Способ количественного определения нитратов в пищевых продуктах

пять раз меньших .количеств веществиз продукта, не задержанных активиро".ванным углем, так как аликвота экстракта при нитровании по предлагаемому,методу соответствует 0,02 г образцавместо 0,1 г - в известном способе.При этом относительная концентрация.основного мешающего однозначному нит- .рованию бензола аниона хлорида (побочное образование хлористого иитрозила) снижается в 2,5 раза по сравнению с известным способом, т.е. имеется в виду не уменьшение относительнойконцентрации ИО и С 1 , которые неменяются при разбавлении, а снижениеабсолютной концентрации хлорида.Существенным приемом является введение в реакционную смесь после нит, рования и перед количественным определением методом газожидкостной хроматографии (ГИХ) внутреннего стандарта, в качестве которого впервые использован 2-нитротолуол,2-Нитротолуол наиболее близок копределяемому веществу нитробензолупо хроматографической подвижности(относитепьное удерживание на хроматографической колонке составляет Т1 44) нитробензол и 2-нитНТ ГНБротолуол близки по структуре и даютаналогичный по величине сигнал в детекторе электронного захвата при ГЖХ.Способ осуществляют следующим образом, 35Выделяют нитраты из пищевых нродуктов путем встряхивания измельченной навески пробы в дистиллированнойводе. Осуществляют очистку экстрактапропусканием его через колонку, со 40держащую смесь уголь - целит, и нитрование бензола нитратами разбавленной в 2,5"5 раэ аликвоты элюата вприсутствии сернойкислоты. К реакционной смеси добавляют внутреннийстандарт 2-НТ и проводят количественное определение с помощью ГЖХ с детектором электронного захвата.В качестве основного стандартногораствора нитрата используют эталонный 50раствор нитрата калия с концентрацией1 в 10 моль/л. Для проведения ГЯХ используют эталонные растворы в гексане нитробензола (НБ) с концентрацией0,5 мкг/мкл и 2-НТ с концентрациями 550,5 мкг/мкл (1) и 0,05 мкг/мкл (11),а также калибровочный раствор смесиЯВ и 2-НТ, который предназначен для определения калибровочного коэффициента НБ по внутреннему стандарту 2- НТ. Для установления точных концентраций эталонных растворов измеряют их оптическую плотность при длинах волн 330 и 257 нм соответственно. Готовят рабочий калибровочный раствор с концентрацией НБ и 2-НТ по 2 нг/мкл.Для определений калибровочного коэфФициента (К) НБ по 2-НТ в газовый хроматограф вводят 1-2 мкл калибро-вочного раствора. Условия хроматограФического анализа на газовом хроматографе с детектором электронного захвата следующие: стеклянная колонка 2 м х 0,3 см; жидкая Фаза - ЗЖ температура колонки 110 аС; температура исопарителя 200 С," температура детектора 230 С; скорость газа-носителя (азота)аподбирают, исходя из времени выхода растворителя (бензола) порядка 20 с; скорость газа продувки детектора 50- 100 мл/мин. В описанных условиях время выхода НБ составляет 2,5 - 3,5 мин, а время выхода 2-НТ - 3,7 - 5 мин. Критерием идентификации пика НБ является совпадение его относительного приведенного времени удерживания по внутреннему стандарту 2-НТ,определяе-мому по формуле тН Т - тНЪгде Т- относительное приведенноевремя удерживания НБ,Тих - время выхода НБ;Тяг - время выхода 2-НТ;Т- время выхода растворителя,Т цля НБ на жидкой фазе ОУ отио при температуре колонки 110 С составляет величину порядка 0,62-0,68 и определяется экспериментально. Калибровочный коэффициент К определяют по формуле где Ь - высота пика внутреннегостандарта 2-НТ, мм;Ь- высота пика НБ, мм.Проверку калибровочного коэффициента проводят перед началом работы и после каждых пяти анализов образца.Перед ГНХ определением в анализируемую пробу первоначально добавляют 1 О мкл эталонного раствора НТ, что соответствует 0,5 мкг 2-ЯТ. Если при этом высота пика ЯБ в 3 и более раз16494 26 промывают 10 мл бидистиллиронанной,.