УДК 543.545.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСЕРВАНТОВ В БЕЗАЛКОГОЛЬНЫХ НАПИТКАХ МЕТОДОМ КАПИЛЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОФОРЕЗА Степанов А.А. научные руководители: д-р хим. наук Бурмакина Г.В., канд. хим. наук Сурсякова В.В. Сибирский федеральный университет В наше время в пищевой промышленности всё чаще используют различного рода консерванты и их смеси. Консерванты – пищевые добавки, которые повышают срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызываемой микроорганизмами. При производстве безалкогольных напитков используют сорбиновую кислоту (Е 200) и бензойную кислоту (Е 210), а также их соли. Максимальный уровень их содержания в безалкогольных ароматизированных напитках 400 мг/дм3, (сорбаты не более 250 мг/дм3, бензоаты не более 150 мг/дм3) регламентируется СанПиН 2.3.2.1293-03 [1]. Контроль показателей безопасности и питательной ценности напитков и сырья для их производства является приоритетной задачей как для аналитических лабораторий на современных предприятиях АПК, так и для лабораторий контролирующих организаций. Избыток консервантов не только вреден, а иногда и очень опасен. Из применяемых сегодня консервантов аллергенами считаются, прежде всего, сульфиты – Е 221, Е 226, Е 225 (особенно для астматиков). Бензойная кислота – Е 210 и парабены – Е 209, Е 214, Е 215, Е 218, Е 219 – канцерогены, которые, как известно, вызывают раковые заболевания. Существуют разные методы контроля качества, одним из которых является капиллярный электрофорез (КЭ). КЭ на сегодняшний день является одним из наиболее перспективных и высокоэффективных методов разделения и анализа сложных смесей и находит всё более широкое применение, в том числе и в пищевой промышленности [2]. Он основан на разделении компонентов этих смесей в кварцевом капилляре под действием приложенного электрического поля. Микрообъем анализируемого раствора вводится в капилляр, предварительно заполненный подходящим буфером - электролитом. После подачи к концам капилляра высокого напряжения, компоненты смеси начинают двигаться по капилляру с разной скоростью, которая зависит в первую очередь от заряда и массы и, соответственно, в разное время достигают зоны детектирования. В результате детектирования получается определенная последовательность пиков, которая называется электрофореграммой. Качественной характеристикой вещества является параметр - время миграции, а количественной – высота или площадь пика, пропорциональная концентрации вещества. Существует ГОСТ Р 53193-2008, в котором метод капиллярного электрофореза в варианте мицеллярной электрокинетической хроматографии применяется для определения массовой концентрации консервантов (сорбиновой и бензойной кислот и их солей) в слабоалкогольных и безалкогольных напитках, винах и виноматериалах, соках и сокосодержащих напитках [3]. В то же время методики с использованием метода КЭ в варианте капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ) отсутствуют. Целью работы являлось изучение возможности применения КЗЭ для определения содержания консервантов (бензойной и сорбиновой кислот) в безалкогольных напитках. Измерения проводили на приборе КРЦКП СО РАН - системе капиллярного электрофореза с диодноматричным детектором Agilent 3DCE G1600A (Agilent Technologies, USA). Использовали немодифицированный кварцевый капилляр с внутренним диаметром 50 мкм общей длиной 47,7 см (эффективной длиной 39,2 см). Капилляр термостатировали при температуре 25 0С. Детектирование проводили в УФобласти при 280 нм с опорной длиной волны 450 нм. Сигнал детектора обрабатывали при помощи встроенного программного обеспечения HP ChemStation Rev.A.10.02. Ввод пробы – гидродинамический при давлении 50 мБар в течение 3 с. Использовали реактивы не ниже ч.д.а. Все растворы готовили с применением деионизованной воды, полученной при помощи системы очистки воды Direct-Q 3 (Millipore, France) с электропроводностью менее 0,1·10-6 Ом-1см-1. Перед работой капилляр последовательно промывали 0,1 М раствором NaOH в течение 5 мин, затем дважды по 5 мин деионизованной водой, 12 мин – раствором фонового электролита, между анализами - раствором фонового электролита в течение 5 мин. Использовали хроматный фоновый электролит: 4,7 мM K2CrO4, 0,3 мM K2Cr2O7, pH 7,1. Электрофоретическая подвижность ионов рассматриваемых кислот меньше подвижности электроосмотического потока для данного фонового электролита [4-5], поэтому использовали положительную полярность + 15 кВ и гидродинамическое давление +50 мБар. В этом случае направление электрофоретического движения анионов рассматриваемых кислот противоположно направлению движения ЭОП и потока, создаваемого приложением гидродинамического давления, и направлено от детектора. За счет того, что скорость потока в абсолютном значении больше скорости электрофоретического движения, анионы движутся к детектору. Исследовали стандартные образцы сорбиновой и бензойной кислот по отдельности и в смеси. Электрофореграмма смеси этих кислот с концентрациями равными 100 мг/дм3 представлена на рисунке 1. Как видно из рисунка 1 пики сорбиновой и бензойной кислот разделяются. Рисунок 1 – Электрофореграмма стандартных образцов сорбиновой и бензойной кислот: 1- маркер электроосмотического потока; 2 – сорбиновая кислота; 3 – бензойная кислота Проанализирован образец негазированного безалкогольного напитка «БонАква® Вива» со вкусом земляники и мяты, электорофореграмма которого представлена на рисунке 2. Найденное содержание сорбиновой кислоты в этом образце составило 188,31±1,36 мг/дм3, бензойной кислоты - 137,63±5,58 мг/дм3. Сравнение полученных концентраций исследуемых консервантов с санитарными нормами и правилами (СанПиН 2.3.2.1293-03) показало, что содержание сорбиновой кислоты и сорбатов в комбинации с бензойной кислотой и бензоатами допустимый уровень. не превышает максимально Рисунок 2 - Электрофореграмма образца негазированного безалкогольного напитка «БонАква® Вива» со вкусом земляники и мяты: 1- неизвестное вещество; 2маркер электроосмотического потока; 3 – сорбиновая кислота; 4 – бензойная кислота Полученные результаты свидетельствует, что метод капиллярного электрофореза в варианте КЗЭ может быть применен для определения консервантов в безалкогольных напитках. 1. СанПиН 2.3.2.1293-03 Гигиенические требования по применению пищевых добавок. - 2003. – 230 с. 2. Руководство по капиллярному электрофорезу / Под редакцией А.М. Волощука. - М.: Научный совет РАН по хроматографии, 1996. - 111 с. 3. ГОСТ Р 53193-2008. Напитки алкогольные и безалкогольные. Определение кофеина, аскорбиновой кислоты и ее солей, консервантов и подсластителей методом капиллярного электрофореза. – М.: Стандартинформ, 2010. – 11 с. 4. Калякин, С.Н. Гидродинамическое подавление электроосмотического потока в капиллярном электрофорезе с косвенным спектрофотометрическим детектированием // Журн. аналит. Химии /С.Н. Калякин, В.В. Сурсякова, Г.В. Бурмакина, А.И. Рубайло, 2009. Т. 64. № 4. - С. 415-420. 5. Сурсякова, В.В Системные пики и оптимизация условий разделения анионов методом капиллярного электрофореза с необращенным электроосмотическим потоком // Журн. аналит. химии. / В.В. Сурсякова, С.Н. Калякин, Г.В. Бурмакина, А.И. Рубайло, 2012. Т. 67. № 9. - С. 871-877.