Аннотация
Была изучена возможность применения метода абсорбционной спектрофотометрии для определения тартразина и желтого «солнечный закат» в смеси. Разработаны методики разделения и количественного определения тартразина и желтого «солнечный закат» в составе сладкого газированного напитка. Статистические данные подтверждают точность определения и отсутствие систематической ошибки. Данная методика может быть использована для их определения и в составе фармацевтических композиций.
Ключевые слова: пищевые красители, тартразин, желтый «солнечный закат», количественное определение, спектрофотометрия.
Введение. До недавнего времени использование синтетических пищевых красителей считалось вполне безопасным. Однако исследования последних лет показывают, что использование этих добавок может быть не всегда безопасным [1]. В определенных концентрациях синтетические красители могут оказывать негативное влияние на здоровье человека [2].
Проблема безопасности использования синтетических красителей не может быть проигнорирована еще и потому, что она особенно касается наиболее уязвимой общественной группы - детей. Наиболее частыми проявлениями непереносимости пищевых красителей являются: дерматиты, крапивница, отеки, пищевая аллергия, бронхиальная астма, гиперактивное поведение у детей [3].
Данная группа веществ широко используется в пищевой и фармацевтической промышленности и с каждым годом потребление синтетических красителей увеличивается. В связи с этим необходим контроль количества данных красителей в пищевых продуктах и лекарственных препаратах с целью предотвращения развития побочного влияния красителей на здоровье человека.
Цель исследования. Целью данной работы является разработка методики разделения и последующего количественного определения двух синтетических пищевых азокрасителей - тартразина (Е 102) и желтого «солнечный закат» (Е 110) при совместном присутствии в пищевых продуктах и лекарственных препаратах.
Материалы и методы. В ходе проведения экспериментальных исследований был использован приобретенный в торговой сети сладкий газированный напиток «Смак апельсину» (вкус апельсина) производства ЧП «Чугуевский завод минеральных вод». Исследуемый напиток содержит в своем составе смесь красителей: Е102 (тартразин) и Е110 (желтый «солнечный закат»). В качестве лекарственных средств использовали субстанции и реактивы, соответствующие требованиям Государственной Фармакопеи Украины [4].
Результаты и обсуждение. Для изучения возможности прямого определения красителей в смеси в составе данного напитка были проанализированы абсорбционные спектры растворов красителей в концентрации 0,01 мг/мл и дегазигованный напиток (рис. 1).
Абсорбционный спектр испытуемого раствора тартразина характеризуется интенсивной полосой поглощения с широким максимумом при 426-430 нм. В области 430-510 нм наблюдается достаточно быстрый плавный спад оптической плотности и при 515 нм вещество практически прекращает поглощать видимый свет.
Абсорбционный спектр исследуемого водного раствора желтого «солнечный закат» характеризуется интенсивной полосой поглощения с широким максимумом при 480-484 нм. В области 501-506 нм наблюдается перегиб полосы поглощения, что может свидетельствовать о его суммарном характере.
Анализ полученного спектра напитка свидетельствует о том, что определить содержание каждого из красителей методом прямой спектрофотометрии невозможно, поскольку оптическая плотность в максимумах поглощения каждого красителя подвержена взаимному влиянию обоих компонентов (рис. 1); поэтому нами была предпринята попытка разработать методику их разделения.
В аналитической химии и химико-токсикологическом анализе для идентификации и фотометрического определения ряда веществ применяются реакции образования ионных ассоциатов. Ионные ассоциаты представляют собой не полностью диссоциированные солеобразные соединения, образующиеся в результате ассоциации противоположно заряженных ионов. Ранее нами уже было установлено, что пищевые азокрасители, являясь органическими сульфокислотами, способны образовывать ионные ассоциаты с органическими аминами или четвертичными аммониевыми основаниями, в том числе с лекарственными субстанциями [5]. Путем проведения серии экспериментов было установлено, что желтый «солнечный закат» может быть проэкстрагирован из напитка отдельно от тартразина бутанолом в виде ионного ассоциата со скополамином при добавлении аммония сульфата.
