close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Малыгина Марина Александровна. Сорбционно – спектрофотометрическое определение пищевых красителей в лекарственных препаратах

код для вставки
АННОТАЦИЯ
Выпускная квалификационная работа изложена на 70 страницах печатного
текста, состоит из 3 глав, содержит 12 рисунков, 11 таблиц и списка цитируемой
литературы из 33 наименований.
Ключевые
пищевые
слова:
красители,
сорбционно-спектрофотометрическое
натуральные
красители,
определение,
синтетические
красители,
Хинолиновый желтый, Зеленый прочный.
Краткая характеристика работы.
Одним из наиболее простых, эффективных и экономических способов
различения лекарств наряду с размером и формой является придание им различной
цветности путем применения пищевых красителей. Пищевые добавки (индекс Е),
размещающиеся на упаковках пищевых и других товаров. Буква "Е" (от слова
Europe) свидетельствует о том, что эта классификация принята в Европейском
сообществе, а цифры говорят о назначении добавок. Номерами от 100 до 182
обозначаются красители.
Использование красителей с целью сокрытия каких-либо производственных
дефектов - пятнистость, мраморность, неоднородность поверхности, различные
оттенки и др. - является недопустимым. Необходимо соблюдать повышенную
осторожность при окраске лекарственных препаратов, предназначенных для детей,
так как привлекательность лекарства может привести к его чрезмерному
потреблению.
В настоящее время в Российской Федерации для использования в пищевой
промышленности
разрешено
около
шестидесяти
наименований
пищевых
красителей. Основным требованием, определяющим возможность использования
красителей
в
пищевой
и
фармацевтической
промышленности,
является
безвредность.
Негативное влияние синтетических пищевых красителей на живые
организмы, и в первую очередь человека, ставит задачу выбора эффективных,
экспрессных методик с наименьшими экономическими затратами.
В работе обобщены и систематизированы литературные данные о пищевых
красителях разных классов, показано их влияние на организм человека, наиболее
подробно изучены красители Е 104 и Е 143, изучен и применен в исследовании
комбинированный сорбционно – спектрофотометрический метод определения
пищевых красителей.
Методы исследования: сорбционно-спектрофотометрический.
Новизна результатов. Обобщены литературные данные о составе и
свойствах основных классов пищевых красителей, областях их применения в
фармации. Рассмотрены методы определения пищевых красителей. Определена
концентрация
пищевых
красителей
Е
104
в
лекарственном
препарате
«Троксерутин» и Е 143 в ополаскивателе для полости рта «Colgate Plax» путем
комбинированного метода, включающего сорбционное концентрирование с
последующим спектрофотометрическим определением.
Область
применения
и
возможность
практической
реализации.
Использованный нами комбинированный сорбционно – спектрофотометрический
метод в дальнейшем может быть использован на предприятиях (в химических
лабораториях), как наиболее доступный, простой в использовании метод по
определению пищевых красителей в лекарственных препаратах. Относительные
ошибки метода определений не превышают ±2%.
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….….........3
ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КРАСИТЕЛЕЙ………………................6
§1.1. ИСТОРИЯ КРАСИТЕЛЕЙ……………………………………………………..........11
§1.2. Натуральные красители………………………………...……………..............14
§1.3. Синтетические красители……………………………………………...............21
1.3.1. Хинолиновый желтый Е104………………………………………..............25
1.3.2. Зеленый прочный Е143……………………………………………..............27
§1.4. Влияние красителей на организм человека……………………………..........28
§1.5. Товарная форма пищевых красителей…………………………………..........36
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ВЫДЕЛЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
КРАСИТЕЛЕЙ…………………………………………………………………...........39
§2.1. Сорбционное извлечение красителя………………………......………..........39
§2.2. Спектрофотометрический метод определения красителей...........................44
§2.3. Методы молекулярной абсорбционной спектроскопии……………............49
§2.4. Хроматографические методы……………………………………...................50
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. …………………………….............53
§3.1. Используемая аппаратура, вспомогательные устройства, реактивы и
материалы ………………………………………………………………………..........54
§3.2. Методика эксперимента………………………………………………............55
3.2.1 Методика сорбции красителей………………………………………..........56
3.2.2 Математическая обработка данных…………………………………..........58
3.2.3 Методика спектрофотометрического определения красителей после
сорбции…………………………………………………………………………...........60
3.2.4 Методика приготовления градуировочных растворов в статическом
режиме ……………………………………………….……………………….….........61
3.2.5 Методика приготовления градуировочных растворов в динамическом
режиме ……………………………………………………….…..................................61
3.2.6 Методика съемки спектров диффузного отражения…………....................61
§3.3. Результаты исследования………………………………………………….........62
3.3.1 Определение E104 красителя в капсулах лекарственного препарата
«Троксерутин»…………………………………………………………………...........63
3.3.2 Определение Е143 в ополаскивателе для полости рта «Colgate
Plax»……………………………………………………………………………….......64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………............66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ....................................................68
ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................................71
3
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в связи с интенсивным развитием химической
промышленности,
окрашивание
медицинской
продукции
стало
очень
распространенным явлением. В мировой практике окрашиванию подвергается
почти 100% желатиновых капсул, преобладающее количество драже, 75%
растворов для приема внутрь (сиропов, микстур и эликсиров) и около 50%
таблеток.
В фармацевтическом производстве широко применяют натуральные и
синтетические красители, тем самым обозначая терапевтическую группу
лекарственных веществ, например, снотворных, ядовитых. Глазные капли и
растворы для инъекций и ингаляций, как правило, не окрашивают. Мазям для
наружного применения стремятся придать оттенок, близкий к цвету кожи.
Дезинфицирующим растворам часто придают предостерегающую окраску.
Натуральные красящие вещества, как правило, принадлежат к числу
естественных пищевых компонентов, употребляемых человеком. Безвредность
большинства из них не вызывает сомнений, так как адаптация человеческого
организма к естественным природным веществам совершалась в ходе эволюции.
Натуральные пищевые красители содержат в своем составе кроме красящих
пигментов другие полезные биологически активные компоненты: витамины,
гликозиды, органические кислоты, ароматические вещества, микроэлементы и др.
Развитие органической химии обусловило широкую возможность синтеза
искусственных красящих веществ, применение которых вследствие их высокой
красящей способности и сравнительно низкой стоимости почти приостановило на
какой-то период исследования по получению и применению натуральных
растительных
красителей.
Индустриализация
пищевого
производства
в
значительной мере способствовала замене натуральных растительных красителей
синтетическими.
Необходимость контроля за содержанием синтетических красителей связано,
во-первых, с их негативным влиянием на организм человека, практически все они
4
небезвредны и обладают разной степенью токсичности (аллергены, канцерогены,
мутагены). Поэтому их содержание в лекарственных формах строго нормировано
и требует постоянного контроля.
Большое
количество
красителей
поступает
в
окружающую
среду
посредством сточных вод от предприятий пищевой промышленности. Высокая
устойчивость синтетических пищевых красителей к фото- и биодеградации в
природной среде приводит к их накоплению в природных водах. Негативное
влияние синтетических пищевых красителей на живые организмы, и в первую
очередь человека, ставит задачу выбора эффективных, экспрессных методик с
наименьшими экономическими затратами.
Учитывая актуальность проблемы, целью данной работы является
определение пищевых красителей Хинолинового желтого (Е 104) и Зеленого
прочного (Е 143) в лекарственных препаратах, путем комбинированного метода,
включающего сорбцию и спектрофотометрический анализ.
Объектом исследования выступает лекарственный препарат «Троксерутин»
(в капсулах) и ополаскиватель для полости рта «Colgate Plax».
Предметом исследования является применение методов сорбции и
спектрофотометрии в целях определения пищевых красителей Хинолинового
желтого (Е 104) и Зеленого прочного (Е 143).
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
1. Систематизировать анализ литературных данных по пищевым красителям.
2. Проанализировать достоинства и недостатки применения пищевых красителей
в лекарственных препаратах.
3. Изучить методы определения пищевых красителей.
4. Определить пищевые красители (Е 104 и Е 143) в лекарственных препаратах,
путем
сочетания
сорбционного
и
спектрофотометрического
метода
определения пищевых красителей, сделать выводы.
Для определения пищевых красителей в лекарственных препаратах нами был
использован комбинированный сорбционно-спектрофотометрический метод, как
5
наиболее эффективный метод определения пищевых красителей в лекарственных
препаратах.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав,
разбитых на параграфы и пункты, заключения, списка литературы и приложений.
6
ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИЩЕВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ
Первое на что обращает свое внимание потребитель — это цвет продукта,
связывая с ним качество и готовность к употреблению. Цвет продуктов питания, их
внешняя привлекательность — важный фактор в оценке пищевых продуктов, их
конкурентной способности на рынке.
Пищевыми
красителями
называют
природные
или
искусственные
(синтетические) вещества, предназначенные для придания, усиления или
восстановления окраски пищевых продуктов.
Красители в разных странах принято называть по-разному, кроме того, их
часто продают под торговыми марками. Для идентификации красителей
существует справочник Colour Index (С. I.). В этом справочнике каждому
красителю определенной химической структуры присвоен пятизначный номер и
приведены его различные названия.
Для гармонизации использования пищевых добавок Европейским Советом
разработана рациональная система цифровой кодификации пищевых добавок, в
которую входят и пищевые красители. Она включена в кодекс ВОЗ-ФАО для
пищевых продуктов (Codex Alimentarius, Ed. 2, V. I) как международная цифровая
система кодификации пищевых добавок (International Numbering System — INS). В
соответствии с ней каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или
четырехзначный номер (в Европе с предшествующей ему литерой «Е»). Они
используются в сочетании с названиями функциональных классов, отражающих
группировку пищевых добавок по технологическим функциям (подклассам).
Индекс INS или индекс Е в сочетании стрех- или четырехзначным номером
является синонимом и частью сложного наименования конкретного химического
вещества, являющегося пищевой добавкой.[22]
Пищевым красителям в этой системе кодификации присвоены трехзначные
индексы INS/Е, начинающиеся на 1, например, Е120. После некоторых номеров и
кодов Е красителей стоят строчные буквы: E160d — ликопин; Е150а — сахарный
колер I — простой и т. д. Строчные буквы — неотъемлемая часть кодов Е, они
7
должны обязательно применяться для обозначения пищевого красителя и
выноситься на этикетку пищевого продукта. В отдельных случаях после Е-номера
красителя проставляются строчные римские цифры, например, Е141i —
хлорофилла комплекс медный; Е141ii — медного комплекса хлорофиллина
натриевая и калиевая соли. Римские цифры уточняют строение соединений, не
являются обязательной частью обозначения и не выносятся на этикетку пищевого
продукта. [3]
Не относятся к пищевым добавкам — красителям:
 окрашенные
пищевые
продукты,
включая
сушеные
или
концентрированные;
 пряности и специи, используемые в ходе изготовления сложных
пищевых продуктов из-за их вкусоароматических или пищевых
свойств, обладающие вторичным красящим эффектом (фруктовые и
овощные соки, пюре, кофе, какао, шафран, паприка и пр.):
 красители, применяемые для окрашивания несъедобных наружных
частей пищевых продуктов (несъедобные оболочки для сыров, колбас
и др.).
В настоящее время в мире применяется свыше 20 000 лекарственных
препаратов. Выпускаются они более чем в 30 лекарственных формах.[13] Многие
препараты
различной
направленности
действия,
изготовленные
в
одной
лекарственной форме, по внешнему виду неразличимы, что может привести к
ошибкам как в процессе производства, так и при применении. В связи с
возможностью неблагоприятных и тяжелых последствий такие ошибки должны
быть полностью исключены.
Одним из наиболее простых, эффективных и экономических способов
различения лекарств наряду с размером и формой является придание им различной
цветности путем применения пищевых красителей.
