Определение щавелевой кислоты в чае методом ионной хроматографии с кондуктометрическим детектированием лыжова А. И., Юсенко Е. В., Полынцева Е. А. научный руководитель канд хим наук Калякина О. П

Скачать 103.31 Kb.

Название	Определение щавелевой кислоты в чае методом ионной хроматографии с кондуктометрическим детектированием лыжова А. И., Юсенко Е. В., Полынцева Е. А. научный руководитель канд хим наук Калякина О. П
Дата публикации	23.07.2013
Размер	103.31 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > География > Документы

УДК 543.544.14
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЩАВЕЛЕВОЙ КИСЛОТЫ В ЧАЕ МЕТОДОМ ИОННОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С КОНДУКТОМЕТРИЧЕСКИМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ

Лыжова А.И., Юсенко Е. В., Полынцева Е.А.

научный руководитель канд. хим. наук Калякина О.П.

Сибирский федеральный университет

Центр коллективного пользования «Наукоемкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов, и минерального сырь» СФУ

Проведено определение оксалат-ионов в присутствии некоторых неорганических анионов в чае методом двухколоночной ионной хроматографии на высокоэффективном жидкостном хроматографе LC-20 Prominence (Shimadzu) с кондуктометрическим детектором.

Щавелевая кислота содержится во многих продуктах и напитках, таких как щавель, шпинат, темный шоколад и др. Среди напитков со значительным количеством оксалатов выделяют чай, который по потреблению является вторым напитком в мире после воды. Роль щавелевой кислоты в организме человека весьма значительна, поскольку ее соединения являются ответственными за стабильность биологических мембран, но ее избыток образует нерастворимые соли кальция и магния, формирующие почечные камни. Поэтому целью работы была разработка методики для определения щавелевой кислоты в объектах сложного состава, в частности, в чае методом ионной хроматографии.

Экспериментальная часть

В работе использовали высокоэффективный жидкостной хроматограф LC-20 Prominence (Shimadzu) с кондуктометрическим детектором. Изучена возможность применения для идентификации оксалатов двух хроматографических колонок: 120x5 мм КанК-АСт-14 мкм (элюент: 1,9 мМ Na₂CO₃+2,4 мМ NaHCO₃, скорость потока элюента 1,5 мл/мин) и 250×4 мм Shodex IC SI-90 4E-9 мкм (элюент: 1,8 мМ Na₂CO₃+1,7 мМ NaНCO₃,

скорость подачи 1,0 мл/мин). В обоих системах применяли подавительную колонку: 200×6 мм СПС-SAC – 50 мкм, температура термостата 33 ⁰С, объем вводимой пробы 20 мкл. Управление прибором и обработку хроматограмм осуществляли с помощью программы LCsolution на персональном компьютере.

Модельные растворы смеси анионов, содержащие фторид-, хлорид-, фосфат-, нитрат- и сульфат-ионы, готовили из ГСО, внося соответствующие аликвоты растворов в мерные колбы и доводя до метки деионизованной водой. Раствор оксалат-ионов с концентрацией 1 г/л готовили путем растворения точной навески щавелевой кислоты (Sigma-Aldrich) в деионизованной воде. Градуировочные растворы (0,01-20 мг/л) делали последовательным разбавлением модельных растворов непосредственно перед анализом.

Образцы чая различных марок и производителей заваривали по ISO 3103. Для этого брали 2 г сухого чая и 100 мл деионизованной воды температурой 100 ^оС, выдерживали 6 мин. После чего декантировали, фильтровали от механических примесей, разбавляли в 10 раз и подвергали хроматографическому анализу.

Результаты и их обсуждение

В работе использовали две хроматографические колонки, отличающиеся природой сорбента и представляющие собой центрально-привитой ионит (ЦПИ) в случае КанК-Аст и поверхностно-привитой ионит (ППИ) в случае Shodex IC SI-90. Предварительные эксперименты на ЦПИ показали, что время удерживания оксалат-ионов на нем составило 13,73±0,01 мин и их определению мешают сульфат-ионы (t_R=12,20±0,04 мин) даже при эквимолярных соотношениях, разрешение пиков составило R_s=0,91. Исследования по улучшению степени разделения (изменение скорости элюирования, состава элюента) не дали удовлетворительных результатов (рисунок 1а). Количественно определять оксалаты в данных условиях нецелесообразно. Исследовали применение хроматографической системы на основе ППИ для определения оксалатов и установили, что данный сорбент позволяет добиться удовлетворительного разделения сульфат- и оксалат-ионов даже при 20-ти кратном избытке сульфат-ионов (рисунок 1б, таблица 1).

