СОРБЦИЯ  КАРМАЗИНА  ПЕНОПОЛИУРЕТАНОМ  И  ЕГО  ОПРЕДЕЛЕНИЕ  ВИЗУАЛЬНЫМ  ТЕСТ-МЕТОДОМ

Исмаилова  Лейла  Унсуровна

студент  2  курса,  химический  факультет  ДГУ,  г.  Махачкала

E-mail: 

Мирзаева  Хамисат  Ахмедовна

научный  руководитель,  канд.  хим.  наук,  доцент,  кафедра  аналитической  и  фармацевтической  химии  ДГУ,  г.  Махачкала

Одними  из  важнейших  веществ,  определяющих  внешний  вид  пищевых  продуктов,  являются  красители.  Они  применяются  во  многих  отраслях  пищевой  промышленности:  кондитерской,  рыбной,  при  производстве  мясных  продуктов,  алкогольных  и  безалкогольных  напитков  и  т.  д.  Красители,  используемые  для  пищевых  продуктов,  в  зависимости  от  их  происхождения  подразделяются  на  природные  и  синтетические.  Несмотря  на  то  что  последние  по  сравнению  с  природными  имеют  существенные  технологические  преимущества  с  гигиенической  точки  зрения  они  заслуживают  критического  отношения,  так  как  среди  этой  группы  практически  нет  безвредных  веществ,  а  многие  являются  канцерогенами,  мутагенами  и  аллергенами  [2].

В  связи  с  этим,  контроль  содержания  красителей  в  продуктах  питания  крайне  важен,  а  разработка  методов  их  идентификации  и  определения  стала  в  последние  годы  одной  из  наиболее  актуальных  проблем  [3].

Эффективным,  а  в  большинстве  случаев  и  совершенно  необходимым  приемом  при  определении  малых  количеств  неорганических  и  органических  веществ,  является  их  предварительное  концентрирование,  в  том  числе  сорбционное.  Актуальным  остается  поиск  новых  сорбентов  для  количественного  извлечения  различных  веществ.  Не  менее  важен  поиск  новых  подходов  к  определению  соединений  после  их  сорбционного  выделения,  в  том  числе  непосредственно  в  фазе  сорбента  и  разработка  экспрессных,  чувствительных  и  простых  методов  определения.  В  связи  с  этим  интерес  представляют  пенополиуретаны  (ППУ).  Это  вспененные  гетероцепные  полимеры,  жесткие  и  гибкие  сегменты  и  цепи  которых  содержат  различные  гидрофобные  (углеводородные,  ароматическую)  и  гидрофильные  (уретановую,  амидную,  мочевинную,  сложноэфирную,  простую  эфирную,  концевую  толундиновую)  группы,  что  и  позволяет  использовать  их  для  эффективной  сорбции  веществ  органической  и  неорганической  природы.  Сорбируемые  вещества  извлекаются  не  только  за  счет  адсорбции,  но  и  абсорбции,  в  связи  с  чем  емкость  ППУ  оказывается  весьма  значительной.  Пенополиуретаны  —  химически  устойчивые,  дешевые  и  доступные  сорбенты.  К  тому  же,  окраска  таблеток  ППУ  с  сорбированным  красителем  отличается  высокой  контрастностью  по  отношению  к  белой  таблетке  пенополиуретана,  что  является  весьма  удобной  формой  регистрации  аналитического  сигнала  при  визуальном  тест-определении  [1].

В  качестве  объекта  исследования  выбран  синтетический  пищевой  краситель  кармазин  (или  кармуазин,  азорубин)  с  индексом  Е122,  поскольку  потребление  в  пищу  продуктов  с  его  содержанием  может  привести  к  аллергическим  реакциям,  повышению  гипперактивности  и  снижению  концентрации  внимания  у  детей.  Кроме  того,  в  некоторых  странах  добавку  Е122  относят  к  группе  канцерогенов  —  веществ,  повышающих  вероятность  образования  раковых  опухолей  [4].  Определены  условия  сорбционного  извлечения  красителя  пенополиуретаном,  что  положено  в  основу  его  определения  тест-методом.

Экспериментальная  часть.

В  работе  использовали  стандартный  раствор  кармазина  с  концентрацией  0,5  мг/мл,  полученный  растворением  точной  навески  в  воде.  Растворы  меньшей  концентрации  получали  растворением  исходного.

В  качестве  сорбента  применяли  ППУ  на  основе  простого  эфира,  выпускаемый  ООО  «Чилим»  (г.  Кисловодск).  Сорбент  использовали  в  виде  таблеток  (высота  10  мм,  диаметр  16  мм,  масса  0,03—0,04  г),  которые  выбивали  металлическим  пробойником  из  промышленного  листа  полимера.  Таблетки  хранили  в  защищенном  от  света  месте.

