Изучение содержания акриламида в пищевых продуктах

Размещено на http://www.allbest.ru/

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Химия пищевых производств»

Тема: Изучение содержания акриламида в пищевых продуктах

Исполнитель:

студентка 4 курса группы 13

Т.В. Пашкевич

Руководитель:

Ассистент ФХМСП А.Н.Никитенко

Минск 2016



Реферат

Курсовая работа 47 стр., 8 табл., 3 рис., 1 прил., 4 источника

АКРИЛАМИД, МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ, АСПАРАГИНАЗА, ГЖХ, ПРОБОПОДГОТОВКА

Целью данной курсовой работы является изучение содержания акриламида в пищевых продуктах.

В данной работе представлен аналитический обзор литературы: Характеристика акриламида, анализ способов возникновения акриламида, обзор методов определения и способы уменьшения его и экспериментальная часть. На основании проведенного исследования были получены результаты и сделаны выводы о наличии акриламида в пищевых продуктах.



Введение

В 2002 году было показано, что в печеных и жаренных продуктах с высоким содержанием углеводов присутствуют относительно большое количество акриламида. Это соединение считается «потенциально карциногенным для человека», и его роль в пищевых продуктах и связанные с ним риски стали предметом интенсивных дискуссий. Для всестороннего изучения этих рисков были учреждены международные программы принять меры по снижению содержания акриламида в пищевых продуктах. Потребителям же рекомендуется придерживаться хорошо сбалансированного рациона с большой долей овощей и фруктов. Суточное потребление акриламида в разных странах неодинакова и зависит от традиционного местного рациона и кулинарных привычек. В западных странах благодаря широкому распространению жаренных и печенных продуктов из картофеля, печенья, хрустящих хлебцев и кофе, т.е. продуктов с высоким содержанием акриламида, он потребляется в относительно больших количествах. По оценкам JECFA среднее суточное потребление акриламида составляет 1мкг/кг массы тела, а по данным FDA -0.4 мкг/кг массы тела. Для сравнения- по данным ВОЗ содержание акриламида в питьевой воде не должно превышать 0.1-0.5 мкг/л.

В настоящее время не существует прямых законодательных ограничений по максимальному содержанию акриламида в пищевых продуктах, однако ФРГ были введены так называемые «сигнальное значение» и «концепция минимизации »: все пищевые продукты были разделены на группы, и для каждой из них определены сигнальные значения. Если выявлялось превышение этих значений, то регламентирующие органы инициировали переговоры с производителями по мерам снижения содержания акриламида.



1. Аналитический обзор литературы

1.1 Характеристика акриламида

1.1.1 Физические свойства

Акриламид (АА) - амид акриловой кислоты. Номенклатурное название - 2-пропенамид. Представляет собой бесцветные кристаллы.

Формула:

CH₂=CHC(O)NH₂,

Молекулярная масса - 71, 08.

Температура плавления - 84, 5°С, температура кипения 215°С, 125°С/25 мм рт. ст., 87 °С/2 мм рт. ст..

Плотность d³⁰₄ 1, 122. Давлениепара 0, 93 Па (25°С), 9, 3 Па (50°С). Растворимость представлена в таблице 1 [1].

Таблица 1 - Растворимость акриламида

Растворитель	Растворимость (г на 100 г растворителя)
Вода	211, 5
Метанол	155, 0
Этанол	86, 2
Ацетон	63, 1
Этилацетат	12, 6
Хлороформ	2, 66
Бензол	0, 346
Гептан	0, 0068

1.1.2 Химические свойства

Группа CONH₂ вступает в реакции, характерные для алифатических амидов карбоновых кислот. Акриламид слабо амфотерен: с трет-бутилатомNa образует Na-соль, с H₂SO₄-сульфат:

CH₂=CHC(O)NH₂ + H₂SO₄ = (CH₂=CHC(O)NH₃ )₂SO₄

Количественно титруется в растворе уксусного ангидрида 0, 1 н. раствором НС1О₄ в ледяной уксусной кислоте. При взаимодействии с водным раствором формальдегида в присутствии оснований (рН 7-9) превращается в неустойчивый N-метилолакриламид:

CH₂=CHC(O)NH₂ + СН₂О = СН₂=CHC(O)NHCH₂OH

В присутствии кислотных катализаторов и в избытке акриламида - в N, N'-метилен-бис-акриламид (CH₂=CHCONH)₂CH₂.