Рисунок 1. Хроматограммы модельных растворов сульфат- и оксалат-ионов а) с использованием ЦПИ (

; б) с использованием ППИ (

)
Таблица 1. Изучение мешающего влияния сульфат-ионов на определение оксалатов

Определяемый ион	Время удерживания t_R, мин	Ширина пика у основания W_b, мин	Степень разрешения R_s	Определяемый ион	Время удерживания t_R, мин	Ширина пика у основания W_b, мин	Степень разрешения R_s

SO₄^2-	14,26	0,86	1,64	SO₄^2-	14,50	0,90	1,58
C₂O₄^2-	15,76	0,97	1,64	C₂O₄^2-	15,98	0,99	1,58

SO₄^2-	14,24	0,88	1,61	SO₄^2-	14,37	0,99	1,13
C₂O₄^2-	15,71	0,95	1,61	C₂O₄^2-	15,82	1,60	1,13

SO₄^2-	14,40	0,93	1,59	SO₄^2-	14,42	0,87	1,01
C₂O₄^2-	15,92	0,99	1,59	C₂O₄^2-	15,86	1,99	1,01

Выборочные метрологические характеристики методики определения оксалат-ионов с использованием ППИ представлены в таблице 2.
Таблица 2. Характеристики методики определения оксалат-ионов с использованием ППИ (n=3; p=0,95)

Время миграции t_R, мин	Уравнение градуировочного графика	r	Диапазон определяемых содержаний, мг/л	Предел обнаружения, мг/л
15,83±0,01	С=0,0002·S + 0,0419	0,9998	0,06-20	0,03

Разработанная методика апробирована при анализе черного и зеленого крупнолистового чая различных марок и производителей.

На рисунке 2 представлены хроматограммы черного и зеленого чая "Indu". Компоненты идентифицировали по их временам удерживания, сравнивая хроматограмму образца и модельного раствора.

Рисунок 2. Хроматограммы образцов зеленого (1) и черного (2) чая «Indu».

Разделяющая колонка Shodex IC SI-90 (250×4 мм).

Элюент: 1,8 мМ Na₂CO₃ + 1,7 мМ NaHCO₃, скорость подачи элюента 1,0 мл/мин
В результате исследования в пробах чая помимо оксалат-ионов были идентифицированы фторид-, хлорид-, нитрат-, фосфат-, сульфат-ионы. Присутствие в образцах чая нитрат-, фосфат-, сульфат-ионов может быть объяснено использованием различных удобрений и пестицидов при выращивании растения, последние из которых в больших содержаниях вредны для человека. Результаты анализа образцов чая представлены в таблице 3.
Таблица 3. Результаты анализа образцов чая (n=3; p=0,95)

Название чая	Категория чая	С±ΔС, мг/л
Название чая	Категория чая	Cl^-	NO₃^-	PO₄^3-	SO₄^2-	C₂O₄^2-
Rowford	Черный	45±2	1,48±0,04	38±2	42±2	89±4
Rowford	Зеленый	28±1	0,95±0,03	25±1	46±2	53±2
Riston	Черный	31±1	< ПО	42±2	42±2	99±5
Riston	Зеленый	20±1	1,11±0,03	35±1	39±2	84±4
Ahmad	Черный	23±1	< ПО	24±1	21±1	63±3
Ahmad	Зеленый	14,5±0,7	0,24±0,01	6,7±0,3	22±1	34±2
Принцесса Нури	Черный	30±1	0,85±0,02	45±2	46±2	98±5
Принцесса Ява	Зеленый	28±1	1,37±0,04	28±1	60±3	66±3
Tess	Черный	35±1	0,34±0,01	41±2	43±2	113±5
Tess	Зеленый	26±1	0,44±0,01	18,9±0,9	44±2	43±2
Indu	Черный	29±1	0,35±0,01	38±2	48±2	114±5
Indu	Зеленый	21±1	0,72±0,02	14,8±0,7	37±2	50±2
Curtis	Черный	26±1	< ПО	50±2	55±2	116±5
Curtis	Зеленый	15,6±0,8	0,56±0,02	17,9±0,9	469±23	16,7±0,8
Da Hong Pao	Черный	35±1	0,51±0,02	25±1	37±2	64±3
Tie Guan Yin	Зеленый	16,5±0,8	0,25±0,01	9,5±0,5	28±1	21±1

