Спосіб кількісного визначення харчової добавки тіабендазолу (е-233) в субстанції та харчових продуктах

Реферат: Спосіб кількісного визначення харчової добавки тіабендазолу (Е-233) в субстанції та харчових продуктах включає метод прямої потенціометрії з використанням плівкового мембранного іоноселективного електрода на основі електродноактивної речовини. Як електродноактивну речовину використовують малорозчинний асоціат тіабендазолу з аніоном 123молібденофосфатної кислоти (РМо12O40 ) загальної формули (ТВZН2)3(РМо12O40)2. UA 83032 U (12) UA 83032 U UA 83032 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 нітрогенвмісної харчової добавки, зокрема тіабендазолу (Е-233), в субстанції та харчових продуктах методом прямої потенціометрії з використанням мембранного іоноселективного електрода, який може бути використаний в аналітичній хімії. Тіабендазол може використовуватися, як поверхневий консервант для обробки овочів та фруктів, який перешкоджає розвиток цвілі, захищаючи цитрусові від пошкоджень, а також покращує вид продуктів при довгому зберіганні або при транспортуванні. Відомо, що допустимий залишковий вміст тіабендазолу складає від 3 до 6 мг на 1 кг фруктів. Плодова або овочева продукція обробляється емульсійним розчином тіабендазолу з концентрацією останнього в межах 0,10-0,45 %. Частина залишку тіабендазолу в межах від 5 до 12 % переходить з поверхні шкірки цитрусових в їх м'якоть, а частина (7-14 %) потрапляє на шкіру рук. Залишки тіабендазолу добре видаляються як в теплій, так і в холодній воді [Сарафанова Л.А. Применение пищевых добавок. Технические рекомендации. - СПб.: ГИОРД, 1999.-80 с.; Нечаев А.П., Кочеткова А.А., Зайцев А.Н. Пищевые добавки. - М.: Колос, КолосПресс.-2002.-256 с.]. Відомий спосіб кількісного визначення тіабендазолу в харчовій продукції методом тонкошарової хроматографії, який забезпечує вилучення тіабендазолу із фруктів етилацетатом з послідуючим визначенням його методом тонкошарової хроматографії. Межа виявлення в пробі: в УФ- світлі - 1 мкг; реактивом Драгендорфа - 2 мкг. Межа виявлення в об'єктах на УФ пластинках - 0,07 мг/кг, реактивом Драгендорфа - 0,14 мг/кг. Відомий спосіб визначення тіабендазолу в харчовій продукції методом високоефективної рідинної хроматографії (ВЕРХ), що включає екстракцію фруктів протягом 3 хвилин та промивку залишку в метанолі. Потім у фільтрат додають розчин внутрішнього стандарту. Колонка: Hypersil RP 8. Рухлива фаза: метанол/0,28 % розчин NH3 у воді (60:40). Швидкість протоки: 0,9 мл/хв. Об'єм, що вводиться - 50 мкл [M. Koeniger, R.P. WalInoefer, "Untersuchung ueber das Verhalten von Thiabendazol bei Bananen", Deutsche Lebcnnmittel Rundschau, 89/12 (1993). - Р. 384]. Відомий спосіб ВЕРХ одночасного визначення залишків імазалілу (І) і тіабендазолу (II) в динях. Проби екстрагують етилацетатом з подальшим очищенням і відділенням аналіту від супутніх домішок. Хроматографують на колонці Inertsil C8-3 з використанням рухомої фази суміші (75:25) ацетонітрил-вода. Межі визначення дорівнюють 0,70 нг для І і 1,53 нг для II з відносним стандартним відхиленням в межах 0,015-0,042 [Одновременное определение имазалила и тиабендазола в мускусных дынях методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Fenxi huaxue=Chin. J. // Anal. Chem.-2004. - V 32, № 3. - P. 329-331]. Відомий спосіб визначення тіабендазолу в цитрусових фруктах методом капілярної електрохроматографії з використанням нерухомої фази у вигляді молекулярного полімеру [Cacho Carmen, Schweitz Leif, Turiel Esther, Perez-Conde Concepcion. Molecularly imprinted capillary electrochromatography for selective determination of thiabendazole in citrus samples. // J. Chromatogr A.-2008.-1179, № 2. - P. 216-223]. Відомий спосіб визначення залишків трьох пестицидів (беноміл, карбендазим і тіабендазол) в концентраті яблучного соку. Пробу соку розводять водою, нагрівають до 80 °C для повного перетворення беномілу в карбендазим, виділяють аналіти твердофазовою екстракцією і аналізують екстракт методом рідинної хроматографії. Використовують колонку LC-SCX (4,6×250 мм; 5 мкм), екстрагують (1,0 мл/хв) сумішшю ацетонітрилу та 0,1 М розчину КН 2РО4 рН 2,5 (30:70) та детектують фотометрично. Градуювальні графіки лінійні в інтервалі 0,02-2,0 мг/л. Межі виявлення складають 0,004 мг/кг [Не Qiang, Kong Xianghong, Zhao Jie, Li Jianhua, Yue Aishan, Zhang Ying. Определение беномила, карбендазима и тиабендазола в концентрате яблочного сока при использовании твердофазной экстракции в сочетании с ионообменной хроматографией. //J. Chromatogr.