На
таблетки,
капсулы
иногда
наносят
тисненные
или
печатные
символические обозначения. Однако этот способ связан с дополнительными
затратами и в меньшей степени обеспечивает различие препаратов, чем их
8
окрашивание. Это особенно важно для людей пожилого возраста и больных с
ослабленным зрением.[24]
Однако следует отметить, что использование красителей с целью открытия
каких-либо
производственных
дефектов
-
пятнистость,
мраморность,
неоднородность поверхности, различные оттенки и др. - является недопустимым.
Необходимо соблюдать повышенную осторожность при окраске лекарственных
препаратов, предназначенных для детей, так как привлекательность лекарства
может привести к его чрезмерному потреблению.
В странах Европейского Экономического Сообщества (ЕЭС) около 9 тыс.
препаратов предназначенных для медицины и ветеринарии выпускаются
окрашенными. При этом часто применяются яркие интенсивные окраски.[23]
Чрезмерное использование окрашивания медицинских препаратов многими
зарубежными фирмами не всегда является оправданным, так
как оно
осуществляется не только с целью их различения, но и для придания им
привлекательного вида и из конкурентных соображений.
Классифицируют пищевые красители следующим образом: натуральные,
неорганические (минеральные) и синтетические(табл.1.).[31]
Таблица 1.
Классификация пищевых красителей
9
В настоящее время возрос интерес потребителя к натуральным продуктам. В
связи с этим и возрос интерес к использованию натуральных красителей, но при
этом спрос на рынке на синтетические красители не уменьшился.
Следует отметить, что деление пищевых красителей на натуральные и
синтетические не позволяет однозначно отнести к определенному типу красители,
имеющие изменения в составе молекулы природного красящего вещества
(например, заменой магния в натуральном хлорофилле (краситель E140) на медь
получают новый краситель E141 — медный комплекс хлорофилла с более
стабильной и яркой зеленой окраской).
С середины 20 века были приняты законы об условиях использования
пищевых
красителей
и
утвердили
списки
колорантов,
разрешенных
к
применению.[22] Но из-за того, что в мире нет единых условий по оцениванию
безопасности пищевых красителей, в разных странах рознятся данные по
разрешению или запрету того или иного красителя.
В настоящее время в Российской Федерации для использования в пищевой
промышленности
разрешено
около
шестидесяти
наименований
пищевых
красителей (табл. 2).[2]
Таблица 2.
Пищевые красители, разрешенные к применению для производства
пищевых продуктов в Российской Федерации
Натуральные красители
Синтетические(искусственные)
красители
Куркумимы
Рибофлавины
Е100
Е101
Алканет, Алканин
Кармины
Е103
Е120
Хлорофилл
Е140
Тартразин
Желтый
хинолиновый
Желтый 2G
Желтый «солнечный
закат»
Азорубин,
Кармуазин
Е102
E104
Е107
E110
Е122
10
Хлорофилла медные
комплексы
E141
Сахарный колер
Каротины
E150(a...d)
Е160(а...f)
Каротиноиды
E161 (a...g)
Красный свекольный
Антоцианы
E162
E163
Танины пищевые
Красный рисовый
Е181
Минеральные красители
Уголь
Уголь растительный
E152
E153
Карбонаты кальция
E170
Диоксид титана
E171
Оксиды железа
Серебро
Золото
E172
E174
E175
П ОНСО
4R,Пунцовый 4R
Понсо 4R
Красный 2G
Красный
очаровательный АС
Синий
патентованный V
Индигокармин
Синий блестящий
FCF
Зеленый S
Зеленый прочный
FCF
Черный блестящий
PN
Коричневый НТ
Е124
Орсин,Орсейл
Красный для
карамели №1
Красный для
карамели №2
Красный для
карамели №3
Е182
Е128
E129
E131
E132
Е 133
E142
E143
Е151
Е155
Можно выделить основные свойства, которыми должен обладать пищевой
краситель:
а)
безопасность в использовании для человеческого организма;
б)
неизменность свойств продукта, где применялся краситель;
в)
устойчивость: термическая, свето-, кисло-;
г)
простота в применении;
д)
отсутствует химическое взаимодействие с компонентами, входящими
в состав продукта;
е)
большая интенсивность окрашивания;
ж)
доступность и низкая стоимость.
11
§1.1. История красителей
Применение веществ, способных придавать тот или иной цвет различным
предметам (тканям, одежде, посуде и пр.), было известно в самые отдаленные
эпохи. Природные красители использовались несколько тысячелетий, но не более
десятка из них сохранили свое значение до настоящего времени, т. к. большая часть
этих красителей давала неяркие цвета, прочность окрасок была невысокой, а
процесс крашения — длительным и сложным.
Наиболее прочный и яркий из природных красителей — индиго. Само слово
«индиго» происходит от «индикус», что значит индийский. В Индии и Египте
краситель был известен более 4000 лет назад, о чем свидетельствуют образцы
тканей, найденных археологами в египетских пирамидах и при разных раскопках.
В VIII в.
Индиго
был завезен в Европу арабскими купцами. Этот синий
краситель добывали из стеблей и листьев растений рода индигофера (Indigofera
tinctoria L.), произрастающих в странах жаркого и влажного климата (Индия,
Индонезия и др.).[29] Для получения 3 кг красителя необходимо было переработать
100 кг листьев растений.
В Англии этот же краситель, но менее интенсивного цвета и худшего
качества, добывали из местного растения вайды.
Наиболее распространенным и значимым красителем красного цвета был
ализарин (другое название — марену), который добывали из корней растения
марена (корни растения Rubia tinctoria, известные под названием alizari). Этот
краситель использовался для крашения обмундирования во французской и
английской армиях.
Сам ализарин имеет желтый цвет и образует красную окраску только после
протравы ткани солями алюминия. Обычно для этого применялись алюминиевые
квасцы. С солями других металлов ализарин образует иные цвета, например, с
солями железа — фиолетовый, с солями хрома — коричневый.
Другие красители красного цвета были животного происхождения. Алый
краситель кармин (другое название — кошениль) добывали из высушенных тел
12
самок червеца карминоносного (Coccus cacti) — насекомого, живущего на одном
из видов мексиканского кактуса (для получения 1 кг красителя необходимо было
высушить 150 тысяч насекомых).[29] Другой краситель красного цвета кермес
извлекали из высушенных самок червеца кермессового (Coccus ilicis) —
насекомого, поражающего кермесовый дуб.
Главным желтым красителем древности был шафран, извлекаемый из цветов
растения шафрана (Crocus sativus). Чтобы получить 1 кг красителя, надо было
переработать свыше 40 тысяч цветков. В средние века наиболее известным желтым
красителем был резеда — краситель, получаемый из семян, стеблей и листьев
растения резеда (Reseda luteola L.). Использовались и другие природные красители
желтого цвета: кверцитрон — краситель, содержащийся в экстракте коры
североамериканского дуба (Guercus tinctoria nigra), сафлор — краситель,
извлекаемый из высушенных лепестков сафлора красильного (Carthamus tinctorius).
В желтый цвет ткани окрашивали также экстрактом незрелых плодов крушины.
Для получения черного цвета использовали экстракт древесины кампешевого
дерева (Haematoxylon campechiancum L.). Природный краситель — кампешевый
черный был известен еще в XV в., однако приобрел свою настоящую ценность
лишь в 1812 г., когда французский химик Шеврель открыл его свойство
образовывать с солями металлов окрашенные лаки.[29]
Некоторые красители были дороже золота, например, тирийский (античный)
пурпур. Его добывали из особой улитки-багрянки, обитающей в Средиземном
море. Сама улитка не окрашена в пурпурный цвет. Обычно ее измельчали с водой
и полученным соком пропитывали ткань, которую развешивали на воздухе. При
окислении кислородом воздуха сок багрянки и окрашивался в пурпурный цвет. Из
10 тысяч улиток удавалось получить только 1 г красителя. Название тирийского
пурпура происходит от древнего средиземноморского города Тира, в котором
начиналось и развивалось производство этого красителя. Окрашенные пурпурные
изделия ценились очень дорого еще в Древнем Риме.[25]
Многие
из
естественных
красителей
растительного
и
животного
происхождения добывались в значительных количествах, удовлетворявших
13
потребности общества. Фактически до конца XIX в. преимущественно
использовались красители, добытые из природных источников.
Развитие текстильной промышленности в XVIII в. и переход к машинному
производству текстильных изделий резко повысили спрос на дешевые красители.
Становилась неотложной задача замены дорогих природных красителей дешевыми
и доступными синтетическими красителями.
В XIX в. на мировом рынке было единственное синтетическое красящее
вещество (пикриновая кислота), открытое Вульфом в 1771 г., и его производство
составляло лишь 1 % от мирового производства красителей.[30]
Первый синтетический краситель был получен в 1855 г. польским ученым Я.
Натансоном. Работая в г. Юрьев (ныне г. Тарту), он, нагревая анилин с
дихлорэтаном в запаянной трубке, получил соединение красного цвета, способное
окрашивать шерсть и шелк в более красивый красный цвет, чем Кармин. В 1858 г.
французский химик Верген получил то же вещество окислением технического
анилина (содержащего примесь толуидинов) и назвал его Фуксином, т. к. краситель
напоминал окраской цветок фуксии.[29]
В 1856 г., полугодом позже Натансона, английский химик В. Перкин, окисляя
технический анилин хромовой смесью, получил красновато-фиолетовое вещество,
интенсивно окрашивающее шелк. Позднее краситель получил название мовеина за
сходство с окраской цветка мальвы. Шелк цвета мальвы пользовался большим
спросом, и в короткий срок было организовано промышленное производство
красителя. Так возникла новая отрасль химического производства — анилинокрасочная промышленность, названная так потому, что все первые синтетические
красители были получены либо из анилина, либо из его технических смесей с
аналогичными продуктами.[31]
Первые синтетические красители были получены случайно. Лишь после
создания А.М. Бутлеровым в 1861 г. теории строения органических соединений —
теоретического
фундамента
органической
химии
—
стал
возможным
целенаправленный синтез красителей.[29] Синтез ализарина был первым
направленным
синтезом
промышленно
важного
красителя.
Краситель
14
синтезировали немецкие химики Гребе и Либерманн после того, как в 1868 г. они
исследовали структуру ализарина, извлеченного из корней марены, и определили,
что он является 1,2-дигидроксиантрахинином.
§1.2. Натуральные красители
Многообразие природных красителей велико. Натуральные пищевые
красители бывают растительного (ягоды, листья, соцветия и т.д.) и животного
происхождения (насекомые, секреция моллюсков). Для улучшения свойств и
эффективности
красящего
вещества
его
могут
подвергать
химической
модификации. Вариативность оттенков натуральных красителей связано с местом
и условиями произрастания или обитания источника красящего вещества.
Природные пищевые красители классифицируются по типам химических
соединений.[27]
Первая группа красителей это алифатические и алициклические. Данные
красители включают каротиноиды (рис.1.), которые создают красный, желтый,
оранжевый окрас листьям, цветам и т.д.
Рис.1. Структурные формулы каротиноидов и последовательность их
превращений
15
С удлинением цепи сопряженных двойных связей окраска углубляется.[8]
Среди природных красителей этого ряда - углеводороды , например, ликопин
(красный),алюфа-, бетта-,гамма - каротины(фиолетовый);спирты, например,
криптоксантин и ксантофил (желтый), зеаксантин (желтовато-красный); кетоны,
например, родоксантин (синевато-черный) и астицин (фиолетовый); кето-спирты,
например, кантаксантин и астаксантин (красный);альдегиды,альдегидоспирты и
др.[2]
Каротиноиды распространены в растительном и животном мире. Каротин
обладают
высокой
физиологической
активностью,
ретиналь
(альдегид,образующийся из витамина А) входит в состав зрительного белка
родопсина. К полиенам относится ряд антибиотиков (канацидин, пентамицин,
трихомицин и др.), продуцируемых актиномицетами.