По двойной связи акриламид легко присоединяет первичные и вторичные алифатические амины, NH₃, спирты, меркаптаны, H₂S, кетоны и др.

С диеновыми углеводородами вступает в диеновый синтез. Электрохимической гидродимеризацией превращается в адиподиамид. Полимеризуется с образованием полиакриламида и сополимеризуется с акриловыми мономерами, стиролом, винилиденхлоридом и др [1].

В присутствии сильных оснований в апротонных растворителях образует поли-в-аланин СН₂=CHCONH--[CH₂CH₂CONH]_n--CH₂CH₂CONH₂.

акриламид пищевой аспрагиназа зерновой

1.1.3 Токсичность акриламида

Акриламид и его производные действуют преимущественно на нервную систему при любом пути поступления в организм (нарушается координация движений, возникают атаксия, судороги, параличи). Поражаются также печень и почки. Легко проникая через неповрежденную кожу, вызывают развитие неврологических симптомов. Наиболее токсичен акриламид [2].

Острое отравление. Введение через рот смертельных доз акриламида белым крысам вызывало судороги. Для крыс, морских свинок и кроликов ЛД₅₀ = 150ч180 мг/кг. Изменения на энцефалограммах свидетельствовали о диффузности поражения различных отделов нервной системы. Повторное введение доз, не вызывающих судорог, приводит к развитию атаксии и дрожания тела по типу мозжечковой асинергии.

Хроническое отравление. Животные. На кумулятивные свойства акриламида указывает нарастание симптомов при длительном поступлении яда. При добавлении к пище крыс в течение 1-6 месяцев 0, 02--0, 04% или при поступлении акриламида с питьевой водой в дозе 10--20 мг/кг в течение 29--192 дней поражались в основном периферические нервы, имели место дегенеративные изменения осевых цилиндров и миелиновых оболочек. Страдали преимущественно дистальные отделы нервов с наибольшим диаметром.

Человек. Описано несколько случаев производственных отравлений при контакте с акриламидом в течение 4-60 недель. В клинической картине отравления превалировали симптомы нарушения функций среднего мозга и периферической нервной системы. Наблюдались мышечная слабость, потеря чувствительности, арефлексия, потеря равновесия. При прекращении контакта с акриламидом полное выздоровление наступало через 2-12 месяцев (авторы ставят под сомнение возможность полного восстановления при тяжелых случаях отравления). Нарушение функции периферической нервной системы у 15 рабочих производства акриламида со стажем работы от 2 месяцев до 8 лет. При большом стаже имели место атактическая походка, изменения энцефалорамм.

Действие на кожу. У кроликов после 10 нанесений 10% водного раствора акриламида развивались некоторые неврологические симптомы, без раздражающего действия на кожу. Однако у человека 1% водный раствор акриламида вызывал раздражение кожи.



1.1.4 Применение акриламида и производных

Акриламид - мономер в производстве полиакриламида и сополимеров с акриловой кислотой, кислыми эфирами малеиновой кислоты и др., клеев.

N-Метилолакриламид, используемый в виде 60%-ного водного раствора, - мономер для получения сополимеров с акриламидом, винилацетатом, акрилонитрилом и акриловой кислотой.

N, N' - Метилен-бис-акриламид - сшивающий агент и модификатор аминоальдегидных смол [1].

1.2 Анализ способов возникновения акриламида в пищевых продуктах

В 2002 году было показано, что в печеных и жаренных продуктах с высоким содержанием углеводов присутствуют относительно большое количество акриламида. Это соединение считается «потенциально карциногенным для человека», и его роль в пищевых продуктах и связанные с ним риски стали предметом интенсивных дискуссий. Для всестороннего изучения этих рисков были учреждены международные программы принять меры по снижению содержания акриламида в пищевых продуктах. Потребителям же рекомендуется придерживаться хорошо сбалансированного рациона с большой долей овощей и фруктов.

В базе данных Еврокомиссии все продукты разделены на группы по содержанию акриламида. И внутри групп, и между ними концентрация акриламида изменяется довольно существенно в зависимости от способа приготовления, характеристик продукта и используемого сырья.

Суточное потребление акриламида в разных странах неодинакова и зависит от традиционного местного рациона и кулинарных привычек. В западных странах благодаря широкому распространению жаренных и печенных продуктов из картофеля, печенья, хрустящих хлебцев и кофе, т.е. продуктов с высоким содержанием акриламида, он потребляется в относительно больших количествах. По оценкам JECFA среднее суточное потребление акриламида составляет 1мкг/кг массы тела, а по данным FDA -0.4 мкг/кг массы тела. Для сравнения- по данным ВОЗ содержание акриламида в питьевой воде не должно превышать 0.1-0.5 мкг/л.