Согласно литературным данным отличие черного чая от зеленого заключается в наличии стадии окисления, на которой компонентный состав чайного листа претерпевает значительные изменения. Зеленый чай не подвергается окислительным процессам, что объясняет в нем значительно более низкую концентрацию оксалатов, чем в черном чае.

Правильность и воспроизводимость результатов проверены методом «введено-найдено» (таблица 4).
Таблица 4. Результаты определения оксалат-ионов методом ионной хроматографии (n=3; p=0,95)

Концентрация в пробе чая, мг/л	Введено, мг/л	Найдено, мг/л	S_r
113±5	5	118±6	0,03
	10	123±6	0,03
	20	133±7	0,04

Выводы

Разработана селективная методика количественного определения щавелевой кислоты в чае методом ионной хроматографии с кондуктометрическим детектированием.
Данная методика позволяет одновременно с оксалатами определять хлорид-, нитрат-, фосфат- и сульфат-ионы.
Предел обнаружения разработанной методики определения щавелевой кислоты – 0,03 мг/л, диапазон определяемых содержаний - 0,06-20 мг/л.
Методика может быть использована для анализа объектов сложного состава - пищевых продуктов.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	К пенополистиролу Журба О. В., -аспирант, Архинчеева Н. В., канд хим наук, доц., Щукина Е. Г., канд техн наук, доц., Константинова К. К., канд хим...		Химико – аналитическое определение компонентного состава экстрактов... Разработка методов государственного регулирования процессов рождаемости, смертности, брачности и разводимости
	Применение эритрозина в антибактериальной фотодинамической терапии... Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Крымский федеральный университет, Таврическая...		Воздействие экспериментальных соединений цефтриаксона с аминокислотами... Учебная программа Санитария и гигиена парикмахерских услуг является специальной дисциплиной, устанавливающей базовые знания для получения...
	Экономическая безопасность предприятия: сущьность и определение метелкин... Главного управления мчс россии по Республике Тыва и структурных подразделений по согласованию с Министерством образования и науки...		Перспетивы развития геотермальной энергетики ракитянский Е. М. Научный... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
	Методические указания по выполнению лабораторной работы определение... Методические указания по выполнению лабораторной работы «Определение состава природного газа методом газовой хроматографии»		Удк 377. 131. 11 Индивидуальный образовательный проект в процессах... Москва
	Отечественная история В. Гермизеева, канд ист наук, доцент; А. Ф. Букин, канд ист наук, доцент; Т. В. Глазунова, ст преп.; М. Т. Когут, канд ист наук,...		Влияние стиля педагогического общения тренера на отношение к нему... Котюрова М. П. Лингвистическое выражение связности речи в научном стиле (сравнительно с художественным) : Автореферат диссертации...
	Динамическая модель мобильного колесного робота Сатышев А. С., Каптюк... «Новоубеевская основная общеобразовательная школа» Дрожжановского муниципального района Республики Татарстан		Под общей редакцией С. А. Ляшко Е. В. Сухорукова — доц., канд пед наук; С. И. Шумарин — доц., канд филол наук; В. В. Назаров — доц., канд ист наук; А. И. Золотухин...
	Базовая техника игры в гольф Григорян А. Р., Лавриченко К. С. научный... В соответствии с Положением о порядке аттестации научных работников подведомственных Российской академии наук (приказ Минобрнауки...		Дом англичанина – его крепость. Козлова Н. С. научный руководитель... Лингвостилистический анализ текста. Синтаксис и морфология. Подготовка к гиа и егэ по русскому языку
	Применение мультимедиа – технологий в лекционном курсе «электротехника... Дополнительная образовательная программа: Начальное техническое творчество “Электрифицированная игрушка”		Лакунарность в юридическом тексте в аспекте перевода пантелеева Д.... Среда обитания. Особенности строения: специализация клеток, два клеточных слоя(наружный и внутренний)

Школьные материалы