воды. Из 50 мл объединенного элюатаотбирают 0,2 ил, добавляют 0,3 мл бидистиллированной воды, 3 мл перегнанного бензола, 3 мл концентрированнойсерной кислоты н осторожно встряхивают 10 мин, поддерживая с помощью песчаной бани температуру50-60 С, по необходимости открываяпробку для выравнивания давления.После охлаждения в реакционную смесьдобавляют 10 мкл эталонного раствора2-НТ (1) что соответствует 5 мкг2 тПТ. После встряхивания и разделенияслоев декантируют 1,5 мл верхнего бензольного слоя в пробирку, содержащую1 мл дистиллированной воды (для удаления остатков следов серной кислоты 20 из бензольного слоя),В газовый хромато"гра 4 вводят 0,2; 0,5 и 1 мкл верхне-:го бензольного раствора.Расчет количества нитратов, вносимых с реактивами:25и лЮ, 12ш =05 К -- тп =05 к 4ф 1 нт60нт.х 0,5 = 0,11 мкг,Расчет концентрации нитратов в 1 ЗО пробе;при вколе 0,2 мкл Определение ш,проводят для каждойновой партии серной кислоты, бидистиллированноц воды и бензола,Предел обнаружения метода составляет 0,2 мг/кг при относительном стандартном отклонении 0,02-0,10; степеньизвлечения добавленного к образцу нитрата 67-907,П р и м е р 1, К 5 г измельченнойна терке пробы картофеля (предельнодопустимая концентрация (ЩК) нитратов в картофеле 80 мг/кг) добавляют25 мп бидистиллированной воды и пере" 45мешивают в течение 30 мин на аппарате для встряхивания . Лекантированныйраствор пропускают через колонку(1,2 к 15 см), содержащую 1 см смесиуголь - целит (2:1) - нижний слой и500,5 см целита - верхний слой, предварительно промытую 1 О мп бидистиллированной воды. Для увеличения скорости тока жидкости можно использовать вакуум всдоструйного насоса(15 мм рт.ст.) . Остаток пробы промы-,вают бидистиллированной водой (Зк 5 мл)и промывные воды также пропускают через колонку, которую окончательно 35 = 50 (О 5 кг 4 х - х 5 - 0 11)=86 211219 упри вколе 0,5 мкл мкг,превышает вьк оту пика внутреннего стандарта, то по хроматограмие приблизительно оценивают концентрацию нитрата в пробе и затем повторяют анализ с другой аликвотой (О, 1 мл) экстракта пробы. При этом увеличивают количество внутреннего стандарта в соответствии с табл, 1.Результаты определения нитратов представлены в табл.На хроматограмме измеряют высоты пиков НБ и 2-.НТ. Расчет концентрации нитрата проводят о Формуле С=50(05 К --- т - и)"нйУЬ НтНт где С - концентрация нитрата в пробе,мг/кг,ш н - масса внутреннего стандарта,Нгдобавленного в пробу, мкг;,ш, - масса нитрата, вносимого сприменяемыми реактивами, мкг.Массу нитрата, вносимого с используемыми реактивами (ш ), определяют согласно основной схеме, только вместо экстракта анализируют бидистиллированнув воду. Расчет проводят по Фор- муле и ий ш =05- - " - Кщ ф Ь нт нт= 86,6 мкг.Относительное стандартное отклонение при последовательных вводах в хроматограЬ составило 0,03.П р и м е р 1 а. Определение содержания нитратов в капусте по предложенному способу,Пять навесок по 10 г капусты, измельченной в мясорубке, помещают в 5 конических колб на 250 мл, добавляют по 50 мл бидистиллированной (над щелочью) воды и перемешивают на аппарате для встряхивания, Декантированные растворы пропускают через 5 коло нок (1,2 к 15 см), содержащих 2 смф.г смеси уголь - целит (2:1) - нижние слои и О, 5 см целита - верхние слои, предварительно промытые 10 мл бидистнллированной воды (над щелочью), с использованием ваку 5 ума водоструйного насоса. Остатки проб промывают бидистиллированнои водой (Зх 10 мл) и промывные воды также пропускают через колонки, которые окончательно промывают 20 мл бидистиллированной воды. Из 100 мл объединенных элюатов отбирают по 0,2 мл и далее иитрование и анализ проводят согласно примеру 1. Для получения до стоверных количественных результатов в газовый хроматограф вводят произвольный объем бензольных растворов (около О, 1 мкл), контролируя лишь отклонение пера самописца, которое не должно превьппать полной его шкалы.