Ароматические
красители
это
гидрокси-
и
алкокси-
замещенные
непредельные кетоны:
1)производные
коричной
и
феруловой
кислот
-
4,4-
дигидроксидициннамоилметан (желтый), 4- гидроксициннамоилферулоилметан
(оранжевый)
и
диферулоилметан,или
куркумин
(оранжево-красный),
встречающиеся в корнях куркумы и др. ;
2) производные халкона С6Н5СН=СНСОС6Н5 и хинонов, например, лавсон и
юглон, выделенные соответственно из листьев хны и из кожуры незрелых грецких
орехов, - желтые красители для шерсти; хризаробин - желтый краситель
бразильских видов древесины, эмодинантрон - желтый краситель древесины
жостера даурского; гиперицин и псевдогиперицин - темно-фиолетовый и темнокрасный красители цветов зверобоя продырявленного, обладающие способностью
убивать микроорганизмы и простейшие даже при слабом УФ облучении.[27]
К гетероциклическим красителям относят желтые природные красителигидрокси-, метокси - и метилендигидроксипроизводные 4-хромона и хромена. К
ним относятся флавоноиды - производные флавона, флавонола, флаванона и
16
флаванонола, изофлавона, а также антоцианидины, окрашивающие цветы, ягоды,
плоды и овощи в красный, фиолетовый, синий и черный цвета. [25]
К этой группе природных красителей относятся также телефоровая кислотачерно-фиолетовый краситель множества видов грибов, гематоксилин. Выделяемые
из древесины различных видов красного дерева и кампешевого дерева. Эти
бесцветные вещества при крашении хлопка по аллюминиевой протраве дают
синевато-красные и фиолетовые окраски. В цитологии для диагностики рака
используют
гематоксилин,
на
его
основе
созданы
красящие
растворы
специфического действия.
Из азотсодержащих гетероциклов самым древним красителем считается
индиго и пурпур античный. Группы красителей (производные поррола), такие как:
1. Железосодержащий комплекс протопорфирина и белка глобина гемоглобин
(рис.2).
Пигмент
который
придает
красный
цвет
эритроцитам, содержащимся в крови.
Рис.2. Структурная формула гемоглобина
2. Хлорофилл (рис.3) содержащий в хлоропластах растений и придающий
зеленый окрас, несущий важнейшую роль в процессе фотосинтеза.
17
Рис.3. Структурная формула хлорофилла
До второй половины 19 века натуральные пигменты, как красящие вещества
занимали первое место в покраске кожи, тканей, парфюмерии и т.д. Пока на смену
им
не
пришли
синтетические,
в
связи
с
развитием
анилокрасочной
промышленности. Натуральные красители не выдержали конкуренции с
красителями синтетическими и в основном утратили былое практическое значение.
Натуральные красители применяют как пищевую добавку в России (табл.3.),
но гораздо реже чем синтетические. Прежде всего это связано с большими
затратами времени и средств, маленькие сроки хранения, не дают насыщенный
окрас, не достаточно хорошо переносят технологическую обработку.[2]
Таблица 3.
Натуральные пищевые красители, разрешенные к применению для производства
лекарственных средств в РФ
Индекс
Е
Е 100
Наименование красителя
основное
синоним
Куркумины
i Куркумин
Натуральный
краситель из Curcuma
longa и других видов
ii Турмерик
Турмерик —
порошок корневища
куркумы
Рибофлавины
Цвет раствора/
порошка
Желтый
Желтый
Желтый
Желтый
18
Е 101
К 103
E 120
i Рибофлаdин
ii Натриевая соль
рибофлавин 5'фосфат
Алканин
Кармины
Хлорофиллы
i Хлорофилл
E 140
ii Хлорофиллин
Е 141
Е 150а
Е 150b
Е 150с
E150d
E l60а
Хлорофилла медные
комплексы
i Хлорофилла
медный комплекс
ii Медного
комплекса
хлорофиллина
натриевая и
калиевая соли
Сахарный колер 1
простой
Желтый
Желтый
Алканет
Кошениль
Магниевые
комплексы
хлорофилла
Хлорофиллин натрия,
калия
Карамельный колер,
жженка,
карамельный
краситель
Сахарный колер II, Карамельный колер,
полученный по
карамельный
«щелочнокраситель,
сульфитной»
сульфитный
технологии
карамельный колер
Сахарный колер III Карамельный колер,
полученный по
карамельный
«аммиачной»
краситель,
технологии
аммиачный карамельный колер
Сахарный колер IV, Карамельный колер,
полученный по
карамельный
«аммиачнокраситель
сульфитно»
технологии
Каротины
Красный
Красный
Зеленый
Зеленый
Зеленый
Зеленый
Зеленый
Зеленый
Коричневый
Коричневый
Коричневый
Коричневый
От желтого до
оранжевого
19
Е160b
i β-Каротин
синтетический
Провитамин А
От желтого до
оранжевого
ii Экстракты
натуральных
каротинов
Аннато экстракты
Натуральный
каротин
От желтого
оранжевого
Аннато,экстракты
орлеанового дерева,
биксин, норбиксин
Экстракт паприки,
капсантин,
капсорубин,
капсаицин
Экстракты томатов
От желтого до
оранжевого
Е160с
Маслосмолы
паприки
Е 160d
Ликопип
Е160е
β-Апо-каротиновый
альдегид
β-Апо-8'-каротипаль
β-Апо-8'каротиновой
кислоты метиловый
или этиловый
эфиры
Каротиноиды
Эфиры βОт оранжевого до
каротиновой кислоты
красного
Е160f
E 161
Е 161а
Флавоксантин
Е 161b
Лютеин
Е 161с
Криптоксантин
E161d
Рубиксантин
Г 161с
Виолоксантин
E 161f
Родоксантин
От оранжевого до
красного
От оранжевого до
оранжевокрасного
Oт оранжевого до
красного
От желтого до
красно оранжевого
От желтого до
оранжевого
От желтого до
краснооранжевого
От желтого до
краснооранжевого
От желтого до
краснооранжевого
От желтого до
краснооранжевого
20
E 161g
Кантаксантин
От оранжевого до
красного
E 162
Красный
свекольный
Красный
E 163
Антоцианы
Антоцианины
От красной через
голубую до
зеленоватой в
зависимости от
рН среды
В настоящее время существуют различные способы получения натуральных
красителей из одного и того же сырья, расширяется список источников сырья, что
приводит к изменениям в составе и свойствах красителей. Кроме того, натуральные
красители для изменения их свойств подвергают химической модификации.
В настоящее время популярны два способа получения натуральных пищевых
красителей: прессование и экстракция с последующим концентрированием или
полным удалением экстрагента.
Способы экстрагирования натуральных пищевых красителей различны и
зависят от вида используемого сырья, свойств и растворимости основного
извлекаемого красителя и сопутствующих соединений. При этом для экстракции
водорастворимых красящих веществ типа антоиманов, беталаинов и других
наиболее часто используют воду или этанол, а для выделения липофильных
веществ типа хлорофилла, каротиноидов — растительные масла, жиры, терпены и
другие неполярные растворители. [25]
Содержание красящих веществ в растительном сырье чаще всего является
низким (обычно 2...5%), в то время как остальные компоненты присутствуют в
значительно больших количествах. Поэтому в зависимости от типа растительного
сырья и способов выделения натуральных красителей они могут различаться
фракционным составом.
Натуральные пищевые красители, также как и другие пищевые добавки,
прошли тщательные токсикологические испытания. На основании полученных
результатов можно считать, что натуральные пищевые красители не представляют
21
опасности для здоровья. Действующими в России "Санитарными правилами по
применению пищевых добавок № 1923-78" для большинства натуральных
пищевых
красителей
не
установлено
максимально
допустимых
уровней
содержания их в пищевых продуктах.[19] Исключение составляют лишь b-каротин
(до 6 мг/ кг продукта в пересчете на каротин) и экстракт аннато (до 1600 мг/ кг
продукта). К сожалению, в вышеупомянутых правилах перечень натуральных
пищевых красителей и продуктов, в которых допускается их применение, отстает
от уровня современного развития пищевых технологий, что приводит к
затруднениям в использовании всего спектра красителей, подаренных природой.
§1.3. Синтетические красители
К
синтетическим
красителям
относят
вещества
полученным
лабораторным способом, не обладающие пищевой ценностью. Интенсивное
развитие синтетических красителей началось в последние десятилетие. В
сравнении с натуральными (природными) красителями имеют следующие
преимущества:
- более интенсивная окраска;
- устойчивость к изменению рН среды, действию кислот, тепла и света,
окислителей, влиянию ферментов и некоторых химических консервантов;[14]
- в присутствии других веществ (напр. металлов) их цвет мало
изменяется;
- равномерность тона окрашиваемой поверхности, легче дозируются,
- экономичность, стоимость в разы меньше по сравнению с
натуральными.
Синтетические красители можно подразделить на 5 химических классов[9]:
1. первый класс диазо-, поли-, азокрасители (тартразин-Е102, желтый
«Солнечный закат»- Е110, кармуазин-Е122, понсо 4R-Е124, черный
блестящий-Е151);
2. второй
класс
включает
дифенилметановые,
трифенилметановые,
пиразолоновые, триарилметановые (синий патентованный V-Е131, синий
22
блестящий-Е133, зеленый S-Е142, коричневый FK-Е154, коричневый НТЕ155);
3. класс ксантановые (эритрозин-Е127);
4. класс хинолиновые (хинолиновый желтый-Е104);
5. класс индигоидные (индигокармин-Е132).
Большинство синтетических красителей, используемых в пищевой
промышленности в настоящее время, относится к азосоединениям: их молекулы
содержат в своем составе одну или несколько азогрупп. Азокрасители получают
реакцией азосочетания производных анилина и фенольных или нафтольных
соединений. К азокрасителям относятся: азорубин Е122, амарант Е123, «желтый
солнечный закат» FCF Е110, красный 2G Е128, красный очаровательный АС
Е129, понсо 4R Е124, тартразин Е102. К диазокрасителям — коричневый FIT
El55 и черный блестящий BN Е151. Коричневый FK Е154 представляет собой
сложную смесь моно-, ди- и триазокрасителем. [25]
В составе молекул азокрасителей имеются электронодонорные группы,
обладающие склонностью к комплексообразованию с катионами металлов.
Например, в составе тартразина (Е102) содержится «пиридиновый» азот с
высокими нуклеофильными свойствами, способный связывать катионы
металлов. Благодаря своей склонности к комплексообразованию тартразин в 50х годах даже использовался как адсорбционный индикатор при анализе
серебра.[28] Гидроксисоединения с рядом расположенными в структуре
молекулы азогруппой и фенольным гидроксилом склонны к образованию
комплексов хелатного типа с катионами d-металлов (в том числе и с
микроэлементами).
Азокрасители, особенно при длительном и интенсивном солнечном
освещении или нагревании способны терять свой цвет из-за разрушения
хромофорной системы в присутствии восстановителей и окислителей (рис.4).
При длительном воздействии света азокрасители способны обратимо
изменять свой цвет (фотохроммзм) со смешением максимума поглощения в
длинноволновую область из-за изомеризации транс-формы азосоединения в
23
более энергонасыщенную цис-форму. [2] В темноте цвет восстанавливается.
Явление фотохромизма обнаруживается и для других типов красителей.
Рис.4. Реакция окисления, кислородом воздуха азогруппы в
азоксигруппы при оксилительном выцветании, где Ar, Ar' — ароматические
производные бензола иди нафталина.