Сорбцию  проводили  в  статическом  режиме.  Окрашенные  сорбаты  получали  по  следующей  методике:  в  колбы  на  25  мл  вводили  определенные  количества  раствора  красителя  Е122.  Создавали  необходимые  значения  рН,  доводили  объем  до  метки  дистиллированной  водой.  При  получении  тест-шкалы  объем  доводился  до  метки  раствором  1M  H₂SO₄.  Затем  содержимое  колб  переносили  в  баночки  для  встряхивания,  в  которых  находились  таблетки  ППУ,  прижимали  стеклянной  палочкой  для  удаления  пузырьков  воздуха  и  встряхивали  в  течение  60  минут.  По  истечении  времени  таблетки  извлекали  и  высушивали  до  воздушно-сухого  состояния.

Результаты  эксперимента  и  их  обсуждение.

Изучение  условий  сорбционного  извлечения  красителя  Е122  немодифицированным  пенополиуретаном  в  диапазоне  рН  от  1  до  6  показало,  что  наибольшее  извлечение  красителя  (70  %)  достигается  в  кислой  среде  при  рН<2,  с  увеличением  зачения  рН  степень  извлечения  уменьшается,  и  при  рН>6  сорбция  практически  отсутствует  (рис.  1).

Рисунок  1.  График  зависимости  степени  извлечения  красителя  Е122  пенополиуретаном  от  рН

Поскольку  максимальное  извлечение  наблюдалось  в  кислой  среде,  представляло  интерес  изучить  зависимость  степени  извлечения  красителя  от  природы  и  концентрации  кислоты.  Были  использованы  соляная  и  серная  кислоты.  Установлено,  что  степень  извлечения  с  увеличением  концентрации  кислоты  повышается.  Причем,  большее  извлечение  наблюдается  в  сернокислой  среде  (рис.  2,  табл.  1).

Рисунок  2.  Графики  зависимости  степени  сорбции  Е122  от  концентрации  кислоты  (С(Е122)  =  2∙10^-5М;  1  —  НСl,  2  —  Н₂SO₄).

Таблица  1. 

Зависимость  степени  извлечения  Е122  от  природы  и  концентрации  кислоты

Сорбционное  равновесие  достигается  при  60  минутном  перемешивании.  Сорбционную  емкость  ППУ  определяли  по  обесцвечиванию  раствора  красителя  и  по  равновесным  концентрациям  до  и  после  сорбции  с  использованием  градуировочного  графика  (y  =  0,7543x  —  0,0079,  R²  =  0,9991).

Полученное  значение  сорбционной  емкости  (1000  мг/г  сорбента)  свидетельствует  о  высокой  сорбционной  емкости  ППУ  по  отношению  к  данному  красителю.

Созданы  тест-системы  (ППУ-Е122)  для  определения  красителя  визуальным  тест-методом  (табл.  2).

Таблица  2. 

Градуировка  таблеток  для  определения  кармазина  тест-методом  (С(Н₂SO₄)  =  1  М).

Линейная  зависимость  окраски  таблеток  ППУ  —  Е122  от  концентрации  красителя  наблюдается  в  пределах  от  0,2  до  40  мкг/мл,  что  указывает  на  перспективность  данной  системы  для  концентрирования  и  количественного  извлечения  красителя  из  растворов  различных  объектов  пищевой  промышленности.  Количественное  содержание  красителя  определяется  сравнением  интенсивности  окраски  таблетки,  обработанной  раствором  объекта,  с  окраской  тест-шкалы.  Тест-системы  просты  в  изготовлении,  устойчивы  при  хранении,  удобны  в  работе.  В  перспективе  они  могут  служить  аналитической  формой  для  определения  красителя  методами  твердофазной  спектроскопии.

Список  литературы:

1.Дмитриенко  С.Г.,  Золотов  Ю.А.,  Моросанова  Е.И.,  Цизин  Г.И.  Сорбционное  концентрирование  микрокомпонентов  для  целей  химического  анализа  //  Успехи  химии.  —  2005.  —  том  74,  выпуск  1.

2.Е122  —  Азорубин,  кармуазин  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://dobavkam.net/additives/e122  (дата  обращения  20.12.2012).

3.Рыбин  В.Г.,  Болтенков  Е.В.,  Куклев  Д.В.  Идентификация  пигментов  каллусной  культуры  Iris  ensata  Tnunb.  —  потенциальных  пищевых  красителей  //  Известия  ТИНРО  (Тихоокеанского  научно-исследовательского  рыбохозяйственного  центра).  —  2001.  —  т.  129.  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://cyberleninka.ru/article/n/identifikatsiya-pigmentov-kallusnoy-kultury-iris-ensata-tnunb-potentsialnyh-pischevyh-krasiteley#ixzz2ROr5QFnL  (дата  обращения  24.04.2013).

4.Смирнов  Ю.Н.  ЗАО  «ЭПАК-Сервис».  Определение  синтетических  красителей  в  напитках  методом  быстрой  высокоэффективной  жидкостной  хроматографии  —  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://www.epac-service.ru/main.php?id=728  (дата  обращения  31.10.2012).