Спосіб кількісного визначення таніну в субстанції, харчових продуктах та косметичних засобах

Реферат: Спосіб кількісного визначення таніну в субстанції, харчових продуктах та косметичних засобах методом прямої потенціометрії з використанням плівкового мембранного іон-селективного електрода на основі електродно-активної речовини, причому як електродно-активну речовину використовують малорозчинний асоціат таніну з сіллю барію і з аніоном 12-молібдофосфатної 3кислоти (РМo12О40 ) загальної формули (Таn-Ва)3(РМо12O40)2. UA 112473 U (54) СПОСІБ КІЛЬКІСНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ТАНІНУ В СУБСТАНЦІЇ, ХАРЧОВИХ ПРОДУКТАХ ТА КОСМЕТИЧНИХ ЗАСОБАХ UA 112473 U UA 112473 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів дослідження та аналізу матеріалів, а саме до кількісного визначення таніну у субстанції, харчових продуктах та косметичних засобах методом прямої потенціометрії з мембранним іонселективним електродом, який може бути використаний в аналітичній хімії. В косметиці таніни застосовуються в дезодорантах, в масках для обличчя, в тональних кремах, в гелях для вмивання для проблемної шкіри - до 2 %; в кремах для жирної та проблемної шкіри - до 1 %; в ранозагоювальних мазях та кремах - до 5 %. Креми на основі таніну призначені для зняття набряклості, подразнення та свербіння, сприяють зниженню больового синдрому та локальних запалень. На здоровій шкірі танін діє як антиперспірант, знижує виділення поту і шкірного жиру. У харчовій промисловості дубильні речовини використовують як барвник, засіб для оцукрювання пива та слабоалкогольних напоїв, як стабілізатор при виробництві концентратів харчових барвників, а також у виробництві соєвого молока та молочних концентратів. У чутливих людей надмірне вживання барвника Е-181- таніну може викликати ураження нирок, печінки, подразнення шлунково-кишкового тракту. При попаданні танінів в організм у надмірних кількостях, дубильні речовини гальмують поглинання мінералів, таких як залізо. Це може призвести до хвороб, пов'язаних з дефіцитом заліза та інших мінералів в організмі. Тому контроль вмісту танінів у промисловій продукції є важливою аналітичною проблемою. Відомий метод кулонометричного титрування за реакцією дубильних речовин із кулонометричним титрантом - гіпоіодит-іонами, які утворюються при диспропорціонуванні електрогенерованного йоду в лужному середовищі [Пат. 2436084 Росія, МПК GO І N33/15. Способ кулонометрического определения содержания дубильных веществ в растительном сырье / Абдуллина С.Г., Агапова Н.М., Хазиев Р.Ш., Зиятдинова Г.К., Будников Г.К.; Казанский государственный медицинский ун-тет. - № 2010113440/15, заявл. 06.04.2010; опубл. 10.12.201 1, Бюл. № 34.— 5 с]. Недоліком методу є складність виконання наявність додаткового обладнання (кулонометра). Відомий також метод визначення вмісту таніну методом кондуктометрії [Пат. 2127878 Росія, МПК G01N31/16. Способ раздельного определения таннина и катехинов (в пересчете на галловую кислоту) в чає. / Коренман Я.И.; Новикова Н.А.; Нифталиев СИ.; Воронежская государственная технологическая академія. - № 97116058/04, заявл. 30.09.1997; опубл. 20.03.1999, Бюл. № 8]. Недоліком цього способу є використання токсичного розчинника (ізобутиловий спирт), а також використання кольорової реакції з Fe (III), продуктом якої є нестійка по забарвленню в часі сполука. Найбільш близьким по технічній суті та отриманому результату до корисної моделі, що заявляється, є спосіб кількісного визначення фенолокислот методом потенціометрії з використанням пластифікованої мембрани плівкового іоноселективного електрода, в якому як активний компонент використовується 3-(4-толілазо)фенілборна кислота. [Назарова И.А., Старушко Н.В., Откидач К.Н., Шведене Н.В., Формановский А.А., Плетнев И.В. Использование гидрофобных производных борной кислоты для ионометрического определения полигидроксисоединений // Вестн. Моск. унта. Сер. 2. Химия. - 2001.- Т.42, № 1]. (Прототип) До недоліків прототипу слід віднести великий час кондиціонування електродів, погіршення електродних характеристик (різке зниження селективності, інтервалу лінійності, меж визначення, часу відгуку) зі зменшенням концентрації електродно-активної речовини (ЕАР) в мембрані, складність пробопідготовки. Задачею корисної моделі є розробка альтернативного способу кількісного визначення таніну в субстанції, харчових продуктах, косметичних та фармацевтичних засобах в присутності допоміжних компонентів без їх попереднього відокремлення методом прямої потенціометрії шляхом використання мембранного іон-селективного електрода оборотного до таніну, який забезпечує підвищення чутливості, селективності та експресності. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому способі кількісного визначення таніну в субстанції, харчових продуктах, косметичних та фармацевтичних засобах методом прямої потенціометрії з використанням пластифікованої плівкової полівінілхлоридної мембрани іон-селективного електрода на основі електродно-активної речовини, згідно з корисною моделлю, як електродно-активну речовину (ЕАР) мембрани використовують малорозчинний 3асоціат Tan-Ва з аніоном 12-молібдофосфатної гетерополікислоти (РМo12О40 ) загальної формули (Таn-Ва)3(РМо12O40)2. Розроблена мембрана для визначення таніну містить полівінілхлорид як матрицю, дибутилфталат як пластифікатор та малорозчинний асоціат катіонної комплексної частки TanВа з 12-молібденофосфатною кислотою (МФК) як ЕАР, яку отримують змішуванням водних 1 UA 112473 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 розчинів таніну, нітрату барію та МФК з подальшим центрифугуванням та висушуванням осаду [Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионселективные электроды.-Л.: Химия, 1980. - 240с]. Мембрана ICE містить у собі полівінілхлорид як матриц, дибутилфталат як пластифікатор, циклогексанон як розчинник та асоціат (Таn-Ва)3(РМо12O40)2 як електродно-активну речовину при наступному співвідношенні в масових %: дибутилфталат 71,35-71,58 полівінілхлорид 27,46-28,04 ЕАР 0,57-0,70. . -4 Перед використанням ICE вимочують в розчині таніну з концентрацією С=1,0 10 моль/л, яка відповідає середині діапазону вмісту визначуваної речовини. Для реєстрації електродних характеристик використовують електрохімічну комірку: AgCl, КСІ(нас) І Визн.роз. | Мембр. | . -4 Танін (1,0 10 М) | KCl(Hac.),AgCl | Ag Залежність електрорушійної сили від логарифму концентрації таніну для мембрани в . -2 . -5 інтервалі концентрацій 1,0 10 -1,0 10 моль/л лінійна, нахил градуювального графіку близький до теоретичного для двозарядного катіону. Отримані експериментальні дані дослідження впливу величини рН на нахил електродної функції та інтервал лінійності визначуваних концентрацій наведені в таблиці 1. Час відгуку для ICE на танін складає 2-3 хв при малих концентраціях і зменшується до 40-50 . -3 . -2 с при високих концентраціях ( 10 - 10 моль/л). Час життя ICE на танін складає 60-65 діб при умові, що електрод зберігають в сухому стані, а за 15-30 хв. до вимірювання вимочують в розчині з концентрацією, яка відповідає середині діапазону вмісту речовини, що визначається. Розроблений ICE з пластифікованою полівінілхлоридною мембраною був використаний для визначення таніну в субстанції, екстрактах лікарської речовини та косметичних засобах методом прямої потенціометрії: Наведені приклади виконання корисної моделі: ПРИКЛАД 1 Визначення таніну в субстанції методом прямої потенціометрії Точну наважку або об'єм зразка з вмістом 15,0-20,0 мг таніну розчиняють в дистильованій воді та переносять в мірну колбу на 25,0 мл, розчин доводять до мітки і кількісно переносять в електрохімічну комірку з системою електродів: ICE (EAP (Таn-Ва)3(РМо12O40)2, мембранний розчинник-пластифікатор - ДБФ) оборотний до органічної катіонної частки Таn-Ва, як індикаторний, і хлоридсрібний як електрод порівняння. За допомогою іономеру 1-130 вимірюють електрорушійну силу і за градуювальним графіком (Фіг.) визначають вміст таніну. На кресленні Графічна залежність потенціалу іон-селективного електрода від логарифма концентрації таніну Е = f(pC) (pH=5.0). Результати прямого потенціометричного визначення таніну в субстанції з використанням розробленого іоноселективного електрода наведені в табл. 2. Для проби, яка містить 17,00 мг таніну, знайдено 17,02+0,11 мг(Р=0,95; n=5). Отримані результати свідчать, що до переваг запропонованої корисної моделі за допомогою прямого потенціометричного визначення таніну в субстанції з використанням розробленого іон. -5 селективного електрода слід віднести високу точність, чутливість ( 10 моль/л), достатню селективність та експресність. ПРИКЛАД 2 Методика прямого потенціометричного визначення вмісту таніну з використанням розробленого ICE була апробована на зразках екстрактів рослинної