К триарилметановым относятся пищевые красители, имеющие в своем
составе амино- и/или окси-производыос триарилметана: зеленый S EI42,
зеленый прочный FCF Е143, синий блестящий FCF Е133, синий патентованный
V E131.
Триарилметановые, или арилкарбониевые красители обладают меньшей
устойчивостью по сравнению с азосоединениями. В воде (особенно в щелочной
среде) триарилметановые красители могут превращаться в бесцветные
карбинольные соединения.[26]
В присутствии кислорода воздуха карбинольные формы красителей
способны разрушаться из-за дезалкилирования аминогрупп по механизму
окисления аминоазокрасителей.
К хинолиновым относятся красители, имеющие в своем составе
конденсированные ядра бензола и пиридина. Единственным представителем
этих красителей среди пищевых является желтый хинолиновый Е104.
К ксантеновым относятся красители, имеющие в своем составе
гетероциклическую группировку ксантона, в которой ядро гамма-пирона
24
сконденсировано с двумя бензольными кольцами. Представителем этой группы
красителей является эритрозин Е127.
К индигоидным относятся красители, имеющие в своем составе
гетероциклическую (индигоидную) группировку с сопряженными двойными
связями в сочетании с бензольными кольцами. Единственным представителем
этого класса красителей среди пищевых является индигокармин (индиготин)
Е132.
По растворимости синтетические красители делятся на водо-, жиро- и
спирторастворимые, а так же в зависимости от реакции они подразделяются на
кислые, основные и нейтральные красители.[21]
При
производстве
пищевого
продукта
с
использованием
водорастворимых красителей необходимо учитывать следующее:
-
при увеличении жирности и степени «взбитости» продукта интенсивность
его окрашивания уменьшается;
-
кислотность среды может оказывать влияние на интенсивность окраски и
оттенок цвета;
-
аскорбиновая кислота снижает интенсивность окрашивания готового
продукта;
-
видимая
интенсивность
окрашивания
продуктов
увеличивается
непропорционально концентрации красителя и постепенно выходит на
насыщение;
-
некоторые
синтетические
красители
в
растворах
на
свету
обесцвечиваются;
-
термообработка не меняет интенсивность и оттенок цвета продукта,
приготовленного с использованием синтетических пищевых красителей;
-
ионы кальция и магния, содержащиеся в жесткой воде, могут давать
осадки с красителями (лаки), поэтому при приготовлении растворов красителей,
а также в производстве напитков во избежание помутнений рекомендуется
использовать умягченную воду;
25
-
введение в рецептуру этилового спирта не меняет интенсивность и
оттенок цвета готового продукта, окрашенного синтетическими красителями, за
исключением триарилметановых.
Большой минус синтетических красителей, это мало изученность
безопасности и влияния на физиологию человеческого организма красящих
веществ, примесей и продуктов их метаболизма. Хотя употребление
синтетических красителей, как пищевых добавок насчитывает десятки лет.
Все синтетические пищевые красители можно отнести к органическим
соединениям. Обычно под синтетическими пищевыми красителями понимают
их натриевые соли, растворимые в воде, поэтому их относят к
водорастворимым органическим соединениям.
1.3.1. Хинолиновый желтый Е 104
Хинолиновый желтый C18H9NO8S2Na2— синтетический пигмент желтогозеленого цвета, применяемый в качестве пищевого красителя (рис.5).
Рис.5. Структурная формула Е 104
По европейской номенклатуре обычно обозначается кодом E 104,
обозначения в других странах: C.I. 47005, Food Yellow 13, жёлтый краситель КФ
6001. По химическим свойствам относится к числу азокрасителей — органических
веществ, содержащих азогоруппы (азотно-углеродистые соединения). Исходным
сырьем является смесь анилина и паральдегида, подвергнутая воздействию
концентрированной соляной кислоты. [32]
26
Краситель представляет собой желтый порошок или гранулят. Основной
компонент имеет состав Cl8H9NNa3O8S2. Химическое название: ди натрий - 2 - (2 хинолил) - индан -1,3 - диондисульфонат.[7]
Натриевая соль красителя растворима в воде с образованием раствора желтолимонного цвета. Раствор в уксусной кислоте (pH 5) имеет максимум поглощения
макс411 нм.
Краситель
ангидридом
и
получают
конденсацией
последующим
2-метилхинолина
сульфированием.[8]
Краситель
с
фталевым
выпускается
промышленностью в форме натриевой соли с содержанием основного вещества не
менее 70% и в форме алюминиевого лака с содержанием основного красящего
вещества 10...40%
Добавку E 104 используют как краситель для напитков и бакалейных товаров,
он дает яркий, красивый и стабильный цвет, нечувствителен к обработке и
хранению.
Водорастворимая форма хинолинового желтого не проявляет какой-либо
ощутимой долгосрочной токсичности. Не отмечено генотоксического или
канцерогенного действия, так же как и нет никаких подтверждений отрицательного
воздействия на воспроизводство или развитие. Однако в 1970 году были
опубликованы исследования, устанавливавшие связь между приемом красителя и
нарушением поведения у маленьких детей. Данные были многократно
перепроверены и не подтвердились, однако остается предположение, что прием
красителя может провоцировать гиперактивное поведение у генетически
предрасположенных к этому детей. Употребление данного пищевого красителя
может являться причиной воспаления кожи и возникновения крапивницы и ринита.
В странах Евросоюза и Австралии хинолиновый желтый применяется только
для окраски напитков и декоративных покрытий кондитерских изделий.[15] Он
полностью запрещен к применению в пищевых продуктах в США и Канаде. При
том в упомянутых странах это вещество широко применяется в фармакологии и
косметике под кодовым наименованием D&C Yellow. В России использование E
104 в пищевых продуктах разрешено.
27
1.3.2. Зеленый прочный FCF
Зеленый прочный FCF (Е 143) C37H34N2O10S3Na2 в натуральном виде добавка
выглядит как порошок или гранулы от красного до фиолетового-коричневого цвета
(рис.6).[7]
Вещество обладает гигроскопичностью, растворяется в воде (при 20С 150 г/л)
с образованием в кислой среде зеленого раствора, в нейтральной — голубоватозеленого, в щелочной — голубовато-фиолетового.
Рис.6.Структурная формула Е 143
Краситель получают конденсацией орто-сульфобензальдегида
с
α-/N-
этиланилино/-толуолсульфокислотой-, продукт реакции окисляют и переводят в
натриевую соль.[33] Краситель выпускается промышленностью в форме натриевой
соли с содержанием основного вещества не менее 85% и в форме алюминиевого
лака
с
содержанием
основного
красящего
вещества
10...40%.
В России добавка Е-143 разрешен в качестве пищевой добавки. В странах ЕС
- напротив, зеленый прочный FCF разрешен в фармацевтике и при производстве
косметических средств, но запрещен в пищевой промышленности. Плохо
всасывается в стенки кишечника, может привести к заболеваниям желудочнокишечного тракта.
28
§1.4. Влияние пищевых красителей на организм человека
К красителям и окрашивающим веществам, применяемым в производстве
фармацевтических и пищевых продуктов, предъявляются специальные требования,
основными из которых являются:
 безвредность в применяемых дозах, в том числе отсутствие
канцерогенности, тератогенности, мутагенности;
 отсутствие явно выраженной биологической активности;
 отсутствие взаимодействия с лекарственными веществами или
пищевыми продуктами;
 прочность окраски (отсутствие миграции, диффузия красителя,
устойчивость к действию света, изменению pH среды, действию
окислителей и восстановителей, повышению температуры);
 высокая степень окрашивания при малых концентрациях красителя;
 способность растворяться в воде или жирах или равномерно
распределяться в массе лекарственных и пищевых продуктов;
 отсутствие посторонних вкуса и запаха.
В настоящее время решение о возможности использования красителей в
большинстве
развитых
стран
принимается
государственными
органами
контроля.[12] Однако в национальных законодательствах по этому вопросу
имеются значительные расхождения.
Отсутствие единых требований к оценке безвредности красителей приводит
к тому, что красители, разрешенные в одних странах, запрещены к использованию
в других как токсичные. Такое положение является ненормальным в связи с тем,
что в настоящее время имеет место широкий обмен пищевыми продуктами и
медикаментами между различными странами. Пищевые красители, разрешенные к
применению для производства лекарственных средств в РФ представлены в
таблице 4.[20]
29
Таблица 4.
Пищевые красители, разрешенные при производстве лекарственных препаратов
в РФ
Краситель
Екод
Стран
а
Тартразин (ТАР)
E 102
Желтый
хинолиновый
(ХЖ)
Желтый
«солнечный
закат» FCF (ЖЗ)
Е 104
РФ,
США,
ЕС
РФ,
США,
ЕС
РФ.
США,
ЕС
E 110
Азорубин
E 122
(кармуазин) (ЛЗР)
ДСД,
мг/кг
веса
тела в
день
7,5
10
2,5
РФ,
ЕС
4
Амарант (ЛМ)
E 123
ЕС
0,05
Понсо 4R (I1-4R)
E 124
РФ,
ЕС
4
Эритрозин
E 127
ЕС,
США
0,1
Красный
очаровательный
АС (КРОЧ)
E 129
РФ,
США,
ЕС
7
Индигокармин
(ИНД)
E 132
РФ,
США.
ЕС
РФ,
США,
ЕС
5
Синий блестящий E 133
FCF (СБ)
12.5
Примечание
в РФ запрещен в
производстве
лекарственных средств
Разрешен для
приготовления
лекарственных средств
Не разрешен для
окрашивания
лекарственных средств.
Запрещен в Норвегии
Разрешен для
приготовления
таблеток и капсул
В РФ считается
канцерогеном н
запрещен
Не разрешен для
окрашивания
лекарственных средств
Запрещен при
регистрации и
производстве
лекарственных средств
В РФ не имеет
разрешения на
окрашивание
лекарственных средств
В РФ разрешен для
приготовления
таблеток
В РФ не разрешен к
применению в составе
лекарственных средств
30
Зеленый S (3-S)
РФ,
ЕС
5.0
РФ,
США.
ЕС
12,5
E 142
Зеленый прочный E 143
FCF (ЗП)
В РФ не разрешен для
окрашивания
лекарственных средств
В РФ разрешен к
применению в составе
лекарственных средств
С целью преодоления разногласий между различными национальными
правовыми нормами создаются международные организации, ставящие задачу
защиты общественного здоровья и определения требований к импортируемым
продуктам. Так, комитет экспертов ЕЭС с 1954 г. периодически издает перечни
красителей, разрешенных к применению в странах - членах сообщества.[17]
Основным
красителей
в
требованием,
пищевой
и
определяющим
фармацевтической
возможность
использования
промышленности,
является
безвредность. В то же время по токсикологической оценке различных красителей
как в литературных источниках, так и в законодательных актах различных стран
имеется много противоречивых данных. Это является следствием отсутствия
единого подхода к оценке безвредности красителей, унифицированных методов
токсикологических исследований, различной чистоты исследуемых образцов. В
ряде случаев продолжают использоваться некорректные методы в оценке
токсичности красителей. Так. многочисленные факторы, накопленные в последние
годы свидетельствуют о том, что предсказание токсичности, в том числе
канцерогенности, по структурным формулам химических соединений, наличию
определенных
функциональных
группировок,
применяемое
некоторыми
токсикологами, является несостоятельным.
Обоснованное заключение о наличии какого-либо вредного действия или
безвредного каждого красителя можно делать только на основании статистически
достоверных результатов специальных экспериментальных исследований, которые
должны иметь три основные цели: выявление первичных хронических воздействий
на ткани и функции организма; выявление возможных вторичных факторов:
аллергогенность,
канцерогенность,
мутагенность;
тератогенность
и
др.;
31
установление пороговой дозы, определение коэффициента безопасности и,
наконец, максимально допустимой суточной дозы для человека.
