Анализ содержания гидроксикоричных кислот

Гидроксикоричные кислоты (ГКК) являются представителями класса фенилпропаноидов – ароматических фенольных соединений, содержащих в структуре один или несколько С₆−С₃ (фенилпропановых) фрагментов и фенольный гидроксил. ГКК широко встречаются в растительном мире, в последнее время они стали предметом пристального внимания исследователей в плане поиска перспективных биологически активных соединений и создания на их основе эффективных лекарственных и косметических средств, так как обладают широким спектром биологической активности: антиоксидантной, противоопухолевой, гепатопротекторной и др.

Целью данного исследования является анализ содержания ГКК в растениях, культивируемых в Республике Беларусь. В результате ряда научных исследований наиболее перспективными соединениями среди ГКК, на основе которых возможно создание лекарственных средств, биологически активных добавок являются феруловая, синаповая и п-кумаровая кислоты.

В литературе указывается, что ГКК содержатся в растениях семейств астровых, толстянковых, аралиевых, норичниковых, ивовых, подорожниковых, волчниковых, губоцветных, маслинных [1]. Для Республики Беларусь актуальным вопросом является поиск богатых источников ГКК среди растений, широко культивируемых и уже используемых в промышленности, наиболее интересными растительными источниками являются овощи. Для определения содержания ГКК в ряде растений, культивируемых в Республике Беларусь, были исследованы следующие растительные объекты: высушенные травы эхинацеи, ромашки, мяты, фиалки, крапивы (приобретены в аптеках г. Минска), семена льна, семена кукурузы и фасоли, корнеплоды картофеля, свеклы и моркови.

Содержание ГКК в растительном сырье определяли методами тонкослойной хроматографии (ТСХ) и высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ). Для анализа данными методами проводили предварительное экстракционное извлечение ГКК этилацетатом. Схема выделения включала в себя следующие стадии: высушивание и измельчение растительного материала, щелочной гидролиз в течение
24 часов с последующим кислотным в течение 3 часов, экстрагирование этилацетатом и последующее упаривание экстрагента на роторном испарителе.

Для качественной оценки содержания ГКК в экстрактах применяли метод ТСХ. Хроматографирование проводили на пластинах для ТСХ Kiselgel 60 F254 (Merck, США) в следующей системе растворителей: вода : пропанол-2 : 25% водный раствор аммиака (1 : 8 : 1). Проявление пластин проводили в УФ-свете при длинах волн 254 нм и 360 нм, а также в видимом свете после обработки образцов парами йода. Идентификацию ГКК в экстрактах осуществляли по показателю R_f, который соответствовал R_f стандартных коммерческих препаратов: кумаровая кислота R_f = 0,52 (Sigma, США); феруловая кислота (ФК)

По результатам исследований было выявлено, что ГКК присутствуют в лекарственных травах в следовых количествах. Поэтому далее было произведено качественное определение ГКК в семенах кукурузы, льна, корнеплодах картофеля, свеклы и моркови.

В результате качественного определения гидроксикоричных кислот в экстрактах овощей и семян было обнаружено присутствие только феруловой кислоты.

Количественную оценку ФК в анализируемых объектах проводили методом обращенно-фазовой ВЭЖХ с масс- и УФ-детектированием. Анализ проводили на хроматографе Shimadzu с УФ-детектором при детекции на длине волны 320 нм и на хроматомасс-спектрометре «Waters» с масс-спектрометрическим детектором. Использовали колонку с обращенно-фазовым силикагелем С18 Symmerty (250×4,6 мм). Элюирование осуществляли смесью ацетонитрила и бидистиллированной воды (20:80), подкисленной муравьиной кислотой до рН = 2,45 в изократическом режиме со скоростью протока элюента 0,5 см³/мин.

Идентификацию ФК осуществляли по времени удерживания
t_R = 21,1 мин и по масс спектру с m/z = 195,49 в области положительных ионов, который соответствует молекулярному иону [M+H]⁺. В масс-спектре отрицательных ионов наблюдался сигнал с m/z = 193,22, соответствующий иону [M-H]⁺ для соединения с молекулярной формулой С₁₀H₁₀O₄, то есть феруловой кислоты.