В настоящее время не существует прямых законодательных ограничений по максимальному содержанию акриламида в пищевых продуктах, однако ФРГ были введены так называемые «сигнальное значение» и «концепция минимизации »: все пищевые продукты были разделены на группы, и для каждой из них определены сигнальные значения. Если выявлялось превышение этих значений, то регламентирующие органы инициировали переговоры с производителями по мерам снижения содержания акриламида.

Было установлено, что акриламид образуется путем реакции Майяра между аспарагином и редуцирующими сахарами.Реакция Майяра известная так же как реакция неферментативного потемнения, протекает обычно при температурах выше 100 єС, и именно ею обусловлено изменение цвета при жарке и выпечке крахмалосодержащих продуктов. Несмотря на то, что природа всех промежуточных продуктов в процессе образования акриламида до сих пор не ясна, в качестве наиболее вероятной принята схема реакции представленной на рисунке. На ход реакции существенно влияют содержание влаги, температура и значение рН- низкое содержание влаги, высокая температура способствуют образованию акриламида, понижение значения рН оказывает противоположное действие.

1.3 Обзор методов определения акриламида в пищевых продуктах

1. Гидролизомакрилонитрила 84, 5%-ной H₂SO₄ при 80-100°С в присутствии ингибиторовполимеризации (соли Си или Fe, сера, фенотиазин и др.). Образовавшуюся сернокислую соль акриламида нейтрализуют стехиометрическим количеством NH₃ или известковым молоком.

2. Каталитическим гидролизомакрилонитрила при 80-120 °С в присутствии медных катализаторов (медьРенея, Cu/Cr₂O₃, Cu/Al₂O₃-SiO₂ или др.). Степень превращения акрилонитрила 98, 5%. Основная примесь - в-гидроксипропионитрил (до 0, 1%). Этот способ производства предпочтительнее, чем сернокислотный, в экономическом и экологическом отношении.

В лабораторной практике акриламид можно получать из акрилового ангидрида и NH₃.

Акриламид определяют бромид-броматометрически, в водных растворах - рефрактометрически, малые количества - методами полярографии или газожидкостной хроматографии. Примеси акриловой кислоты и ее солей обнаруживают алкалиметрически.

В последние годы было предложено для анализа применять масс-спектрометрия. Образцы гомогенизировали и за тем проводили экстракцию водой( могут так же использоваться другие растворители): иногда перед экстракцией образцы обезжиривают.

Водный экстракт очищают с помощью твердофазной экстракции и анализировали методами жидкостной или газовой хроматографией и масс-спектрометрией; во втором случаи для повышения чувствительности и селективности анализа можно провести бронирование акриламида.

1.4 Способы уменьшения содержания акриламида

Поскольку удалить акриламид из пищевых продуктов практически невозможно. Единственны путь снижение его концентрации - это минимизировать его образование. Способы достижение этой цели могут быть разными и зависят от типа пищевого продукта и содержания в нем акриламида.

В зерновых продуктах ключевую роль в образовании акриламида играют содержание влаги, а так же температура и продолжительность тепловой обработки. В руководстве изданном Конфедерацией производителей пищевых продуктов и напитков страны ЕС, предлагается снижать концентрацию акриламида в выпечных продуктов путем понижения температуры и увеличения продолжительности выпеки. При этом содержание влаги остается таким же, как в традиционных продуктах, а интенсивность окрашивания снижается.

Снизить концентрацию акриламида можно так же путем добавления других аминокислот, конкурирующих с аспарагином в реакциях Майяра, ионов снижения рН, оптимизации состава ингредиентов, а так же подбором сырья с низким содержанием предшественников акриламида. Вмести с тем, несмотря на то, что снижение значения рН положительно влияет на содержание акриламида, кислоты ухудшают органолептические свойства изделий и поэтому подкисление как способ снижения содержания акриламида вряд ли применимо на практике.