При выдаче рекомендаций о возможности использования красителей для
пищевых и фармацевтических целей ФАО/ ВОЗ исходит из положения о том, что
все вещества при чрезмерном их употреблении оказывают токсическое действие,
однако в определенных дозах они не вызывают каких- либо побочных вредных
явлений даже при ежедневном потреблении живым организмом в течение всей
жизни. Понятие «безвредность» имеет силу при наличии ссылки на дозу, способ
потребления и концентрацию в каком-то определенном веществе или продукте в
условиях его использования.[20]
Вещества, используемые в производстве пищевых продуктов и медицинских
препаратов для придания им определенной цветности, можно отнести к классам:
минеральные пигменты, красители природного происхождения, синтетические
красители.
В странах ЕЭС частота использования этих классов красителей для
окрашивания
фармацевтических
препаратов
характеризуется
следующими
данными: природные - 6 %. минеральные - 27 %. синтетические - 67 % общего
количества окрашиваемых препаратов.[31]
Наибольшее внимание с точки зрения потребителя
лекарственных
препаратов вызывают вопросы токсичности применяемых пищевых красителей.
Натуральные красители не представляют угрозы здоровью человека. Помимо
этого, они содержат витамины и микроэлементы, которые положительно влияют
на здоровье человека.
Бета-каротин (оранжевый натуральный краситель) играет две важные роли в
организме:
участвует
в
антиоксидантной
защите организма и
является
предшественником витамина А. Он препятствует образованию злокачественных
опухолей; активизирует и улучшает процессы в иммунной системе; снижает риск
сердечно-сосудистых заболеваний; обеспечивает здоровое состояние кожи;
предотвращает развитие глаукомы, а также других заболеваний, связанных со
32
зрением; защищает организм от вредного влияния облучения, солнечной радиации;
предотвращает преждевременное старение.
Антоцианы (красные натуральные красители): оказывают бактерицидное
действие, улучшают строение волокон и клеток соединительной ткани,
восстанавливают отток внутриглазной жидкости и давление в глазном яблоке,
связывают свободные радикалы кислорода и препятствуют повреждению мембран
клеток, укрепляют стенки кровеносных сосудов.
Аннато (красно-коричневый
натуральный
краситель): защищает
от
воздействия ультрафиолета; обладает антисептическими свойствами; помогает
устранить проблемы, связанные с работой органов пищеварения; понижает
уровень холестерина в крови; защищает от различных инфекций кожи и слизистых
оболочек; помогает бороться с заболевания мочеполовой системы; понижает
артериальное давление.
Куркумин (желтый
натуральный
краситель): является
естественным
антисептиком и антибактериальным средством, применяемым при дезинфекции
порезов и ожогов, приостанавливает развитие меланомы и уничтожает уже
сформировавшиеся
её
клетки,
является
мощным
природным
средством,
помогающим при воспалениях и не дающим побочных эффектов, замедляет
развитие рассеянного склероза, помогает стабилизировать вес, эффективно
используется в лечении артрита.
Бетанин (натуральный
красный
краситель): очищает
организм
от
радиационных веществ, от ядов, попадающих из внешней среды, под влиянием
бетанина снижается кровяное давление, предупреждается множество болезней
сердца и сосудов. Кроме этого, бетанин предотвращает раковые заболевания и
старение организма.
Солодовый экстракт (темно-коричневый натуральный краситель): приводит
к росту и развитию мышечной массы, очищает организм от шлаков и токсинов,
воздействует на организм как спазмолитическое, антиатеросклеротическое,
ранозаживляющее
и
желчегонное
средство,
оказывает
стимулирующее
воздействие на процесс кроветворения, снижает содержание холестерина в крови.
33
Медные комплексы хлорофилла (зеленый натуральный краситель). Широко
распространено мнение, что хлорофилл и его медные комплексы отлично подходят
для
применения
восстанавливающих
в
качестве
уровень
биологически-активных
гемоглобина.
Хлорофилл
добавок
тормозит
(БАД),
развитие
онкологических заболеваний и хорошо очищает организм от шлаков и токсинов.
Синтетические красители более выгодны для производителей. Но так ли
они безопасны, как натуральные? В России существует довольно большой список
запрещенных синтетических красителей. Но даже разрешенные в России красители
представляют угрозу нашему здоровью.
Исследования, проведенные специалистами из Великобритании, показали,
что употребление
104(хинолиновый
таких
пищевых
желтый),
122(кармуазин),124(понсо
4R),
110
красителей,
(жёлтый
129(красный
как Е-102(тартразин),
«солнечный
закат»),
очаровательный)
вызывает
следующие осложнения у взрослых и детей:

повышенная возбудимость нервной системы,

нарушения памяти и внимания,

неконтролируемые перепады настроения,

сильные аллергические реакции,

дисбактериоз,

кислородное голодание,

развитие опухолей.[31]
Тартразин (желтый,
Е 102, разрешен в изготовлении лекарственных
препаратов) обладает высокой степенью аллергенности, при попадании его в
больших дозах в организм человека возникает сильная крапивница. Употребление
Е102 детьми приводит к ухудшению мозговой деятельности, снижению
внимательности на фоне гиперактивности. В редких случаях отмечены появления
отека Квинке и синдрома Меркельссона-Розенталя, который характеризуется
трещинами на языке и параличом лицевого нерва. На территории РФ и Украины
разрешено использовать тартразин в качестве пищевого красителя, но его
количество строго нормировано.
34
Понсо 4R (ярко-красный, Е124) - потенциальный канцероген, может
вызвать онкологические заболевания. Провоцирует приступы астмы. Способен
вызывать
аллергические
реакции.
Может
являться
одной
из
причин
гиперактивности у детей. Вред, наносимый пищевой добавкой Е124, побудил
власти США, Финляндии и Норвегии запретить её использование на территории
этих государств. Однако в Евросоюзе, Австралии, Новой Зеландии и, к сожалению,
в России этот вредный пищевой краситель до сих пор применяется.
Хинолиновый желтый (лимонно-желтый, Е104, разрешен в изготовлении
лекарственных
препаратов),
-
очень
опасный
синтетический
азокраситель. Результаты исследований показывают, что использование пищевой
добавки Е104 способствует повышению гиперактивности детей. Кроме того,
добавка
Е104
может
вызывать
воспаление
кожных
покровов,
крапивницу, приступы удушья у астматиков. Краситель «хинолиновый желтый»
противопоказан людям, чувствительным к аспирину.
Кармуазин (красный, Е122 - C20H12N2Na2O7S2, разрешен в изготовлении
лекарственных препаратов) способен вызывать аллергию при употреблении
внутрь, а также при наружном контакте. Е122 усиливает проявления синдрома
дефицита внимания и гиперактивности у детей, а также негативно сказывается
на уровне их интеллекта.
Черный
блестящий (фиолетовый,
Е151
- C28H17N5Na4O14S4.)
может
вызвать аллергические реакции, нарушение работы кишечника, аритмию, кожные
заболевания.
Синий блестящий (синий, Е133 - C37H34N2Na2O9S3) обладает канцерогенным
эффектом. В организме человека краситель Е-133 практически не всасывается и
95% поглощенного красителя выходит из организма вместе с остатками пищи.
Добавка Е-133 может вызывать приступы удушья у астматиков и аллергические
реакции, особенно у людей, чувствительных к аспирину.
Желтый «Солнечный закат» (ярко-желтый, Е110, разрешен в изготовлении
лекарственных препаратов)- является сульфированной версией опасного красителя
Судан I, который является канцерогеном. Побочными эффекты при приеме :
35
тошнота, крапивница (сыпь), заложенность носа, ринит (насморк), опухание почек,
хромосомные повреждения. Пищевая добавка Е110 часто является причиной
несварения желудка, рвоты, болей в животе, неприятия пищи.
Индигокармин (ярко-синего цвета,
Е132- C16H8N2Na2O8S2, разрешен в
изготовлении лекарственных препаратов ) может вызывать проблемы с сердцем,
тошноту. Кроме того краситель Е132 провоцирует приступы удушья у астматиков
и
вызывает
серьезные
аллергические
реакции.
Может
спровоцировать
хромосомные аномалии.
Красный очаровательный (темно-красный, Е129- C18H14N2Na2O8S2) может
вызвать кислородное голодание и гиперактивность у детей.
Диоксид титана (белый краситель Е171- TiO2) может вызывать болезни
печени и почек. При проведении эксперимента учеными из Калифорнии, было
выявлено, что диоксид титана, считающийся безопасным средством, таким на
данный момент не является. Подопытным грызунам в воду был добавлен порошок
диоксида, в течение пяти дней была нарушена цепочка ДНК, произошла
деформация хромосом.[28]
Некоторые синтетические красители применяют в медицине. Например,
конго красный ускоряет свертывание крови при кровотечениях фенолфталеин
применяется как слабительное. Многие красители способны поражать бактерии и
простейшие микроорганизмы. Так, акридиновые красители риванол и акрихин
являются противомалярийными препаратами, трипафлавин воздействует на
дифтерийную палочку, бриллиантовый
зеленый
обладает бактерицидным
действием.[13]
Основные современные направления исследований по созданию безвредных
красителей:
- стабилизация красителей, нестойких при изменении pH и высоких
температурах, путем создания комплексов с металлами, перевода в Na-соли, а
также добавления буферных добавок;
- замена красителей природного происхождения их синтетическими
аналогами. Наибольшее развитие эти работы получили в Индии;
36
- создание нерастворимых пигментов - лаков путем сорбции растворимых
синтетических красителей на специально подготовленных сорбентах гидроокси алюминия или двуокиси титана;
- создание красящих веществ, не всасывающихся из желудочно-кишечного
тракта, путем иммобилизации красителей на полимерных основах, не
подвергающихся биодеструкции.
§1.5. Товарная форма пищевых красителей
Препараты натуральных пищевых красителей могут выпускаться в виде
порошков (кристаллических), паст или жидкостей, как в масло, так и в
вододиспергируемой (растворимой) формах. Различные товарные формы могут
быть в разной степени устойчивы к температуре, изменениям pH среды и т.п.[2]
Содержание основного красителя нормировано и составляет десятые доли
процента, проценты или даже десятки процентов. Это позволяет всегда подобрать
препарат, который удобно дозировать и вносить в продукт. Товарные формы
натуральных красителей могут содержать помимо основного красителя примеси,
попавшие из сырья в процессе выделения красителя (побочные красители, белки,
жиры, углеводы, витамины и т. д.), а также специально вносимые добавки
(антиоксиданты, эмульгаторы, консерванты и т. п.). Разумеется, большую долю
товарной формы составляет носитель: растительное масло, вода, мальтодекстрин и
т п.
Помимо
поисков
новых
источников
натуральных
красителей
их
изготовители активно ведут разработки новых товарных форм натуральных
красителей. [13] Разработки сконцентрированы на четырех главных направлениях:
получение диспергируемых в воде форм маслорастворимых природных красящих
веществ; усиление стойкости к окислению путем поиска подходящих антиоксидантов;
улучшение стабильности
к окислению и прозрачности;
замена
«враждебных» потребителю (часто аллергенных) ингредиентов и компоненты из
генетически модифицированных источников.
37
Использование
распылительной
сушки
при
вело
к
разработке
микрокапсулировапных натуральных красителей повышенной стабильности.
Полное микрокапсулирование позволяет заключить частицы красителя в
защитную сетку, полностью изолирующую его от факторов, вызывающих потерю
или изменение окраски. Измельчение красящих веществ и их капсулировапие в
нерастворимом
носителе
позволяет
получать
суспензии
красителей
со
следующими преимуществами:
-
улучшенная светостойкость (например, куркумина);
-
маслодиспергируемые формы водорастворимых красителей (красный
свекольный и карамельный колер):
-
снижение дозировок добавок, которые могут создавать проблемы в
процессе производства пищевых продуктов (например, экструзионных);
-
расширение спектра возможных оттенков цвета красителей;
-
уменьшение миграции красителей на поверхность продукта.