Полученные результаты представлены в табл. 2. тп == 495,0 20 Количество нитрата, вносимого среактивами а = 0,15 мкг.25П р и м е р 2. Определение Фонового содержания нитратов по предложенному методу при использовании обычной дистиллированной воды,Определяют фоновое содержание нитратов лри использовании двух партийдистиллированной воды, осуществляянитрование бензола согласно примеру 1,однако вместо 0,2 мл экстракта и0,3 мл бидистиллированной воды в реакционную смесь добавляют 0,5 мл дистиллированной воды: 35 40 ш 0,74 мкгСтепень извлечения ЯО=368 3-211 0А- -- и - 100 = 52 4%100ф О45 П р и м е р Зв. Определение содержания нитратов в пробах капустыбез добавки и с добавкой нитратовсогласно примеру 1, однако из 50 млобъединенного экстракта отбирают0,5 мл. Расчет проводят по формулеЬ мС20 (0,5 К - "ф- тп - пт ),Получают: 20 5 . ф ф ф 48 ф ф ш О 516 -- 05 0 17 мкг" У) й 17 й тп для воды 0,51,4 20 0,5 =270,47 мкг.Таким образом, Фоновое количество нитратов, вводимых с водой и кислотой, при использовании бидистиллированной воды (над щелочью) значительно ниже (0,11 мкг, пример 1).Определение оптимального объема пробы (0,2 мл)П р и и е р ЗаОпределяют содержание нитратов в пробе капусты (измельченной на мясорубке) согласно примеру 1. Получают: п 40 - 0 14)25135- 289, 3 мг /кг,В другую навеску измельченной капусты (5 г) вносят добавку нитрата в количестве 300 мг/кг (ПДК нитратов в капусте 300 мг/кг), что соответст- . вует 15 мкл рабочего стандартного раствора нитрата или 1,5 мг нитрата в пересчете на ИО. Экстракцию и очистку экстракта проводят согласно примеру 1. Получают: 0,14 мкг,50 (О 51 б -- -40 - 0 14) =321021мг/кг. Степень извлечения НО составила С-С 495 0-289 3--- -к 100% = -- -" - - - -Х 100 =300 " 300= 68,6%.П р и м е р Зб. Определяют содержание нитратов в пробах капусты беэ добавки и с добавкой нитратов согласно примеру 1, однако из 50 мл объединенного экстракта для анализа отбирают 0,3 мл. Расчет проводят по следующей Форцуле; С = 33 3 (О 5 К -- - ш - тп )Ь к 6У Ф Нтпт33, 3 (Оь 511,6-63-10 - О, 14) щ51211,0 мг/кг (концентрация нитратовпробе без добавки нитратов);10тп = 0 5 к б - пО 5 = 0 14 мкгдт29УС = 33,3 (0,5 к,бх - к 40 - 0,14) =33368,3 мг/кг.где М Р А количество нитрат-ионов по калибровочному графику, нгк объем бензольного экстракта, объем водного экстракта, мл объем вводимой в испаритель хр ома тографа пр об ы, мкл;навеска продукта, г;объем аликвоты водного экстракта, мл; 55 концентрация нитратов, обуславлинаемая фоновым содержа-,нием в реактивах, мг/кг. в пробе без добавки нитратов);С = 20 (О 5 х 1 6 х- - к 40 - 0 17)57115Э = 297,1 мг/кг (концентрация нитратов 5 в пробе с добавкой нитратов) .Степень извлечения КО297 1-174 1д д к 100 = 41%.300Из примеров За, б, в следует, что 10 разбавление пробы при нитровании в 2,5 раза снижает потери нитратов в анализе.П р и м е р 4, Определение содержания в пищевых продуктах по известному способу.К 10 г измельченной пробы картофеля добавляют 100 мп дистиллированной воды и перемевивают в течение 30 мин на аппарате для встряхивания. Раствор фильтруют через вату. Отбирают 1 мл фильтрата, добавляют 3 мп бензола, 3 мл концентрированной серной кислоты и осторожно встряхивают 10 мин, периодически открывая пробирку для выравнивания давления. После расслоения органический слой декантируют и н испаритель хроматографа последовательно трижды вводят 1 мкл бензольного раствора. Для расчета концентрации используют метод абсолютной калибровки, который предусматривает получение калибровочной характеристики по стандартному раствору НБ, Определение содержания нитратов по известному способу представлено в табл. 3.Относительное стандартное отклонение при получении точек калибровочной кривой составило 0,19 - 0,25.Расчет концентрации нитратов в пробе картофеля (пример 4) проводят по формулеИкРкУЗк РФАС45Для определения фоновой концентрации нитратов (С) проводят анализ, заменяя экстра кт пр одукта дистиллированной водой.