Примером оптимизации состава ингредиентов может служить замена бикарбоната аммония на другой разрыхлитель, а именно на бикарбонат натрия. Бикарбонат аммония повышает содержание акриламида, способствуя образованию более активных фрагментов сахара участвующих в реакциях Майяра. Было установлено, что совместное использование в ореховом печенье бикарбоната натрия и кислого пирофосфата натрия дает 50 %-ное снижение содержание акриламида по сравнению с печеньем, изготовленным с бикарбонатом аммония. Выбор сырья определяется прежде всего содержанием в нем аспарагина, так как именно этот фактор является лимитирующим при образовании акриламида в зерновых продуктах. Содержание аспарагина в пшеничной муке в зависимости от сорта широко варьирует - на пример, в муке с повышенных содержанием пищевых волокон и цельнозерновой муке, т.е. в видах муки с высокой зольностью, содержится больше аспарагина, и в изделиях из такой муки содержание акриламида выше.

В продуктах из картофеля содержание акриламида зависит от содержания сахаров в корнеплодах, и поэтому для снижения содержания акриламида в картофельных чипсах и картофеле фри необходимо уменьшить содержание сахаров в картофеле путем соответствующей селекции и оптимизации условий хранений. Лучше всего хранить картофель при температуре 8-10 єС, поскольку хранение при более низких температурах способствует существенному повышению концентрации редуцирующих сахаров. Положительный эффект дает введение конкурирующих аминокислот, снижение значения рН, вымачивание картофеля в растворах кальциевых солей, а так же понижение температуры и сокращение продолжительности кулинарной обработки, особенно использование жарки вакууме.

До сих пор не разработано эффективных способов существенного снижения содержания акриламида в кофе. Его образование начинается практически сразу после начала обжарки и достигает максимума примерно в середине цикла, после чего наблюдается снижение содержания акриламида из-за его разложения. Конечная концентрация акриламида составляет око 20-30% от максимальной, т.е. в более темном кофе акриламида содержится меньше. Кроме того его концентрация так е снижается при хранении. Вмести с тем, важными показателями качества кофе являются свежесть и степень обжарки, и поэтому снижение содержания акриламида за счет ухудшения качества вряд ли представляет интерес для производителе и потребителей кофе.

Недостатком существующих технологий снижения содержания акриламида является их негативное влияние органолептические показатели пищевых продуктах как цвет, текстура, вкус и аромат в следствии ухудшения условий протекания реакции Майяра. Кроме того не следует забывать о потерях минеральных веществ и витаминов при интенсивном бланшировании картофеля, а так же о повышенном впитывании жиров при более длительной жарке в условиях более низких температур. Замена бикарбоната аммония на бикарбонат натрия хотя и улучшает ситуацию содержанием акриламида, но в тоже время ведет к увеличению потребления натрия. Использование очищенной муки вместо цельнозерновой не только снижает содержание акриламида, но и проводит к меньшему потреблению пищевых волокон.

1.4.1 Способы снижения содержания аспарагина

Основное внимание здесь уделяется сырью и тем возможностям, которые представляет селекция. Другой метод- это использование фермента аспарагиназы, катализирующей гидролиз аспарагина до аспарагиновой кислоты и аммиака. Этот фермент действует только на одну аминокислоту, а именно на аспарагин. Установили, что аспаргиназа существенно снижает образование акриламида. Испытания на продуктах из зерна и картофеля показали, что в присутствии аспарагиназы достигает 50-90%-ное снижение содержания акриламида. Это позволяет рекомендовать аспарагиназу как эффективное средство уменьшения концентрации акриламида в различных пищевых продуктах.

1.4.2 Свойства аспрагиназы и способы ее использования в целях снижения содержания акриламида в пищевых продуктах из зерновых и картофеля

Условия, при которых использование аспарагиназы в пищевых продуктах дало бы наиболее положительные результаты, определить непросто, поскольку на активность фермента может влиять любой компонент пищевого матрикса. Кроме того ассортимент пищевых продуктов, в которых можно было бы использовать аспарагиназу, очень широк и включает изделия из теста(печенье, хлебцы, крекеры), зерновые и картофельные снеки, картофель фри, зерновые завтраки и кофе. Скорость ферментативного гидролиза аспарагина зависит от температуры, значений рН и активности воды, от времени т соотношения этих параметров. Содержание предшественников акриламида-аспарагина и редуцирующих сахаров в пищевых продуктов широко варьирует, что также обусловливает различия в процесса образования акриламида в разных продуктах.

