Определение содержания органических кислот методом ВЭЖХ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Определение содержания органических кислот методом ВЭЖХ

Османи С.А., Цикуниб А.Д.

Лаборатория нутрициологии и экологии НИИ комплексных проблем АГУ

Аннотация

Проведена оценка определения содержания винной кислоты в жидких образцах методом ВЭЖХ на жидкостном хроматографе Agilent 1260 Infinity. С помощью калибровочного графика выявлена минимальная погрешность в 0,14899 г/дм3 при вводе референсной пробы с массовой концентрацией винной кислоты 3 г/дм3.

Ключевые слова: органические кислоты, высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), винная кислота.

Abstract

DETERMINATION OF THE CONTENT OF ORGANIC ACIDS BY HPLC

Tsikunib A.D., Osmani S.A.

Nutrition and Environment Laboratory, of Scientific Research Institute of complex Problems of Adyghe State University

The determination of the content of tartaric acid in liquid samples was carried out by HPLC on an Agilent 1260 Infinity liquid chromatograph. Using the calibration graph, a minimum error of 0.14899 g / dm3 was detected when a reference sample was introduced with a mass concentration of tartaric acid of 3 g / dm3.

Keywords: organic acids, high performance liquid chromatography (HPLC), tartaric acid.

Одним из важнейших показателей качества готовой продукции является состав органических кислот и их соотношение. Органические кислоты представляют собой органические вещества, проявляющие кислотные свойства. К ним относятся карбоновые кислоты, содержащие карбоксильную группу -COOH, среди которых самыми известными являются лимонная, уксусная, щавелевая, молочная, бензойная и винная кислоты [1]. Значение органических кислот в питании человека определяется их энергетической ценностью и участием в обмене веществ. Основная биологическая роль органических кислот связана с участием в процессах пищеварения [2]. Они способствуют активации перистальтики кишечника, стимуляции выработки пищеварительных соков, снижению уровня pH и, как следствие, формированию определенного состава микрофлоры и торможению развития гнилостных процессов в толстом кишечнике. Кроме того, органические кислоты являются биологически активными веществами, участвуют в окислительно-восстановительных процессах организма, оказывают благоприятное воздействие на обмен липидов (лимонная кислота и, в несколько меньшей степени, яблочная), что проявляется в снижении уровня холестерина и общих липидов в крови и тканях внутренних органов [3]. Органические кислоты в пищевых продуктах -- в частности, в напитках -- отвечают за вкусовые характеристики, а также влияют на стабильность продукта, способствуют сохраняемости некоторых из них. Так, например, лимонную (E330), винную (E334), яблочную (E269) в небольших количествах применяют в качестве пищевых добавок для улучшения вкуса продуктов [4]. Уксусную (E260), молочную (E270) и бензойную (E210) кислоты добавляют к некоторым продуктам в качестве консерванта [5]. Допустимые количества органических кислот предусмотрены стандартами на пищевые продукты [6]. Для определения массовой концентрации органических кислот в пищевых продуктах используют такие методы, как титриметрия, спектральные методы анализа, метод капиллярного электрофореза [7, 8, 9 ]. Однако на сегодня наиболее точным является метод высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ), принцип которой состоит в разделении компонентов смеси, основанный на различии в равновесном распределении их между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых неподвижна, а другая подвижна (элюент) [2].

Целью исследования явилось определение содержания винной кислоты в жидких образцах методом ВЭЖХ.

Материалы и методы исследования. Объектом исследования явилась референсная проба с точным содержанием винной кислоты:

2,3-дигидроксибутандиовая кислота

(тартаровая кислота или винная кислота).

органическая кислота референсная проба

Молярная масса винной кислоты равна 150,1 г/моль; константа диссоциации кислоты рКа при 25 0 С составляет D,L-pKai =2,95, pKa2 =4,25.

Выбор объекта исследования обусловлен следующими факторами: во первых, винная кислота - одна из распространённых природных органических кислот (в значительном количестве она содержится в соке многих фруктов, например, винограда, рябины, бананов, вишни, груши, лимона и смородины [2,3, 10]), во-вторых- широко применяется в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки Е 334 [2, 4, 6] .