Количественное определение ФК осуществляли методом абсолютной калибровки при помощи графика, построенного по стандартным растворам ФК с концентрациями 150, 200, 250 мкг/см³. Уравнение прямой при этом: y = 479732,87x – 58838710, R² = 0,992 (рисунок).

Результаты количественного определения ФК представлены в таблице.

Как видно из таблицы, наибольшее содержание ФК присутствует в кожуре корнеплодов свеклы.

Таким образом, было определено, что ГКК присутствуют в лекарственных травах, выращиваемых в Беларуси, в следовых количествах, а в семенах кукурузы, льна, корнеплодах картофеля, свеклы и моркови в наибольшем количестве присутствует феруловая кислота, при том максимальное ее содержание присутствует в кожуре корнеплодов свеклы − 147,34 мг/100 г сухого материала.
ЛИТЕРАТУРА

1. Heimann, W. Presence of hydroxycinnamic acids in vegetables. Concentration of hydroxycinnamic acids in various vegetables / W. Heimann, K. Herrmann, G. Feucht // Zeitschriftfiir Lebensmitteluntersuchung und Forschung. – 1971. – Vol. 145. – P. 20–26.

УДК 547.9:796.071.2

Cтуд. Е. В. Мороз

Науч. рук. доц. О. В. Стасевич

(кафедра физико-химических методов сертификации продукции, БГТУ)

Биологически активные добавки (БАД) – это концентраты натуральных веществ, выделенных из сырья природного происхождения или полученных путем химического синтеза, но которые полностью идентичны своим природным аналогам. БАД в спорте созданы для поддержки организма, а также обеспечения наращивания у спортсменов мышечной ткани. На базе УЗ «Национальная антидопинговая лаборатория» разработаны и внедрены в практику методики определения запрещенных в спорте веществ. Для фальсификации БАД для спортсменов производители чаще всего используют анаболические стероиды, которые усиливают кислородтранспортную функцию крови и вместе с тем оказывают значительные побочные эффекты [1].

Целью данного исследования является валидация методики качественного определения анаболических стероидов в биологически активных добавках для спортсменов методом газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией.

Объектом исследования была выбрана БАД для спортсменов «Isolife isotonic» («БелИзоЛайф», Республика Беларусь). Предметом экспериментального исследования был выбран тестостерон, как наиболее представительный и чаще всего встречающийся анаболический стероид. Анаболические стероиды анализировали методом газовой хроматографии на хроматографе Agilent 7890А (США) с масс-спектрометрическим детектором типа тройной квадруполь. Подвижной фазой служил газ азот, а неподвижной фазой – диметилполисилоксан. Пробоподготовка включала в себя жидкостную экстракцию и предколоночную дериватизацию N–метил–N–(триметилсилил)–трифторацетамидом, в результате которой получались бис-TMS-производные, обладающие хорошей летучестью и термической стабильностью.

Специфичность валидируемой методики была оценена путем анализа участков хроматограмм стандартного раствора бис-TMS-тестостерона, внутренного стандарта бис-TMS-1-метилен-5α-андростан-3α-ол-17она и холостого раствора БАД, содержащего дериватизирующую смесь, с применением следующих критериев приемлемости: на хроматограммах стандартных растворов должны присутствовать пики определяемых соединений, при этом значение соотношения сигнал/шум должен составлять не менее 3:1; на хроматограмме холостого раствора должны отсутствовать пики. Хроматограммы стандартных растворов бис-TMS-тестостерона и бис-TMS-1-метилен-5α-андростан-3α-ол-17она представлены на рисунке.

Как видно, на хроматограммах стандартных растворов присутствовали пики определяемых соединений с временами удерживания для бис-TMS-тестостерона 22,392 мин, а для бис-TMS-1-метилен-5α-андростан-3α-ол-17она – 21,662 мин. На хроматограмме холостого раствора отсутствовали пики. Критерии приемлемости для специфичности выполнялись.

Для оценки предела обнаружения анализировали четыре раствора БАД с концентрациями бис-TMS-тестостерона в нем 5, 10, 30, 70 нг/см³ и четыре раствора бис-TMS-1-метилен-5α-андростан-3α-ол-17она с аналогичными концентрациями. В соответствии с критериями приемлемости, заключающимися в том, что на хроматограммах растворов должны присутствовать пики определяемых соединений, при этом значение соотношения сигнал/шум должен составлять не менее 3:1, а абсолютное время удерживания пика бис-TMS-1-метилен-5α-андростан-3α-ол-17-она должно отличаться от времени удерживания бис-TMS-тестостерона в соответствующей концентрации не более чем на 0,1 мин.