-2008. - V 26, № 5, - Р. 563-567]. Недоліками хроматографічних способів кількісного визначення харчової добавки тіабендазолу (Е-233) в харчових продуктах є складність та тривалість етапів пробопідготовки, що збільшує час проведення аналізу, використання токсичних та летких речовин, дороговизна обладнання, а також неможливість використання даних способів для аналізу в звичайних лабораторних умовах. Найбільш близьким по технічній суті та результату, що досягається, до корисної моделі, що заявляється, є спосіб кількісного визначення нітрогенвмісних фармацевтичних препаратів методом потенціометрії з використанням пластифікованої мембрани плівкового іоноселективного електрода, в якому як електродно-активна речовина (ЕАР) використовується їх іонний асоціат з дифенілоксіоцтовою кислотою (ДФОО). [Гранжан А.В., Чарыков А.К. Потенциометрическое определение некоторых азотсодержащих фармацевтических препаратов 1 UA 83032 U 5 10 15 20 25 30 35 с помощью пленочных электродов // Ж. аналит. химии.-1992. - Т.47, № 10-11. - С. 1910-1914]. (Найближчий аналог) До недоліків прототипу слід віднести великий час відгуку електрода (180-240 с), різке зниження селективності, інтервалу лінійності, границь визначення та часу відгуку зі зменшенням концентрації ЕАР в мембрані, що пов'язано з недостатньою стійкістю нітрогенвмісних сполук з органічними реагентами-протиіонами. В основу корисної моделі поставлено задачу розробки способу кількісного визначення харчової добавки тіабендазолу (Е-233) в субстанції та харчових продуктах методом прямої потенціометрії шляхом використання мембранного іоноселективного електрода оборотного до органічного катіону тіабендазолу, який забезпечує підвищення чутливості, селективності та експресності. Поставлена задача вирішується тим, що в відомому способі кількісного визначення харчової добавки тіабендазолу (Е-233) в субстанції та харчових продуктах методом прямої потенціометрії з використанням пластифікованої плівкової полівінілхлоридної мембрани іоноселективного електрода на основі електродноактивної речовини, згідно з корисною моделлю, як електродноактивна речовина мембрана містить малорозчинний асоціат TBZ з 3аніоном 12-молібдофосфатної гетерополікислоти (РМо12O40 ) загальної формули (ТВZН2)3(РМо12O40)2. Використана мембрана для визначення тіабендазолу (TBZ) містить полівінілхлорид як матрицю, трикрезилфосфат як пластифікатор та малорозчинний асоціат (І) тіабендазолу з 12молібденофосфатною кислотою (МФК) як електродно-активну речовину (ЕАР), яку отримують змішуванням водних розчинів тіабендазолу та МФК з подальшим центрифугуванням та висушуванням осаду [Никольский Б.П., Матерова Е.А. Ионоселективные электроды. - Л.: Химия, 1980.-240 с.]. Для отримання мембрани ICE беруть 0,4500 г полівінілхлориду, 1,1 мл (1,1500 г) трикрезилфосфат і розчиняють в 4,5 мл циклогексанону при температурі 40 °C і безперервному перемішуванні. В отриманий розчин вносять наважку 0,0100 г ЕАР. Після повного розчинення компонентів суміші, її переносять в чашку Петрі (діаметр 55 мм). Після повного випаровування ЦГ з суміші під витяжною шафою (3-4 доби) отримували прозору, слабко-коричневого забарвлення еластичну плівку пластифікованої полівінілхлоридної мембрани. Перед використанням ICE вимочують в розчині тіабендазолу з концентрацією, яка відповідає середині діапазону вмісту речовини, що визначається. Для реєстрації електродних характеристик використовують електрохімічну комірку: -3 |AgCl, КСl (нас.) | Визн. роз. | Мембр. | TBZ (10 M) | KCl (нac.), AgCl | Ag Залежність електрорушійної сили від логарифму концентрації тіабендазолу для мембрани в -2 -5 інтервалі концентрацій 1·10 -1·10 моль/л лінійна, нахил градуювального графіку близький до теоретичного для двозарядного катіону. Результати впливу величини рН на нахил електродної функції та інтервал лінійності визначуваних концентрацій наведені в таблиці 1. 