Наиболее популярной товарной формой синтетических красителей является
порошкообразная, но для окрашивания пищевых продуктов используют также
гранулированные красители, лаки, дисперсии. Содержание основного красящего
вещества в порошках и гранулах, как правило, 80...85%, в лаках — 10...40%.[2]
Концентрация синтетических пищевых красителей, нанесенных на соль, сахар или
растворенных в воде, обычно от 1 до 10%.
В отличие от порошков, гранулированные товарные формы красителей
позволяют
избежать
ненужного
пылеобразования
при
отвешивании
и
пересыпании, они имеют лучшую текучесть и растворимость. В остальном они
обладают теми же свойствами, что и порошки. Гранулы синтетических красителей
производят неправильной формы с шероховатой поверхностью или правильной
сферической формы с гладкой поверхностью. Гранулы правильной формы
отличаются большей текучестью и лучшей растворимостью.
При работе с красителями и при их хранении нельзя применять посуду из
оцинкованного железа и алюминия, так как большая часть красителей склонна
реагировать с этими металлами, особенно в кислых растворах, с образованием
38
нерастворимых лаков[10]. Можно использовать эмалированную посуду, посуду из
темного стекла, пищевой пластмассы или нержавеющей стали. Хранить растворы
красителей лучше всего в хорошо проветриваемых помещениях в условиях слабого
освещения и при температуре 5...10°С. Натуральные красители следует хранить в
максимально заполненной колорантом таре и лучше всего под азотом.[17] Обычно
после вскрытия заводской упаковки натурального красителя рекомендуется
использовать его в течение нескольких суток, так как контакт с кислородом воздуха
нежелателен для любых красителей, особенно для каротиноидов.
39
ГЛАВА 2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ О МЕТОДАХ ВЫДЕЛЕНИЯ И
ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРАСИТЕЛЕЙ
Пробоподготовка - важнейший этап, предшествующий определению
изучаемого красителя. При выбранном способе пробоподготовки аналит должен
быть сконцентрирован без деградации, а матричные компоненты удалены. В
зависимости от того какой был выбран объект исследования выбирают способ
концентрирования красителей. Основные методы, которые применяют это
сорбция, экстракция (различными растворителями), а так же эти способы могут
сочетать друг с другом.[4]
Оптимальным в проведении способом является
сорбционное концентрирование. За рубежом в англоязычной научной литературе
данный способ называют твердофазной экстракцией, который находит все более
широкое применение для выделения и концентрирования аналитов.
Для определения пищевых красителей используют различные физикохимические
методы.[16]
многокомпонентных
В
смесей
основном
красителей
для
разделения
используют
и
определения
хроматографические,
электрохимические методы, капиллярный электрофорез и более простой
спектрофотометрический метод.
§2.1. Сорбционное извлечение красителя
Самым распространенным методом извлечения красителей из сложных
матриц является сорбционный. Основные преимущества сорбционного извлечения
красителя по сравнению с другими методами извлечения красителей: высокий
коэффициент концентрирования, разделения, простота разделения фаз и
возможность автоматизации.
При извлечении красителей из твердых форм лекарств предварительно
образцы измельчают и растворяют в воде или в различных органических
растворителях.[11]
Следующим этапом извлечения красителя после сорбционного является
десорбция и определение красителя с помощью физико-химических методов в
растворе-концентрате. Обычно десорбирующие процессы затруднены жесткими
40
условиями при нагревании в агрессивных средах. Что приводит к разрушению
красителей.
В качестве сорбентов, которые способны извлечь анионный краситель
используют сорбенты с активными анионнообменными центрами табл.5.[18] Это
шерсть, пенополиуретаны, полиамидные сорбенты, оксид алюминия, так и
неполярные сорбенты и сорбенты, включающие и гидрофильные, и липофильные
центры (HLB), а также новые композиционные материалы − магнитные
наночастицы с нанесенными на них различными сорбентами и т.д.
Таблица 5.
Характеристика основных сорбентов для извлечения красителей
Сорбент
Матрица/
привитая группа
Syд,
м2/г
Полимер с
—СО—NH—
повторяющейся
амидной группой
Оксид
Неорганический
алюминия сорбент
LiChroprep ХМК-С18
SiO2/C18
RP-18
(17-19 % С)
Bakerbond ХМК-С18
SiO2/C18
Octadecyl
(17,2% С)
Spe C18
Sep-Pack
ХМК-С18
SiO2/C18 (12 % С)
C18
Oasis HLB Сополимер Nвинилпироллидон
аи
дивинилбензола
Oasis
Сополимер NWAX
винилпироллидон
аи
дивинилбензола с
привитыми
пиперазиновыми
группами
Н.д.
Полиамид
Природа
сорбента
Размер Размер
частиц
пор,
мкм
А
150Н.д.
250
90180
320380
320350
60-200
Н.д.
40-63
100
47-60
60
325
55-105
125
810831
30-60
80-82
810
30-60
80
41
Полимер на
основе стирола и
дивинилбензола
Amberlite Полимер на
XAD-1180 основе стирола и
дивинилбензола
Strata-XПолимерный
AW
сорбент на основе
стирола с
привитым
диаминным
лигандом
Diaion HP- Полимер
2MG
метилового эфира
Amberlite
XAD-16
Стирол,
дивинилбензол
800900
20-60
100150
Стирол,
дивинилбензол
600
20-60
300
Стирол
CH2NHCH2CH2NH
800
33
85
500
25-50
170
2
метакриловой
кислоты
На шерсти в настоящее время извлекают на нем не только анионные
красители, но и нейтральные. Сорбцию проводят из подкисленных, в основном
уксусной кислотой, растворов, десорбцию осуществляют разбавленным раствором
аммиака.[18] Преимуществом шерсти как сорбента является доступность и малая
стоимость, в то же время есть и недостатки. Главными недостатками являются
затрудненные процессы сорбции и десорбции, а также малое количество
извлекаемого красителя, как следствие разрушения структуры красителя в
условиях пробоподготовки.
Пористость с мембраннной структурой и гидрофобная полимерная матрица
присуще сорбенту- пенополуиретану (ППУ).[11] Данный сорбент имеет свои
плюсы по отношению к анионным красителям:
- легкость отделения от раствора, обусловленные его монолитностью;
- отсутствие собственной окраски;
- доступность и низкую стоимость.
Тем не менее, невысокие значения степеней извлечения красителей на ППУ,
сложность десорбции, а также ряд проблем, возникающих при реализации сорбции
42
в динамическом режиме, обусловливают ограниченное применение этого сорбента
в анализе.
Сорбенты органического происхождения – полиамидные, все чаще
применяют для извлечения красителей из матриц или экстрактов. Под названием
«полиамид» объединяют группу различных гетероцепных полимеров, содержащих
повторяющуюся амидную группу —СО—NН—.[11]
Наиболее часто встречаемый сорбент в органическом анализе, это оксид
алюминия. Он механически прочный и гидролитически устойчив. Одним из
основных факторов, влияющих на сорбцию органических веществ на поверхности
оксида алюминия, является кислотность среды. Сила взаимодействий сорбент –
сорбат зависит от зарядового состояния поверхности. С увеличением кислотности
среды растет число бренстедовских кислотных центров поверхности, возрастает
общий положительный заряд. Таким образом, сорбция отрицательно заряженных
органических соединений за счет электростатических взаимодействий должна
увеличиваться при уменьшении рН среды. При рН > 7 (точка нулевого заряда
поверхности
оксида алюминия
отрицательный
заряд, поэтому
рН 7–8
сорбция
) поверхность
отрицательно
сорбента имеет
заряженных
форм
невозможна. Сорбцию пищевых анионных сульфоазокрасителей, как правило,
проводят из слабокислых растворов.
Такой краситель как Е 104 относится к красителям хинофталонового ряда, Е
143 к красителям трифенилметанового ряда.
В водных растворах Е 104 наблюдается незначительный гипсохромный сдвиг
длины волны максимума поглощения при переходе к щелочным растворам, а в
щелочной области наблюдается гипохромный эффект.
В таблице 6 представлены значения pKa и факторы гидрофобности (lgP)(для
неионизированных форм красителей).
43
Таблица 6.
Значения рКа и фактора гидрофобности lg P (в системе октанол-вода) для
анионных пищевых красителей
Индекс
РКа
пищевой
добавки
Хинофталоновый краситель
-0.6
Е 104
Хинолиновый желтый (ХЖ)
7.5
Краситель
Трифенилметановый краситель
2.8
8.6
Зеленый прочный FCF (ЗП)
Е143
Функциональная
группа
lgP
HSO3
1.7
1
0.5
4
N
N
ОН
2.6
4
Для Е 143 характерно резкое изменение спектра поглощения при
изменении рН раствора . В структуре красителя Зеленого прочного имеются три
сульфо-, две амино-группы и одна гидроксогруппа. В кислой среде (1 М НСl)
в
соответствии
со значением рКа1 преобладает молекулярная и частично
ионизированная форма. При увеличении рН раствора происходит дальнейшая
диссоциация и переход к трехзарядному аниону при рН > 7, что сопровождается
значительным увеличением полосы поглощения при 624 нм и уменьшением
полосы поглощения при 450–430 нм. Молярный коэффициент поглощения ЗП
в нейтральной среде в 3-5 раз выше (624 нм) по сравнению с другими красителями
при характеристических длинах волн.[18]
Одним из важных факторов влияющих на сорбцию веществ на поверхность
сорбента является кислотность среды. В зависимости от рН красители находятся в
растворе в виде 1-о, 2-х, 3-х и 4-х зарядных анионов. В сильнокислой области часть
молекул красителя может существовать в молекулярной форме (рис.7).
Кислотность влияет не только на состояние аналита в растворе, но и на заряд
на поверхности некоторых сорбентов. Так, например, поверхность оксида
алюминия в кислых и слабокислых средах положительно заряжена. При рН>7
44
(точка нулевого заряда поверхности оксида алюминия рН 7-8) поверхность
сорбента имеет отрицательный заряд.
Рис. 7.Диаграммы распределения форм красителя Е104
На эффективность сорбции красителей влияет как природа сорбента, так и
природа сорбата, а также форма существования красителя в водной фазе.
Одним из важнейших параметров сорбционного процесса является время
установления сорбционного равновесия, которое в основном определяется
поверхностью и пористой структурой самого сорбента.
§2.2. Спектрофотометрический метод определения красителей
Одним
из
старейших
методов
аналитической
химии
является
спектрофотометрический метод. Поглощение видимого света некоторыми
веществами в течение долгого времени использовали для визуальной оценки их
концентрации.
Термином
«колориметрия»
называли
методы
определения
элементов путем визуального сравнения интенсивности окраски пробы с
соответствующими стандартными образцами с применением мерных цилиндров
или визуальных компараторов. Фотоэлектрическая регистрация интенсивности
света, прошедшего через раствор образца, расширила возможности метода,
позволив
работать
также
в
невидимой
области
спектра.
Современная
спектрофотометрия – это инструментальный метод, основанный на измерении
45
поглощения электромагнитного излучения в ультрафиолетовой (УФ, 200-380 нм),
видимой (380-780 нм) и ближней инфракрасной (ИК 760–1100 нм.) областях
спектра.[5]
Спектрофотометрия как количественный метод обязана своим бурным
развитием технологическому прогрессу, созданию новых материалов и методов
обработки данных. Применение специальной оптики и микропроцессорной
техники, сопряженной со спектрофотометрами, открыло новые возможности
использования приборов при регистрации и обработке спектров. Как в отношении
непосредственного
анализа,
спектрофотометрические
Спектрофотометрия
так
методы
относится
к
и
в
отношении
достаточно
наиболее
обработки
легко
данных
автоматизировать.
