3, 10, 11], требующих больших временных затрат и использования вредных для здоровья человека реактивов, биамперометрический метод очень прост в аппаратурном исполнении, экспрессен и предусматривает применение всего лишь нескольких неорганических солей и минеральной кислоты.
’■ , : ' ВЫВОДЫ ЯУ ^
1. Рассмотрены и сопоставлены различные методы определения массовой доли иода в пищевых продуктах. Проведена оценка их достоинств и недостатков.
2. При анализе простых по химическому составу
продуктов (соль, вода) возможно применение любого из рассмотренных методов [4, 8, 9], однако биамперометрический метод для анализа данных объектов является более экспрессным. ■ . .
3. При анализе сложных объектов, требующих длительной пробоподготовки (хлебобулочные изделия), предпочтительнее применение как биамперометрического, так и кинетического (спектрофотометрического) методов определения иода. Потенциометрический метод в этом случае хотя и возможен, но является бо-
7. Перекотий В.В., Темердашев З.А., Цюпко Т.Г., Паленая Е.А. // Журн. аналит. химии. - 2002. - 57. - № 5. - С. 538-541.
8. Турьян Я.И., Малука Л.М., Маркова Т.Р. // Журн. аналит.
химии. - 1992. 47. 4. С 723 730
9. Ненашева Л.В., Бозина Т.В., Рувииский О.Е., Росляков Ю.Ф. // Проблемы здорового питания: Тез. докл. 1-й Междунар. науч.-практ. конф. - Орел, 1998. - С. 234.
10. ГОСТ Р 51575-2000. Соль поваренная пищевая иодированная. Методы определения иода и тиосульфата натрия. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - С. 3-5.
11. ГОСТ 23268.16-78. Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения ио-дод-ионов. - М.: Изд-во стандартов, 1982. - С. 92-95.
Кафедра стандартизации, сертификации
и аналитического контроля
Поступила 23.12.02 г. '
532.5.621.311.001.4
ВЛИЯНИЕ ДИССИПАЦИИ ЭНЕРГИИ НА ДАВЛЕНИЕ В ЖИДКОСТИ, ЗАПОЛНЯЮЩЕЙ СОСУД С ПОДВИЖНЫМИ СТЕНКАМИ
В.В. ТРЕПАЧЕВ 'П I Н :иинвч- :
Ростовская государственная академия сельскохозяйственного машиностроения
Сосуды, имеющие прямоугольную форму поперечного сечения, применяются в технологических процессах переработки, хранения и транспортировки жидких продуктов [1]. Изменение давления в жидкости приводит к возникновению кавитации, сепарации и других явлений, активизирующих технологические процессы.
В работе анализируется влияние диссипации энергии на давление в несжимаемой жидкости, которая полностью заполняет сосуд с постоянной площадью поперечного сечения. Область применимости рассматриваемой модели соответствует малым значениям числа Маха иЫСр, где и, Ь - характерные значения скорости жидкости и длины сосуда, сР - скорость звука в жидкости.
Рассматривается задача о плоском движении идеальной несжимаемой жидкости в прямоугольном сосуде переменной длины и высоты. Стенки сосуда жесткие, прямолинейные. Нижняя стенка сосуда неподвижна, верхняя стенка движется в вертикальном направлении. Боковые вертикальные стенки перемещаются в противоположных направлениях. Жидкость несжимаема, поэтому площадь поперечного сечения сосуда имеет постоянное значение .у0=2/?о/о, где ^о, 2/0 -высота и длина сосуда в невозмущенном состоянии.
Выберем начало правой декартовой системы координат на дне сосуда, ось 0-у, направим вертикально вверх. Форма прямоугольного сосуда описывается соотношениями
х = ±1(П,0<у<!ШЬ(П = ^,1(()>0, (1)
где й(0, 2/(0 - высота и длина сосуда в произвольный момент времени.
Обозначим • ■••• - . •
/г(О = А0 + П(0, КО = 10 +4(0, /(О>0,/0 >0, (2)
где 1](7) - возвышение поверхности жидкости, ^(1) - относительное смещение правой стенки в горизонтальном направлении.
Потенциал скорости ср и давление р в жидкости, находящейся в безвихревом движении, определяются из соотношений [2, 3] • ; .
•
; ' ф=-—-(X2-/),|х|</(О,0< у<й(0;
Р =~Р1Ф + >2 (ф^ + фI) + М-ф] + Ро (У> 0 + /(0, (3) Ро(У’[)= Р#[МО- V] + ра, |х| </(/), у < Л(/),
где р - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения; ц. -коэффициент диссипации энергии в жидкости (ц> 0), вызванной силами Релея, которые пропорциональны скорости движения [2];ро(у, 0 - гидростатическое давление [4, 5]; ра - внешнее постоянное давление; У(0 _ неизвестная функция времени, которая находится из дополнительного условия: чтобы определить ДО. необходимо задать значения давления р(1) в некоторой точке жидкости.
В дальнейшем считаем, что на верхней стенке сосуда выполнено условие
р({)-=ра, х = о, >' = /?(/). (4)
Траектория жидкой частицы находится путем решения задачи Коши < V
• • с1х I <!у I , . ...
—— = — у, (5)
т I л /
лее длительным из-за необходимости построения градуировочной характеристики. .
ЛИТЕРАЧУРА
1. Краткая химическая энциклопедия: В 5 т. Т. 2 / Под ред. И. Л. Кнунянц и др. - М.: Сов. Энциклопедия, 1963. - С. 285-287.
2. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств / Под ред. Л.П. Ковальской. - М.: Агропромиздат, 1991. -С. 300-302.
3. ГОСТ 25832-89. Изделия хлебобулочные диетические. Технические условия. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - С. 14-17.
4. Nogueira A.R.A., Mockiuti 1.. Souza G.B.de, Primavesi О. // Anal. Sci. - 1998,- 14. -№ 6. - P. 559-564.
5. Xiang-Nong L., Bi-Yu V., Sheng-Quan J. // Chin. J. Spectrosc. Lab. - 2000. - 17. - № 6. - P. 635-636.
6. Arafa E.A., Bejey A.M., Etwir R.H., Das H.A. // J. Trace and Microprobe Techn. - 2000. - 18. - № 3. - P. 461-466.