Абсолютные времена удерживания представлены в таблице.

Для оценки степени экстракции анализировали три экстракта из БАД с содержанием стандарта тестостерона (контрольные растворы), а также три холостых раствора. Степень экстракции стероидов из биологически активной добавки в соответствии с критерием приемлемости должна составлять не менее 20%. Степень экстракции рассчитывали как соотношение среднего значения площади пика бис-TMS-тестостерона контрольного раствора к среднему значению площади пика холостого раствора. Степень экстракции составила 72,1%, что соответствовало критерию приемлемости.

Также было доказано, что отсутствует перенос пробы иглой шприца автосэмплера при выполнении последовательных хроматографических анализов из предыдущих опытов. Для этого проводили анализ нескольких проб с использованием шести холостых растворов и шести растворов со стандартом тестостерона поочередно. Данный критерий приемлемости выполнялся.

Робастность валидируемой методики оценивалась путем анализа результатов испытаний, выполненных двумя различными операторами, а также экстракцией анализируемого соединения различными объемами растворителей (3, 3,5 см³). Оценку результатов для исследования робастности проводили аналогично как для предела обнаружения. Критерии приемлемости для параметра робастность также выполнялись.

Таким образом, была осуществлена валидация методики качественного определения тестостерона в БАД «Isolife isotonic» методом ГЖХ-МС, которая показала, что все критерии приемлемости выполняются и методика может быть использована для обнаружения фальсифицированных БАД.

литературА

1. Филипс, У. Анаболические стероиды / У. Филипс – Красноярск: Богатырь, 1995. – С. 57–59.

УДК 664.442

Cтуд. И. А. Шевчук

Науч. рук. доц. З. Е. Егорова

(кафедра физико-химических методов сертификации продукции, БГТУ)

ОЦЕНКА КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕРРОЦИАНИДА КАЛИЯ
В СОЛИ ПОВАРЕННОЙ

Поваренная соль – белое кристаллическое минеральное вещество, встречающееся в природе. Этот пищевой продукт жизненно необходим для жизнедеятельности человека и прочих живых существ. Одним из крупнейших производителей соли поваренной выварочной класса экстра на постсоветском пространстве является открытое акционерное общество «Мозырьсоль». Базовый сорт поваренной пищевой соли сорта экстра – соль экстра «Полесье».

В процессе хранения соли в помещениях с относительной влажностью воздуха выше 75% происходит десорбция воды, и в межкристальной жидкости повышается концентрация сухих веществ и выпадение новых кристаллов. Из более крупных кристаллов формируются мелкие, и поваренная соль начинает терять сыпучесть и слеживается в комки. Поэтому для предотвращения этого дефекта в нее вносят ферроцианид калия.

Содержание ферроцианида калия в соли поваренной пищевой является показателем безопасности, поэтому его контроль следует проводить в соответствии с установленными требованиями [1, 2]. Поскольку в больших количествах ферроцианид калия токсичен, то целью исследований является определение его концентрации в соли пищевой поваренной выварочной экстра «Полесье».

Объектами исследований являлись изготовленные в период с сентября по ноябрь 2014 г. три партии и с февраля по март 2015 г. 17 партий соли поваренной пищевой выварочной экстра «Полесье». Для получения достоверных результатов образцы одной и той же партии соли анализировали не менее 6 раз. Один раз в три месяца по пяти точкам строили градуировочные графики. Каждую пробу анализировали по двум параллельным определениям. Для исследований использовали фотоколориметрический метод. Измерения осуществляли на фотоэлектроколориметре КФК-3. Предметом исследований был ферроцианид калия (гексацианоферрат (II) калия, железисто-синеродистый калий, гексацианоферриат калия) – комплексное соединение двухвалентного железа (K₄[Fe(CN)₆]·3H₂O).