распространенным
методам
детектирования в автоматизированных методах анализа.
В случае поглощения веществами немонохроматического излучения
выделяют
фотоколориметрические
(колориметрические)
методы
анализа.
Фотоколориметрия отличается от спектрофотометрического анализа тем, что
анализируемое
вещество
с
помощью
какого-либо
реагента
переводят
(количественно) в окрашенное соединение. Вначале получают окрашенные
растворы,
используя
растворы
стандартных
образцов.
Затем
строят
градуировочный график зависимости интенсивности поглощения окрашенных
растворов от концентрации стандартного раствора, по графику рассчитывают
содержание вещества в испытуемых образцах.[18]
Метод абсолютной спектрофотометрии (фотоколориметрии) основан на
измерении светопоглощения анализируемого раствора относительно раствора
сравнения, в качестве которого может использоваться чистый растворитель или
раствор,
содержащий
все
компоненты
анализируемого
раствора,
кроме
определяемого вещества.[11] Метод дифференциальной спектрофотометрии
(фотоколориметрии) основан на измерении светопоглощения анализируемого
раствора относительно раствора сравнения, содержащего определенное количество
стандартного образца испытуемого вещества или его заменителя. Такой прием
приводит к изменению рабочей области шкалы прибора и снижению
46
относительной погрешности определения до ±(0,5–1) %, т. е. сопоставимой с
титриметрическими методами.[18]
Использование спектрофотометрического метода предполагает получение
истинного раствора. Как правило, объектами анализа являются достаточно простые
с точки зрения пробоподготовки вещества, для которых определение красителей
можно проводить напрямую после растворения анализируемых образцов и
последующей фильтрации при необходимости. В более сложных объектах
(косметические продукты, лекарственные препараты и т.д.) после растворения
образца применяют экстракцию красителей в органическую фазу или проводят
определение красителей после сорбции и последующей десорбции с сорбентов.
При этом определение красителей проводят не только в водной среде, но и в
органической (смесь метанол-аммиак, этанол, толуол и т.д.).[8]
Для анализа двухкомпонентной смеси красителей применяют метод
Фирордта, основанный на измерении поглощения при выбранных длинах волн и
решении системы линейных уравнений относительно концентраций компонентов,
полученных с применением закона Ламберта-Бугера-Бера (при двух длинах волн)
(формула 2.1): поглощение монохроматического света окрашенным раствором
прямо пропорционально концентрации поглощающего свет вещества и толщине
слоя раствора, через который он проходит.[5] Данный закон является основным
законом светопоглощения и лежит в основе большинства фотометрических
методов анализа:
(2.1)
где I0 — интенсивность входящего пучка, l — толщина слоя вещества,
через которое проходит свет, kλ — показатель поглощения.
Чтобы закон Бугера Ламберта Бера
полностью выполнялся, должны
соблюдаться следующие условия:
1. Излучение должно быть монохроматическим, т.е. длина волны должна быть
одинаковой, ей будут просвечивать раствор и взвесь.
47
2. Молярный коэффициент поглощения зависит от преломляющих свойств сред
– как взвеси, так и раствора. Если преломление во взвеси сильнее, то
линейный закон не применим. Чем больше коэффициент ε, тем более
чувствительным будет метод в данном определении.
3. Во время измерений должна быть постоянная температура окружающей
среды. Допустимо изменение только в пределах пары градусов.
4. Применяться должен только параллельный пучок света.
5. В процессе измерения спектрофотометром концентрация анализируемого
вещества не должна меняться вследствие изменения природы исследуемого
вещества. Например, во взвеси не должны молекулы переходить в ионы, в
результате диссоциации или кислотно-основной реакции.
6. Стараться избегать возбуждения электронов в атоме (иногда такой способ
тоже применяют для анализа, но в классическом применении его избегают),
то есть не облучать атомы энергией свыше шестидесяти килоджоулей.
7. Свет должен проходить одинаковый путь при измерении раствора и взвеси.
8. В качестве раствора часто применяют дистиллированную воду.
Широко используются производные спектрофотометрические методы для
определения красителей в смесях. В методе определяют производные от
оптической плотности по длине волны и получают соответствующие спектральные
кривые в координатах производная оптической плотности (ось ординат) - длина
волны (ось абсцисс).
В основном используют производные первого, второго порядка или
отношение производных спектров, а также производные двойного отношения
спектров. Основная масса работ посвящена определению бинарных смесей и
несколько тройных смесей красителей. Измерение сигнала проводят в основном в
точке длины волны нулевого пересечения.
Для измерения оптической плотности и регистрации спектров поглощения
применяют спектрофотометры — приборы, позволяющие проводить анализ как
окрашенных, так и бесцветных соединений по избирательному поглощению
монохроматического излучения в видимой, УФ- и ИК-области спектра. Сегодня на
48
рынке
имеется
большое
разнообразие
спектрофотометров
различных
производителей. Сконструированы спектрофотометры, работающие в различных
областях спектра, например, только в УФ- или только в ИК-области, в УФ- и
видимом диапазоне. Существуют приборы, работающие во всех диапазонах, что
позволяет на одном и том же оборудовании проводить различные исследования.
Современная аппаратура дает возможность измерять УФ-спектры в области от 190
до 380 нм, видимые спектры — от 380 до 780 нм, ИК-спектры — от 780 до 40000
нм (40 мкм).[5] Оптическая схема спектрофотометра приведена на рисунке 8.
Рис.8. Оптическая схема спектрофотометра: 1 — источник излучения; 2 —
зеркало; 3 — входная щель; 4 — сферическое зеркало; 5 — монохроматор; 6 —
выходная щель; 7 — кювета с раствором; 8 — фотоэлемент; 9 — индикатор
сигнала
В качестве источника излучения (1) используют водородные, дейтериевые,
ртутно-кварцевые, натриевые, а также ксеноновые лампы. Монохроматор (5) —
стеклянная или кварцевая призма, дифракционная решетка — служит для
получения монохроматического света. Фотоэлемент (8) превращает энергию
падающего света в электрический ток, а усилитель позволяет получить сигнал,
который распознается детектором (9). Детектор преобразует сигнал в конкретные
числовые значения. Важной деталью прибора является кювета (7), к которой
предъявляют особые требования. Допустимые отклонения в толщине слоя
используемых кювет должны быть не более ±0,005 см. Кюветы, предназначенные
для испытуемого раствора и раствора сравнения, должны иметь одинаковое
49
пропускание (или оптическую плотность) при заполнении одним и тем же
растворителем. В противном случае это различие следует учитывать.
§2.3. Методы молекулярной абсорбционной спектроскопии
Методы молекулярной абсорбционной спектроскопии не требует дорогой
аппаратуры и является достаточно простыми в исполнении. Определению
красителей не мешают вещества, не имеющие полосы поглощения в видимой
области, но возникает проблема определения одних красителей в присутствии
других. Так как спектры поглощения красителей накладываются, для их
определения красителей в смесях необходимо проводить дополнительную
математическую обработку. Для этой цели применяют метод Фирордта,
производную спектрофотомерию или хемометрические методы.[18] В таблице
(приложение 1.) представлены спектрофотометрические методы определения
смесей красителей в продуктах питания.
Использование спектрофотометрического метода предполагает получение
истинного раствора. Как правило, объектами анализа являются достаточно простые
с точки зрения пробоподготовки вещества, для которых определение красителей
можно проводить напрямую после растворения анализируемых образцов и
последующей фильтрации при необходимости. В более сложных объектах
(косметические продукты, заварные крема, желатины и т.д.) после растворения
образца применяют экстракцию красителей в органическую фазу или проводят
определение красителей после сорбции и последующей десорбции с сорбентов.
При этом определение красителей проводят не только в водной среде, но и в
органической (смесь метанол-аммиак, этанол, толуол и т.д.).[8]
Для анализа двухкомпонентной смеси красителей
применяют метод
Фирордта, основанный на измерении поглощения при выбранных длинах волн и
решении системы линейных уравнений относительно концентраций компонентов,
полученных с применением закона Ламберта-Бугера-Бера при двух длинах волн.
50
Широко используются производные спектрофотометрические методы для
определения красителей в смесях. В методе определяют производные от
оптической плотности по длине волны и получают соответствующие спектральные
кривые в координатах производная оптической плотности (ось ординат) – длина
волны (ось абсцисс).
В основном используют производные первого, второго порядка
или
отношение производных спектров, а также производные двойного отношения
спектров. Основная масса работ посвящена определению бинарных смесей
и несколько тройных смесей красителей. Измерение сигнала проводят в основном
в точке длины волны нулевого пересечения.
Хемометрические алгоритмы с использованием многомерной калибровки
компонентов применяют для получения достоверных результатов таким методом
необходимо проводить анализ спектров большого количества различных смесей,
полученных при различных соотношениях одних и тех же красителей. Для анализа
2-х и более красителей применяют классический метод наименьших квадратов
(CLS), проекции на латентные структуры (PLS -1, PLS-2), регрессия на главные
компоненты (PCR) и в последние годы «H-point» стандартный метод добавок
(HPSAM), многофакторный
метод
калибровки
HLA/GO и
многомерный
разрешение кривой методом чередующихся наименьших квадратов (MCRALS).[18]
§2.4. Хроматографические методы
Широко
распространёнными
методами
определения
синтетических
красителей являются хроматографические методы, такие как обращено-фазовая
высокоэффективная жидкостная хроматография (ОФ ВЭЖХ), ион-парная ВЭЖХ и
ультра высокоэффективная жидкостная хроматография (УВЭЖХ). [10]
Как правило, методом ВЭЖХ определяют большое количество красителей,
вплоть до 40 красителей. В качестве неподвижной фазы в основном используют
51
неполярный сорбент ХМК-С18 или ХМК-С8.[2] Для решения конкретной задачи
выбор в основном сводится к подбору состава подвижной фазы.
В качестве подвижных фаз используют смеси метанола, ацетонитрила и
раствор ацетата аммония или формиата аммония, необходимый для поддержания
рН. При определении красителей хроматографическим методом в отличие от
спектрофотометрического стадия пробоподготовки более длительна и сложна.[18]
Так, пробоподготовка для твердых образцов включает растворение образца,
гомогенизацию, центрифугирование, сорбцию и десорбцию с сорбента или
экстракцию
красителей,
фильтрацию,
упаривание
и
растворение
в
соответствующем растворителе.
В подавляющем большинстве случаев для определения красителей методом
ВЭЖХ используется обращенно-фазный вариант, что связано с большими
возможностями этого метода при применении градиентного элюирования для
разделения многокомпонентных смесей красителей.[10]
Имеется небольшое количество работ с ион-парной ВЭЖХ. Добавление в
подвижную
фазу
ион-парного
реагента
позволяет
значительно
усилить
удерживание красителей, молекулы которых содержать сильнокислотные группы.
В качестве ион-парных реагентов используют: дигидрофосфат тетрабутиламмония,
триэтиламин,
бромид
цетилтриметиламмония
(ЦТМАБ),
хлорид
додецилтриметиламмония, бромид 1-гексадецил-триметиламмония.[18]
Менее многочисленны работы по мицеллярной ВЭЖХ . В данном случае в
подвижную фазу добавляют неионный ПАВ ─ Тритон Х-100.
В последние годы для разделения и определения красителей начали
применять метод ультра-высокоэффективная жидкостная хроматография. Отличие
от метода ВЭЖХ в том, что в качестве неподвижной фазы используют сорбент с
маленьким диаметром зерна и большое давление. При использование данного
метода общее время анализа не превышает 15 мин.
Красители
электрофореза:
в
смесях
капиллярный
определяют
зонный
электрокинетическая хроматография .