Одним из главных требований, которые обуславливают возможность использования спектральных методов для количественного определения вещества, является подчинение абсорбции анализируемого раствора закону Бугера-Ламберта-Бера. С этой целью готовили растворы исследуемых красителей в диапазоне концентраций от 0,001 мг/мл до 0,02 мг/мл и измеряли их оптическую плотность. Показано, что светопоглощение раствора тартразина подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бера в пределах концентраций: 0,0011 мг/мл - 0,0214 мг/мл, а желтого «солнечный закат»: 0,0009мг/мл - 0,0181 мг/мл. Удельный показатель поглощения составляет при этом: для тартразина: от 464 до 496, для желтого «солнечный закат» от 437 до 453.
Методика приготовления исследуемых растворов для количественного определения:
25 мл анализируемого напитка, предварительно интенсивно перемешанного до прекращения выделения пузырьков газа, помещают в делительную воронку, прибавляют 10 мл хлороформа и энергично встряхивают. Хлороформный слой и стойкую эмульсию на границе раздела фаз удаляют - для исключения влияния поверхностно-активных веществ, содержащихся в напитке, на дальнейший анализ красителей.
К водному раствору в делительной воронке прибавляют 0,1 г скополамина гидробромида, 2,5 г аммония сульфата и проводят экстракцию бутанолом по 4,0; 3,0; 2,0 и 1,0 мл, собирая полученные экстракты в мерную колбу на 10,0 мл. Полученный раствор доводят до метки
64бутанолом и измеряют оптическую плотность при длине волны 482 нм по отношению к растворителю (бутанолу).
Оставшийся после экстракции водный слой переносят в мерную колбу на 25,0 мл, доводят до метки водой и измеряют оптическую плотность при длине волны 426 нм по отношению к растворителю (воде).
Параллельно готовят растворы сравнения анализируемых красителей.
0,1 г РСО красителя (точная навеска), помещают в мерную колбу емкостью 100,0 мл, растворяют в воде и доводят объем растворе тем же растворителем до метки. 1,0 мл полученного раствора переносят в мерную колбу емкостью 100,0 мл и доводят водой до метки.
Расчет содержания тартразина в мг на 1 мл напитка проводят по формуле:
Абсорбционный спектр испытуемого раствора тартразина (рис. 2), так же как и спектр стандарта, характеризуется интенсивной длинноволновой полосой поглощения с широким максимумом при длине волны 426-430 нм, которая полностью совпадает с максимумом на спектре раствора РСО тартразина и может быть использована как аналитическая полоса поглощения.
В абсорбционном спектре испытуемого раствора желтого «солнечный закат» также как и в спектре раствора РСО наблюдается две основных полосы поглощения - аналитическая полоса в
65области 477-485 нм и перегиб полосы поглощения при 501-506 нм. Отсутствие серьезных изменений характера спектра в видимом свете позволяет проводить количественное определение методом стандарта, используя в качестве раствора сравнения водный раствор РСО желтого «солнечный закат».
Выводы.
Разработанная методика разделения с последующим спектрофотометрическим определением количественного содержания синтетических пищевых азокрасителей может быть использована в анализе пищевых продуктов и фармацевтических препаратов, которые содержат в своем составе анализируемые красители. Методика не требует особых условий, длительного этапа подготовки пробы, является экспрессной и простой в исполнении.
Литература.
- Титова Н. Д. Выявление аллергических реакций IN VITRO к пищевым красителям у детей с бронхиальной астмой и атопическим дерматитом / Н. Д. Титова // Педиатрия. - 2011. - Т. 90, № 3. - С. 38-43.
- Головачева В. А. Влияние пищевых красителей на развитие болезней почек у детей (клиникоэкспериментальное исследование) / В. А. Головачева // Бюллетень медицинских Интернет- конференций. - 2012. -Т. 2, № 1. - С. 7-14.
- Amin K. A. Effect of food azo dyes tartrazine and carmoisine on biochemical parameters related to renal, hepatic function and oxidative stress biomarkers in young male rats / K. A. Amin, H. A. Hameid, A. H. Elsttar // Food and Chemical Toxicology. - 2010. - Т. 48, №. 10. - С. 2994-2999.
- Державна Фармакопея Украіни: в 3 т. / Державне підприемство «Украінський науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів». - 2-е вид. - Харків: Державне підприемство «Украінський науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів», 2015. - Т. 1. - 1128 с.
- Materiienko А. S. Researching the possibility of formation the ion associates of food azo dye carmoisine (E122) with organic amines / А. S. Materiienko, V. O. Grudko, V. A. Georgiyants, V. A. Khanin // Scripta Scientifica Pharmaceutica. - 2015. - Vol. 2, №. 2. - P. 42-45.