40 Таблиця 1 Залежність електродних характеристик ICE від рН розчину рН Ел. хар-ки S, мB Інтервал лінійності, моль/л 45 50 2 3 4 5 6 7 40 -2 1,0·10 -5 7,0·10 26 -2 1,0·10 -5 1,1·10 30 -2 1,0·10 -5 1,0·10 20 -2 1,0·10 -4 1,0·10 11 -2 1,0·10 -5 1,2·10 28 -2 1,0·10 -4 1,0·10 Час відгуку для ICE на TBZ складає 2-3 хв. при малих концентраціях і зменшується до 40-50 -3 -2 с при високих концентраціях (10 - 10 моль/л). Стабільність і відтворюваність результатів показників ICE з часом не змінюються більше як ± (1,5-2,5) мВ/добу. Час життя ICE на TBZ 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, чутливий до органічного катіона тіабендазолу з пластифікованою полівінілхлоридною мембраною був використаний для визначення тіабендазолу в субстанції та харчових продуктах методом прямої потенціометрії: 2 UA 83032 U 5 10 Наведені приклади виконання засобу: Приклад 1 Визначення харчової добавки Е-233 (тіабендазол) в субстанції методом прямої потенціометрії Точну наважку або об'єм зразка з вмістом 5,0-10,0 мг тіабендазолу розчиняють в дистильованій воді та доводять рН отриманого розчину до 4,0, переносять в мірну колбу на 25 мл, розчин доводять до мітки водою і кількісно переносять в електрохімічну комірку з системою електродів: ICE (ЕАР - (TBZH2)3(PMo12O40)2, мембранний розчинник-пластифікатор - ТКФ) оборотний до органічного катіону тіабендазолу як індикаторний, і хлоридсрібний - як електрод порівняння. За допомогою іономеру ЕВ-74 вимірюють електрорушійну силу і за градуювальним графіком визначають вміст тіабендазолу. Результати прямого потенціометричного визначення органічного катіону тіабендазолу в субстанції харчової добавки Е-233 з використанням розробленого іоноселективного електрода наведені в табл. 2. Для проби, яка містить 5,00 мг тіабендазолу, знайдено 5,07±0,04 мг (Р=0,95; n=7). 15 Таблиця 2 Визначення тіабендазолу в субстанції харчової добавки Е-233 методом прямої потенціометрії (n=7, Р=0,95). № п/п 1 2 3 4 5 6 7 20 25 30 Маса тіабендазолу введена, m0, мг 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 Маса тіабендазолу отримана, m, мг 5,03 5,03 5,08 5,11 5,11 5,02 5,13 m, мг середня Метрологічні характеристики 5,07 Sr=0,01 (х±δ)=5,07±0,04 Отримані результати свідчать, що до переваг пропонованої корисної моделі за допомогою прямого потенціометричного визначення тіабендазолу в субстанції харчової добавки Е-233 з використанням розробленого іоноселективного електрода слід віднести високу точність, -5 чутливість (10 моль/л), достатню селективність та експресність. Приклад 2 Методика прямого потенціометричного визначення вмісту тіабендазолу з використанням розробленого ICE була апробована на зразках харчової продукції. Методика потенціометричного визначення вмісту тіабендазолу в кірці апельсина Подрібнену за допомогою ножа кірку апельсина поміщають в стакан та заливають розчином тіабендазолу, яка далі відстоюється протягом доби. Потім отриманий розчин відфільтровують через паперовий фільтр. В отриманому розчині підтримують рН=4,0. Приготований розчин кількісно переносять в електрохімічну комірку з системою електродів: ICE, оборотний до ОК тіабендазолу, як індикаторний, і хлорсрібний - як електрод порівняння. За допомогою іономеру ЕВ-74 вимірюють електрорушійну силу і за градуювальним графіком визначають вміст тіабендазолу. Результати прямого потенціометричного визначення вмісту тіабендазолу в шкірці апельсина з використанням розробленого іоноселективного електрода наведені в табл. 3. Для проби, яка містить 8,05 мг тіабендазолу, знайдено 8,00±0,06 мг (Р=0,95; n=7). 3 UA 83032 U Таблиця 3 Визначення тіабендазолу в кірці апельсину методом прямої потенціометрії (n=7, Р=0,95) № п/п 1 2 3 4 5 6 7 5 Маса тіабендазолу введена, m0, мг 8,05 8,05 8,05 8,05 8,05 8,05 8,05 Маса тіабендазолу отримана, m, мг 8,05 7,89 7,97 7,97 8,05 8,05 8,05 m, мг середня Метрологічні характеристики 8,00 Sr=0,01 (х±δ)=8,00±0,06 Отримані дані (табл. 3) підтверджують правильність результатів визначення тіабендазолу у кірці апельсина методом прямої потенціометрії та відсутність систематичної помилки. Спосіб кількісного визначення харчової добавки тіабендазолу (Е-233) в субстанції та харчових продуктах, що заявляється, з використанням мембрани іоноселективного електрода може бути застосований в хімічній промисловості та аналітичної хімії. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб кількісного визначення харчової добавки тіабендазолу (Е-233) в субстанції та харчових продуктах методом прямої потенціометрії з використанням плівкового мембранного іоноселективного електрода на основі електродноактивної речовини, який відрізняється тим, що як електродноактивну речовину використовують малорозчинний асоціат тіабендазолу з 3аніоном 12-молібденофосфатної кислоти (РМо12O40 ) загальної формули (ТВZН2)3(РМо12O40)2. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4