Анализ полученных данных свидетельствовал о том, что содержание ферроцианида калия в исследуемых образцах поваренной соли колебалось от 5,0·_ до 7,4 _%. Анализ результатов контроля концентрации ферроцианида калия в соли поваренной, изготовленной в январе 2015 г., и зарегистрированных в журнале аналитического контроля производства производственной лаборатории ОАО «Мозырьсоль», свидетельствовал, что содержание исследуемой пищевой добавки колебалось от 3,65 _ до 8,0 _%. Таким образом, в период с сентября 2014 г. по март 2015 г. концентрация ферроцианида калия в поваренной соли не превышала рабочий предел, принятый на ОАО «Мозырьсоль», а именно: (3–9)∙10^–4%.

Полученные численные значения были использованы нами для определения стабильности содержания ферроцианида калия в поваренной соли с помощью построения контрольных карт Шухарта. Для построения _- и _-карт были рассчитаны центральная линия (CL), верхняя контрольная граница (UCL) и нижняя контрольная граница (LCL) [3]. _- и _-контрольные карты приведены на рисунках 1 и 2.

CL = 6,21 ∙ 10^-4



Результаты анализа построенных _- и s-контрольных карт показали отсутствие выхода значений измеренных концентраций ферроцианида калия за нижнюю и верхнюю контрольные границы. Иными словами, процесс находится в состоянии А, то есть стабилен и по разбросу, и по положению среднего. Таким образом, технологический процесс статистически управляем, так как ни одна из точек не выходит за границы регулирования и на контрольной карте отсутствуют тренды.

Рисунок 2 – _-контрольная карта, построенная по экспериментальным данным

литература

1. Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств: ТР ТС 029/2012. – Введ. 01.07.2013. – Совет Евразийской экономической комиссии, 2012. – 310 с.

2. Соль поваренная пищевая. Общие технические условия: ГОСТ 13830–97. – Введ. 01.06.2000. – Госстандарт Республики Беларусь, 1999. – 20 с.

3. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа: РМГ 61–2010. – Москва: Стандартинформ, 2012. – 63 с.

УДК 664.31

Cтуд. Д. С. Дылюк

Науч. рук. доц. З. Е. Егорова

(кафедра физико-химических методов сертификации продукции, БГТУ)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ВЕСОМОСТИ
ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ТОЧНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МАСЛА РАПСОВОГО

Рапсовое масло занимает третье место в мировом производстве, после соевого и хлопкового. Неоднозначность свойств масла рапсового, а также широта его применения приводит к необходимости ужесточения контроля его физико-химических показателей.

На результат исследования любого объекта различными методами влияет множество факторов [1, 2]. Для определения физико-химических показателей рапсового масла используются только стандартные методики выполнения измерений, в которых отсутствуют анализ факторов, влияющих на достоверность результата измерения. Также для рапсового масла отсутствуют методики расчета неопределенности измерений, таким образом, данная работа очень важна, так как коэффициенты весомости показывают вклад влияющих факторов на итоговое значение результата измерений.

Таким образом, целью данной работы является определение коэффициентов весомости факторов, влияющих на точность результатов измерения физико-химических показателей масла рапсового.

Итак, объектом исследования были образцы масла рапсового дезодорированного марки «П» различных производителей Беларуси. В качестве исследуемых показателей были выбраны: кислотное, перекисное и йодное числа, а также массовая доля неомыляемых и фосфорсодержащих веществ, так как данные показатели характеризуют наличие неустойчивых, способных к окислению веществ масла, а также посторонних примесей. Кислотное, йодное и перекисное числа определяли титриметрическим методом с визуальной индикацией, а массовую долю неомыляемых и фосфорсодержащих веществ – гравиметрическим методом.

В результате проведенных исследований были установлены основные факторы, влияющие на точность измерений физико-химических показателей масла рапсового, и определены их коэффициенты весомости, численные значения которых приведены в таблицах 1–5.

Согласно представленным данным (таблица 1), влияющими факторами являются масса навески масла, объем титранта, пошедший на титрование масла, и поправочный коэффициент к титру гидроокиси натрия. Наибольшее значение имеет коэффициент весомости объема титранта, пошедшего на титрование масла. Из таблиц 2 и 3 видно, что влияющими факторами являются масса навески масла, объем титранта пошедший на титрование в основном и контрольном опытах и поправочный коэффициент к титру тиосульфата натрия. Наибольшее значение имеет коэффициент весомости поправки к титру, который более чем в 60 раз больше остальных коэффициентов.