1.4.3 Использования аспарагиназы в производстве зерновых пищевых продуктах

Зерновые продукты производят по самым разным рецептурам и из разного сырья, в их использовании используются разные добавки и разные технологические режимы. До сих пор не до конца выяснено влияние на образование акриламида таких производственных операций, как замес, формование и выпечка. В настоящее время выпускается огромное количество разного рода печенья, отличающегося методами тестоприготовления, содержанием жира и сахара, а также видом последующей отделки. Основным отличием разного вида печенья является тип развития клейковинного каркаса, определяющего расплываемость и липкость теста. Для теста с короткой структурой характерен неразвитый клейковинный каркас, и после резки оно не сжимается; в упругом тесте развитый клейковинный каркас предает тесту упругость и способность растягиваться и сжиматься. В упругом тесте мало жира и сахара, но много воды, способствующей развитию клейковинного кракаса. Из того теста изготавливают хлеб длительного срока хранения, хрустящие хлебцы и полусладкое печенье. Упругое тесто широко используется в промышленности; получают его путем раскатки пластов теста с последующей их резкой. Тесто с короткой структурой содержит много жира, сахара и мало воды; Примерами изделий из такого теста могут служить пряники и печенье для улучшения пищеварения.

Полусладкое печенье

Эксперименты по изготовлению печенья с использованием и без использования аспарагиназы показали, что этот фермент существенно снижает содержание акриламида. Установлено, что чем выше концентрация аспарагиназы, тем ниже содержание акриламида при той же продолжительности отлежки. В промышленных условиях удалось добиться почти 90%-ного снижения содержания акриламида.

Хрустящие хлебцы

Хрустящие хлебцы - это изделия из теста с очень высоким содержание влаги, в ходе производства и хранения которого поддерживают низкие температуры (6єС). Для его производства используется ржаная или цельнозерновая пшеничная мука. В присутствии аспарагиназы удалось достичь 80-90%-ного снижения содержания акриламида даже при самой низкой температуре теста (10єС). Положительное влияние аспарагиназы при такой низкой температуре стало неожиданным, что, очевидно, объясняется высоким содержанием влаги в тесте, способствующим более эффективному взаимодействию «фермент-субстрат». В промышленных условиях снижение концентрации акриламида в готовом изделии составило около 50%.

1.4.4 Способы использования аспаргиназы в переработке картофеля

В пищевых продуктах из картофеля присутствует довольно много акриламида, что обусловлено очень высокой концентрацией в картофеле свободного аспарагина. Концентрация акриламида в промышленно выпускаемых картофельных продуктах зависит от вида сырья и технологии производства продукта: так, в картофеле фри содержание акриламида составляет от 5 до 4653 мкг/кг, а в картофельных чипсах- от 5 до 4215 мкг/кг.

В отличии от пищевых продуктов из теста, в которых аспарагиназу внести несложно, картофель фри и картофельные чипсы состоят из сравнительно крупных кусков картофеля, в связи с чем намного труднее обеспечить контакт субстрата и фермента. Единственно возможный путь для эффективного введения аспарагиназы - это разрушить клеточную стенку или мембрану и «высвободить» аспарагин из клетки, что можно осуществить, например, путем тепловой обработки, в частности, бланкированием.

Благодаря высокому содержанию влаги температура в центре продукта не превышает 105єС, но на поверхности она значительно выше и определяется температурой жарочного масла. Акриламид в основном образуется при температуре выше 120єС и низким содержанием влаги, и поэтому максимально его концентрация будет на поверхности его изделия. На основе этой модели можно предположить, что снизив концентрацию аспарагина во внешнем слое, можно существенно уменьшить концентрацию акриламида.

На первый взгляд проще всего вводить аспарагиназу на стадии бланкирования, поскольку она продолжается 10-30 мин- этого времени достаточно для завершения реакции фермента и субстрата. К сожалению, температура бланкирования для аспарагиназы слишком высоки, и поэтому в процесс приходится вводить дополнительную стадию, протекающую при более низких температурах. Замачивание в растворе фермента проводили после бланкирования перед сушкой при температуре 40-55єС. Двадцатиминутная обработка раствором фермента позволяет снизить содержание акриламида на 85%. Непродолжительное замачивание (1 мин) в воде также снижает содержание акриламида, но лишь на 26%. Таким образом вода существенно влияет на содержание акриламида, вымывая из картофеля сахар и аспарагин.

Представленные выше доводы показывают, что можно значительно снизить содержание акриламида в продуктах на основе картофеля.