Измерения проводили на жидкостном хроматографе Agilent 1260 Infinity с использованием хроматографической колонки для ВЭЖХ ZORBAX Eclipse Plus C18 длиной 250 мм и внутренним диаметром 4,6 мм, заполненной силикагелем, химически связанным с октадецилсиланом, с размером частиц 5 мкм. Работа с прибором, проведение анализа, ввод проб проводились с помощью программы Прибор 1 Online. Обработка данных и построение градуировочного графика проводились в программе Offline. Для построения калибровочного графика были приготовлены растворы винной кислоты с концентрациями 0.20, 1.00, 2.50 и 5.00 г/дм3. В качестве подвижной фазы (элюента) выступает фосфатный буферный раствор молярной концентрацией 0,1 моль/дм3. При проведении измерений на ВЭЖХ были соблюдены условия по ГОСТ 32771-2014 [11], согласно которому установили температуру колонки - 25±5°С, длину волны диодноматричного детектора 210 нм и скорость потока подачи элюента -1 см3/мин. Для установления градуировочной характеристики в инжектор хроматографа вводили с помощью микрошприца по 50 мм3 каждого градуировочного раствора.

Для каждого градуировочного раствора выполняли два параллельных измерения в условиях повторяемости по ГОСТ ИСО 5725-1. Компоненты идентифицировали по абсолютным значениям времени удерживания, что составило 2,226 мин. Регистрировались площадь пиков, соответствующих винной кислоте и их массовая концентрация.

Результаты и их обсуждение. По результатам ввода проб с концентрациями винной кислоты 0.20 г/дм3, 1.00 г/дм3, 2.50 г/дм3 и 5.00 г/дм3 созданы калибровочная и калибровочный график, представленные в таблица1 и на рисунке 1 соответственно.

Таблица 1. - Калибровочная таблица определения винной кислоты

Рис 1. - Калибровочный график определения винной кислоты

Как видно на калибровочном графике значение квадрата коэффициента корреляции для винной кислоты составила 0,99644, следовательно, полученная градуировочная характеристика считается приемлемой, так как его значение составило не менее 0,990.

При вводе референсной пробы с массовой концентрацией винной кислоты 3 г/дм3 зарегистрирован результат 3,14899 г/дм3. Таким образом, исследование проведено с минимальной погрешностью в 0,14899 г/дм3 в соответствии с метрологическими характеристиками метода.

Примечания:

1. Нейланд О.Я. Органическая химия: учеб. для спец. вузов. Москва: Высш. шк., 1990. 536 с.

2. Захарова А.М., Карцова Л.А., Гринштейн И.Л. Определение органических кислот, углеводов и подсластителей в пищевых продуктах и биологически активных добавках методом высокоэффективной жидкостной хроматографии// Аналитика и контроль. 2013. Т. 17, № 2. C. 204-210.

3. Охрименко О.В. Основы биохимии сельскохозяйственной продукции: учеб. пособие. Санкт-Петербург: Лань, 2016. С. 108-109.

4. Росляков Ю.Ф., Почицкая И.М., Литвяк В.В. Теоретические основы формирования вкусовых ощущений при употреблении пищевых продуктов // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 2016. Т. 352, № 4. С. 109-115.

5. Ким А.М. Органическая химия: учеб. пособие. 3-е изд., испр. и доп. Новосибирск: Сибир. универ. изд-во, 2002. С. 655-656.

6. СанПиН 2.3.2.1293-03. Гигиенические требования по применению пищевых добавок. Москва: Минздрав, 2003.

7. Эшворт М.Р.Ф. Титриметрические методы анализа органических соединений. Москва: Химия, 1968. 555 с.

8. Определение калия и винной кислоты потенциометрическим методом в винах / Н.М. Симонова, Я.И. Турьян, Т.Л. Парфентьева // Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1989. № 5. С. 40-41.

9. А.с. 1125536 СССР 01 27/48. Способ определения органических кислот // Б.И. 1984. № 43.

10. Смирнов В.А. Пищевые кислоты. Москва: Легкая и пищевая промышленность, 1983. 264 с.

11. ГОСТ 32771-2014. Продукция соковая. Определение органических кислот методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии. Москва: Стандартинформ, 2014.

Размещено на Allbest.ru