Получают: С -- 8,4 мг/кгпв 1 4 к 3 к 100 5 к 10 к 1 6 6 кЗ к 100- 8,4 = 31,2+ 1 5 х 10 к 18 л 4 = 60,6 мг/кг. Степень извлечения МО З составилаС-С 60 6-31 2- "-х 100% = д - д-"- к 10080 80= 36,8% (в сравнении с предлагаемымспособом 68,6%, пример За) .П р и м е р 4 а. Определение содержания нитратов в капусте по известному способу,Экстракцию и анализ повторяют пятьраз с навесками по 1 О г измельченнойкапусты из примера 1 а согласно примеру 4. В испаритель хроматографа вводят по 1 мкл исследуемых растворов,Результаты представлены в табл, 4,Такил. образом, применяемые приемы: очистка экстракта на активированном угле, его разбавление и проведение реакции нитрования в стандартизированных температурьлых условиях - приводят к поньппению точности и воспроизводимости результатов (относительное стандартное отклонение 0,074 в сравнении с 0,30 в известном способе).Опыты, подтнерждаюцие повьппение воспроизводимости предлагаемого метода при использовании внутреннего стандарта: а) в хроматограф вводят по Относительное сталщартное отклонение при последовательных вводах проб в хроматограф составило О, 18 (в сравнении с 0,03 в примере 1).В другую навеску измельченного: картофеля (10 г) вносят добавку нитрата в количестве 80 мг/кг (ПДК нитратов в картофеле 80 мг/кг), что соответствует 4 мкл рабочего стандартного раствора нитрата с концентрацией 1 У 10 з моль/л или 0,8 мг МО . Экстракцию и очистку экстракта проводят согласно примеру 4. Получают:12 1649426 1 Икл стандартного раствора, содержащего 0,15 нг нитробензола.Полученные результаты представле" ны в табл. 5.5б) в хроматограф вводят 0,1-0,3 мкл. смеси НБ:НТ в массовом соотношении 1,5:1,7. Расчет количества НБ в смеси проводят на основе калибровочного коэффициента НБ по НТ. 10Полученные результаты представлены в табл. 6. 15Способ количественного определения нитратов в пищевых продуктах, вклю-, чающий экстракцию нитратов из образца водой, нитрование бензола в присутствии серной кислоты с последующим 20 определением нитробензола методом газожидкостной хроматографии с детектором электронного захвата, о т л и -Таблица 1 Концентрация эталонного раствора внутреннегостандарта, мг/мл Ориентир овочная конОбъем добавляемого раствора внутреннегостандарта,мкл Масса добавленного центрациянитрата впробе,мг/кг внутреннего стандарта 2-Н 1мкг 0,05 (11) 0,5 (1) 0 5 (1) 0,5 1) 20 -40 40 - 100 100 - 200 Более 20040 10 20 10 40 Таблица 2 Опыт Калибр, Кол-ва ИОу, Высота Высота Содерж. коэффи- вносимые в пика НБ, пика НТ, ИО, циент реактив., мм мм мг/кг 37 5 43 7 15 102,0 2,6 7,6 0,15 1,4 1,4 105,5 91 4 00,0 О, 15 103 13,4 Формула изобрет ения чающийся тем, что, с цельюповышения точности и воспроизводимости, экстракт очищают на активированном угле, полученный элюат разбавляютв 2,5-5 раз дистиллированной водой,полученной дистилляцией из щелочнойсреды, в .реакционную смесь после витрования вводят 2-нитротолуол, а определение проводят по формуле С = 50 (05 К (Г/1 )ю нт- ш )где С - концентрация нитратов в про-.бе, мг/кг;К - калибровочный коэффициент,"Ь- высота пика нитробензола, мм;Ь " высота пика внутреннего станНтдарта 2-нитротолуола, ммв- масса внутреннего стандарта,добавленного в пробу, мкг,н - масса нитратов, вносимых впробу с применяемыми реактивами, мкг,1649426 Таблица 3 От н осительное стаидартное отклонениеВ скобках указано количество образующегосянитробензола.Таблица 4 Опыт Кол-во МО,по калибров.графику, нг Фоновая концентЗг рация 00, мг/кг Содержание КОмг/кг 130,6 39,2 0,30 1 1 хЗх 100т3 х 1 Ох 1 3,7 100 3 139 5,0 3,2 85 Таблица 5 Ввод Введено, Высота пика г- Х нг НВ, ед. йнтегратора4008, 7 104 13 89 4 0,15 9 688 5 0,15 6 0,15 201 4332 7 0,1 8 0,15 9 0,15 355 62 3108 О,1 Количество ЯО 1, ;нг, взятого нанитрование бензола по способупрототипу 1 (2) 2 (4) 3 (6); Заказ 1518 Тираж 418 ПодписноеВНИИПИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент" г Ужгород . Город, ул. агарина,101 1 0,3 2 0,3 3 0,1 4 0,1 5 0,3 6 0,3 0,648 0,656 Оь 643 0,652