1.4.5 Влияние аспарагиназы на вкусоароматический профиль изделий

Влияние аспарагиназы на аромат хрустящих хлебцев, крекеров и полусладкого печенья, изготовленных в лабораторных условиях изучалось методом хроматографического анализа газовой среды над продуктом в упаковке. Проведенные исследования не выявило различий в составе газовой среды над образцами, изготовленными с применением аспарагиназы и без нее. Таким образом, можно сделать вывод, что этот фермент не влияет на вкус и аромат изделий.

Все выше изложенное дает основание полагать, что аспарагиназа является эффективным средством снижения содержания акриламида в изделиях на основе зерновых, которые не ухудшают их вкус, аромат и внешний вид. Снижение содержания акриламида в зависимости от рецептуры и технологических режимов достигает 50-90%. Степень воздействия в зерновых пищевых продуктах зависит от температуры, значения рН, продолжительности отлежки и особенно от содержания влаги в тесте. Концентрация акриламида снижается меньше в печенье из теста с короткой структурой, поскольку в нем меньше воды, чем в упругом тесте. Оптимальную дозировку аспарагиназы следует определять конкретно по каждому виду изделия. Полного удаления акриламида достичь не удается(по -видимому, из-за низкой подвижности фермента и субстрата в рецептурах с низким содержанием влаги).



2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты и методы исследования

24 апреля 2002 года Национальное управление продовольствием Швеции опубликовало данные и комментарии по пугающе высокой концентрации акриламида в некоторых пищевых продуктах. Акриламид вызывает опухоли у подопытных животных. Открытие оказалось особенно тревожным, так как акриламид содержащие пищевые продукты включены в такие продукты регулярного потребление в довольно большом количестве, как картофельные чипсы, картофель фри, жареный картофель, сухие завтраки, и хрустящий хлеб. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Научный комитет по продовольствию (SCF) Европейского Союза подтвердили озабоченность по поводу «серьезной проблемы».

Существуют в основном два подхода к анализу акриламида в пищевых продуктах, основанные либо на ГХ-МС или на ВЭЖХ-МС-МС. Метод ГХ-МС описанный Castle и др. включает извлечение пробы пищи с водой, бромирование двойной связи акриламида, экстракцию в этилацетате, и очистку с помощью гель-проникающей хроматографии (ГПХ). Недавно он был вновь проведен той же самой группой. Tareke и др. использовали аналогичный метод. Розен и Hellenдs описали метод ВЭЖХ-МС-МС, включающий экстракцию в воде, очистку с помощью SPE, и ВЭЖХ на колонке Hypercarb.

Поскольку методы, используемые шведскими лабораториями были раскрыты лишь в последнее время, новые методы были разработаны во многих лабораториях. В данной курсовой работе описывается один метод ГХ-МС, который был разработан различными группами. Он делаются без бромирования и очистки и, следовательно, быстрее, чем методы ГХ описанные ранее.



2.1 Схема метода

Этапы метода, от официального органа по контролю пищевых продуктов (KantonofZurich), приведен ниже на схеме. Минимум воды добавляют для набухания твердых частей. Экстракция проводится с 1-пропанолом и пропанолом / водой, которые испаряются, чтобы избежать трудного извлечения акриламида из водной фазы.

Ацетонитрил позволяет упростить очистку по ограниченной растворимости солей и обезжиривание с использованием гексана.

Смешивание с небольшим количеством воды,

v

Набухание при 70 ° C

v

Экстракции 1-пропанолом

v

Азеотропной перегонкой воды / пропанол

v

Растворение в ацетонитриле

v

Обезжиривания с использованием гексана

v

ГХ-ХИ / МС

2.2 Процедура

Образцам дают набухнуть в добавленной воде в количестве, как правило, соответствующем 3-хкратному весу образца (больше для исключительно сухих образцов). Принимая во внимание однородность и доступность образца. Взвешивают 25 г образца и к нему добавляют 75 мл воды, смешивая в стеклянном стакане объемом 150 мл. Добавляют 1 мкл на 1 г образца раствора ацетонитрила 500 мг / л. После смешивания гомогенату дают набухнуть в течение 30 мин при 70 ° С в водяной бане. Химический стакан из стекла накрывают алюминиевой фольгой, чтобы предотвратить испарение воды.