сировини. Методика потенціометричного визначення вмісту таніну в екстракті кори дуба. Точну наважку кори дуба - 10,0 г переносять в термостійку колбу, добавляють - 100,0 мл дистильованої води та екстрагують на водяній бані 30-35 хв при температурі 90-95 °C. Отриманий екстракт відфільтровують, переносять у мірну колбу на 100,0 мл і доводять до мітки водою. Отриманий розчин при необхідності розводять дистильованою водою та поміщають в електрохімічну комірку з системою електродів: індикаторний - ICE, оборотний до органічної комплексної катіонної частки Таn-Ва та електрод порівняння - хлорид-срібний. За допомогою іономеру вимірюють електрорушійну силу в розчині та визначають кількісний вміст таніну за градуювальним графіком. Результати прямого потенціометричного визначення вмісту таніну в екстракті кори дуба з використанням розробленого іонселективного електрода наведені в табл. 3. Отримані дані (табл. 3) підтверджують правильність результатів визначення таніну у екстракті кори дуба методом прямої потенціометрії та підтверджують відсутність систематичної помилки. ПРИКЛАД 3 2 UA 112473 U 5 10 15 Методика прямого потенціометричного визначення вмісту таніну з використанням розробленого ICE була апробована на зразках косметичної продукції. Методика потенціометричного визначення вмісту таніну в лосьйоні для ополіскування ротової порожнини "Colgate Plax "Кора дуба та ялиця". 1,0 мл лосьйону для ополіскування ротової порожнини переносять в мірну колбу на 100,0 мл та доводять об'єм до мітки дистильованою водою. Від отриманого розчину відбирають аліквоту 25,0 мл і кількісно переносять в електрохімічну комірку з системою електродів: ICE, оборотний до органічної катіонної частки Тап-Ва - індикаторний, і хлорид-срібний - електрод порівняння. За допомогою іономеру вимірюють електрорушійну силу отриманого зразка і за градуювальним графіком визначають кількісний вміст таніну. Результати прямого потенціометричного визначення вмісту таніну в лосьйоні для ополіскування ротової порожнини "Colgate Plax "Кора дуба та ялиця" з використанням розробленого іон-селективного електрода наведені в табл. 4. Отримані дані (табл. 4) підтверджують правильність результатів визначення таніну у лосьйоні для ополіскування ротової порожнини "Colgate Plax "Кора дуба та ялиця" методом прямої потенціометрії та підтверджують відсутність систематичної помилки. Спосіб кількісного визначення таніну в субстанції, косметичних та фармацевтичних засобах, що заявляється з використанням мембрани іон-селективного електроду може бути застосований в хімічній промисловості та аналітичній хімії. Таблиця 1 Залежність електродних характеристик ICE від рН розчину рН Ел. хар-ки 2 S, мB Інтервал лінійності, моль/л 3 4 5 6 8 35 -2 1,0·10 -5 1,0·10 30 -2 1,0·10 -5 1,0·10 31 -2 1,0·10 -5 1,0·10 30 -2 1,0·10 -5 1,0·10 28 -2 1,0·10 -5 1,0·10 40 -2 1,0·10 -5 1,0·10 20 Таблиця 2 Визначення таніну в субстанції методом прямої потенціометрії (n=5, Р=0,95). № п/п 1 2 3 4 5 Маса таніну введена, Маса таніну отримана, m, мг середня m0, мг m, мг 17,05 16,90 17,00 17,08 17,02 16,95 17,10 Метрологічні характеристики Sr=0,01 (х±δ)= 17,02+0,11 Таблиця 3 Визначення таніну в екстракті кори дуба методом прямої потенціометрії (п=5, Р=0,95). Теоретичний вміст № п/п танінів в корі дуба, то, мг 1 2 3 4 5 8-40 Отримані експериментальні результати mтаніну, мг 15,63 15,43 15,40 15,52 15,40 3 IT), МГ середня Метрологічні характеристики 15,48 Sr=0,01 (х±δ)=15,48±0,12 UA 112473 U Таблиця 4 Визначення таніну в лосьйоні для ополіскування ротової порожнини "Colgate Plax "Кора дуба та ялиця" методом прямої потенціометрії (n=5, Р=0,95). Теоретичний вміст Отримані № п/п танінів в лосьйоні, m0, експериментальні m, мг середня мг результати - mтаніну, мг 1 3,08 2 3,13 3 До 20 % 3,08 3,12 4 3,18 5 3,15 Метрологічні характеристики Sr=0,01 (х±δ) 3,12±0,05 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб кількісного визначення таніну в субстанції, харчових продуктах та косметичних засобах методом прямої потенціометрії з використанням плівкового мембранного іон-селективного електрода на основі електродно-активної речовини, який відрізняється тим, що як електродноактивну речовину використовують малорозчинний асоціат таніну з сіллю барію і з аніоном 123молібдофосфатної кислоти (РМo12О40 ) загальної формули (Таn-Ва)3(РМо12O40)2. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4