10 г гомогената взвешивают, и переносят в 100 мл центрифужный стеклянный стакан с завинчивающейся крышкой и тщательно смешивают с 40 мл 1-пропанола. Смешивание проводят в блендере. 10 мл надосадочной жидкости переносили в мерную колбу вместимостью 25 мл. Добавляют 15 капель (около 200 мг), растительного масла. Воду и пропанол удаляли в роторном испарителе при давлении приблизительно 50 мм рт.ст. и 60-70 ° С в водяной бане. Испарение было остановлено как только не осталось никакой жидкости.

Остаток от испарения, состоящий из жира и большого количества соли, экстрагировали ацетонитрилом и обезжиривали с гексаном. 3 мл ацетонитрила и 20 мл гексана и смешивают с образцом с помощью ультразвуковой ванны. Фазу ацетонитрила (нижний слой) переносили в стакан на 10 мл с завинчивающейся крышкой. С помощью пипетки Пастера, сливают ацетонитрил стараясь не захватить гексан. К ацетонитрильной фазе добавляют еще 5 мл гексана и экстрагируют еще раз. Затем перенося 1, 5 мл фазы ацетонитрила в 1, 5 мл флакон - автодозатор.

Включают газовый хроматограф с выводом на колонке инжектора и квадрупольным масс-спектрометр. Образец объемом 1 мкл вводят в колонку. Для нормальных образцов, концентрацию акриламида определяли с помощью D3-акриламида в качестве внутреннего стандарта и применяя калиброванный коэффициент чувствительности. Они были пересчитаны на основе метакрилата в качестве контроля. Восстановление аналитической процедуры было проверено отношением площадей пиков бутирамид / D3-акриламид.

Набухание твердых тел.

Для проверки полноты экстракции, многочисленных потенциально сложных образцов их извлекали второй раз в более жестких условиях, с использованием растворителя ускоренняющего экстракцию. Экстракция считается завершенной, когда второй экстракт содержал менее 10% от концентрации акриламида первого экстракта.

Был сделан вывод о том, что экстрагируемость акриламида колеблется в широких пределах. Для некоторых образцов, прямая экстракция с органическим растворителем является достаточно полной. Для других, набухание с водой увеличивает количество акриламида в сотни раз.

Количество добавляемой воды (трехкратно образцу) регулировали таким образом, чтобы смешивание привело к пасте, которая хорошо перемешивается. С другой стороны, образец не должен превратиться в жидкость, в которой оседают твердые частицы.

Экстракция

По сравнению с водой как растворителем для экстракции 1-пропанол имеет ряд преимуществ:

1. Он дает чистый раствор без центрифугирования;

2. Он также извлекает липиды, которые могли бы препятствовать при экстракции водой;

3. Может быть легко выпарен;

4. Он удаляет приблизительно 28% воды (немного меньше в присутствии высоких концентраций соли).

Объем 1-пропанола добавили к отобранной пробе, чтобы надежно удалить воду.

Выпаривание растворителя

Поскольку извлечение акриламида из водных растворов считалось весьма трудным, предпочли извлечь воду, необходимую для набухания испарения.

Однако испарение также имеет важное значение. Акриламид в значительной степени теряется, если 1-пропанол и вода полностью испаряются без остатка, чтобы удерживать его используют стенку круглой колбы. Большинство образцов включает жир и другие удерживающие материалы, но в малом количестве. Так как процедура в любом случае включает обезжиривание, пищевое масло добавляли во все образцы.

Испарение следует держать под контролем. С одной стороны, чрезмерное испарение, на роторном испарителе все еще может привести к потерям акриламида. С другой стороны, неполное удаление 1-пропанола может нарушить обезжиривание. Процесс просчитан по часам (около 4, 5 мин), а последний шаг должен находиться под наблюдением.

Очистка

Экстракт пропанол / вода может содержать значительное количество побочных продуктов, которые должны быть удалены перед ГХ анализом. Большинство солей удаляются путем их ограниченной растворимости в ацетонитриле. Для извлечения солей используется остаток, полученный при испарении. Масло удаляется с гексаном, который не смешивается с ацетонитрилом.

Анализ методом ГХ-МС

ГХ анализ был построен так, чтобы свести к минимуму адсорбционные эффекты.

В МС участвует положительный ион химической ионизации (ХИ).Хроматография полярного акриламида на полярной стационарной фазе способствует тому, что элюированный преимущественно полярный материал имеет более высокую молекулярную массу.

Они не проявляют соответствующих интерферирующих пиков. Чувствительность может быть легко увеличена путем введения большего объема пробы.

Размещено на Allbest.ru

...