двумя
вариантами
электрофорез
и
капиллярного
миццелярная
52
Данный метод основан на разделении компонентов сложной смеси в
кварцевом капилляре под действием приложенного электрического поля.
Микрообъем анализируемого раствора вводят в капилляр, предварительно
заполненный подходящим буфером – электролитом. После подачи к концам
капилляра высокого напряжения (до 30 кВ), компоненты смеси начинают двигаться
по капилляру с разной скоростью, зависящей в первую очередь от заряда и массы
(точнее – величины ионного радиуса) и, соответственно, в разное время достигают
зоны детектирования. Совместно с красителями могут быть определены
подсластители (аспартам, сахарин) и консерванты (бензойная кислота). Методом
капиллярного электрофореза могут быть определены красители в алкогольных,
безалкогольных и молочных напитках, в мороженном и в кондитерских изделиях.
Для
разделения
красителей
используют
различные
буферные
растворы:
фосфатный, боратный, карбонатный, фосфатно-боратный. В некоторых работах
капиллярный электрофорез проводят в присутствии β-циклодекстрина.
Для создания мицеллярной фазы добавляют додецилсульфат натрия,
дезоксихолат
натрия,
3-[(3-хлораминодопропил)-диметиламмино]-1-
пропансульфонат, Бридж 35 и ацетонитрил.[11]
Среди электрохимических методов определения красителей описаны методы
дифференциально-импульсной
полярографии,
вольтамперометрии
и
потенциометрии. Электрохимическими методами определяют до 4-х красителей
при совместном присутствии. Определение проводят в основном в напитках и
конфетах.
53
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Целью настоящей работы являлось определение пищевых красителей
хинофталонового ряда – Хинолинового желтого (Е104) и трифенилметанового ряда
- Зеленого прочного FCF (Е143) (рис.9) в лекарственных препаратах путем
комбинированного метода, включающего сорбцию и спектрофотометрический
анализ.
Хинолиновый желтый (Е104)
Зеленый прочный (Е143)
Рис.9.Структурные формулы красителей Е 104 и Е 143
Рассмотренный нами метод основан на сорбции красителей сорбентом,
модифицированный гексадецильными группами - ХМК-С16, и последующем
разделении их на этой же колонке, и дальнейшем на спектрофотометре.
В качестве объекта анализа были использованы капсулы лекарственного препарата
«Троксерутин», в составе которого содержится краситель Хинолиновый желтый
54
(Е 104) , и ополаскиватель для полости рта «Colgate Plax» в котором содержится
Зеленый прочный FCF (Е143).
§3.1. Используемая аппаратура, вспомогательные устройства, реактивы и
материалы
Вся применяемая аппаратура прошла метрологическую аттестацию в
соответствии с ГОС стандартов:
- спектрофотометр СФ-56 (диапазон длин волн 190-1100 нм.),
- аналитические весы AND HR-200 с точностью взвешивания ±0,0001 г,
- механический вибросмеситель ЭКРОС-6500,
- рН-метр «Эксперт рН» со стеклянным электродом.
Вспомогательное оборудование и материалы:
- ультразвуковая баня Сапфир,
- водоструйный насос Манифолд № 017,
- перистальтический насос 2115 MULTIPEРEX PUMP (LKB BРOMMA),
Лабораторная посуда ГОСТ 29227—91: мерная пробирка 10 мл., пробирки
лабораторные, чашка Петри, градуированные пробирки емкостью 15 мл, пипетка с
одной меткой, вместимостью 1 см3 1-го класса точности, стакан термостойкий
вместимостью 50 см3, колбы конические термостойкие вместимостью 50 см3 1-го
класса точности, белая фильтровальная бумага, средней фильтрации ГОСТ 1202676.
Использованные в работе реактивы ГОСТ 13867:
- соляная кислота (х.ч.),
- этиловый спирт (х.ч.),
- цетилтриметиламмония бромид (ЦТМАБ)(х.ч.),
- изопропиловый спирт (18%)(х.ч.).
- вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72)
В
качестве
сорбента
был
использован
кремнезем,
химически
модифицированный гексадецильными группами Диасорб-130-С16 (ХМК-С16)
(табл.7).
55
Таблица 7.
Физические свойства сорбента ХМК-С16
Сорбент
Структурная формула
\
Sуд
Размер
Размер
м2/г
частиц,
пор,
мкм
нм
40-160
13
|
Si OSi(CH2)15CH3
Диасорб-130-С16
/
(ХМК-С16)
O
250
|
\
SiOH
/
(16,5% С)
§3.2. Методика эксперимента
При подготовке и проведении измерения должны быть соблюдены
следующие условия:
температура окружающего воздуха
от 10°С до 35 °С
относительная влажность воздуха
от 40% до 95%
напряжение в электросети
220
В
Помещение, где проводят работы с реактивами, обеспечено приточновытяжной вентиляцией.
Все операции с реактивами проводились в вытяжном шкафу.
56
Приборы подготавливаются согласно инструкции по эксплуатации (на
рабочем месте).
Спектрофотометр включается в сеть за 30 мин до начала измерений, нажав
на кнопку «сеть» и клавишу «пуск». Устанавливают требуемую длину волны,
фотоэлемент и источник излучения, соответствующие выбранному спектральному
диапазону измерений. Перед каждым новым измерением устанавливают ширину
щели 0,15 нм. во избежание засвечивания фотоэлементов. Рукоятка переключения
шторки светового потока должна быть закрыта. Устанавливают в кюветное
отделение держатель кювет с кюветами.
Исходные растворы красителей (1 г/л) приготовили по методике ГОСТа Р
52470 – 2005 (Приложение 2.)
Рабочие растворы (0,1 г/л) готовили разбавлением исходного раствора
дистиллированной водой.
Подготовка
сорбента
ХМК-С16
проходила
следующим
образом:
кондиционировали небольшим количеством этанола перед внесением его в
раствор.
3.2.1 Методика сорбции красителей
В градуированные пробирки емкостью 15 мл. вносили 1 мл. рабочего
раствора красителя (0,1 г/л), далее добавляли раствор HCl для создания
необходимого значения рН.
Для красителя Хинолинового желтого на ХМК-С16 извлечение максимально
в кислой среде (1 М НСl - рН 2). Краситель Зеленый прочный сорбируются на
ХМК-С16 в более широкой области (1 М НСl ─ рН 6) и степень извлечения
достигает 99 % (рис.10).
57
Рис.10 Зависимость степени сорбции красителей от рН на ХМК-С16:
1 ─ Зеленый прочный , 2 ─ Желтый хинолиновый
Для Хинолинового желтого (Е 143) характерно резкое изменение спектра
поглощения при изменении рН раствора. Молярный коэффициент поглощения (ε,
л/моль·см) Зеленого прочного в нейтральной среде в 3-5 раз выше (624 нм)
(табл.8).
Таблица 8.
Значения λmax (нм) и коэффициентов молярного поглощения
(ε, л/моль·см) красителей при различных условиях
Реагент
Зеленый прочный
СHCl , рН
λ max
ε ·10-4
0,5 M HCl
450
2,75±0,15
624
3,64±0,18
440
2,33±0,13
624
6,47±0,32
430
1,41±0,07
624
11,39±0,7
0,2 M HCl
Е 143
6,5
58
Хинолиновый
0,5 M HCl
411
3,68±0,17
Желтый
6,5
411
3,40±0,17
Е104
10,0
388
2,45±0,15
Далее, полученную смесь
разбавляли до 10 мл. дистиллированной водой и
добавили раствор цетилтиметиламмония бромида, затем вносили навеску сорбента
ХМК-С16 – 0,10 г. (рис.10).
3.2.2 Математическая обработка данных
Содержание красителя в водной фазе определяли по градуировочным
зависимостям при максимумах поглощения в спектральных областях λХЖ1 = 411 нм,
λЗП2= 627 нм. Содержание исследуемых красителей на сорбенте рассчитывали по
разности между исходной и равновесной концентрацией в водной фазе.
Значения степеней извлечения (R, %) и коэффициентов распределения (D,
см3/ г) рассчитывали по следующим формулам (3.1) и (3.2):
0 − 
, % =
∙ 100,
(3.1)
0
=
, %

∙
,
(100 − , %) 
(3.2)
где с0 – концентрация определяемого соединения в исходном растворе до
сорбции (мкг), с – концентрация в растворе после сорбции (мкг), V – объем
анализируемого раствора (мл), mc – масса навески сорбента (г).
Удельную адсорбцию рассчитывали по формуле (3.3):
=
1
2
λХЖ-длина волны Хинолинового желтого красителя
λЗП – длина волны Зеленого прочного красителя
(0 − )

,
(3.3)
59
где α – удельная адсорбция красителей (мкмоль/г), с0 и с – соответственно
исходная и равновесная концентрации красителей в растворе (мкмоль/л), V – объем
анализируемого раствора (л), mc – масса навески сорбента (г).
Соответствие полученных изотерм сорбции (рис.11) уравнению Ленгмюра
(3.4) подтверждали линейностью зависимостей, построенных в координатах 1/a –
1/c:
1

=
1

+
1
1
∙ ,
 ∙ 
(3.4)
где α ─ удельная сорбция вещества (мкмоль/г); с ─ его равновесная
концентрация в растворе (мкмоль/л); b ─ константа Ленгмюра (л/мкмоль); αm ─
сорбционная емкость сорбента (мкмоль/г).
Рис.11. Изотермы сорбции красителей на ХМК-С16: 1- Зеленый прочный
FCF (рН = 1), 2- Хинолиновый желтый (СHCl = 0,5 M)
60
3.2.3 Методика спектрофотометрического определения красителей после сорбции
Содержание красителей в водном растворе и в фазе сорбента определяли,
измерением оптической плотности растворов до и после сорбции по собственному
светопоглощению при максимумах поглощения в спектральных областях (λХЖ =
411 нм, λЗП = 627 нм).
Градуировочные графики представляют собой прямую линию и могут быть
изображены
графически
или
описаны
y = ах + в ,
уравнением
регрессии
(3.5):
(3.5)
где y – оптическая плотность, x – содержание красителя, мг/л, а, в коэффициенты уравнения.
Уравнения градуировочных зависимостей для определения красителей в
водных растворах представлены в табл.9.
Таблица 9.
Уравнения градуировочных зависимостей красителей в водном растворе
Краситель
Условия
Градуировочные
Область
Сmin.
линейности, мг/л
мг/л
у=0,0832х, r=0,9954
1,5-10
0,316
у=0,1004х, r=0,9982
1-8,5
0,290
у=0,1530х, r=0,9995
0,8 -8,5
0,190
уравнения, мг/л
Хинолиновый
0.5М НСl,
Желтый
V=10 мл, 411 нм.
Зеленый
pH 1,0 V=10 мл.
прочный FCF
624 нм
pH 2,17, V=10 мл,
624 нм
pH 6,3, V=10 мл.
624 нм
у=0,1815х, r=0,9974
0,160
61
3.2.4 Методика приготовления градуировочных растворов
в статическом режиме
В 15 мл. пробирку вносили различные аликвоты растворов красителей,
создавали оптимальное значение кислотности, добавляя HCl и доводили раствор
до 10 мл дистиллированной водой. Затем вносили навеску сорбента
ХМК-
С16 ─ 0,10 г. и пробирки встряхивали на вибросмесителе 15 мин. Далее
отфильтровывали сорбент на бумажном фильтре, высушивали на воздухе и
измеряли спектры диффузного отражения.
3.2.5 Методика приготовления градуировочных растворов динамическом
режиме
В колонку (диаметр 0,5 см.) вносили точную навеску сорбента (0,20 ±
0,002 г) и пропускали 10 мл. стандартного раствора красителя с оптимальным
значением кислотности с помощью водоструйного насоса со скоростью 0,5 – 1,0
мл/мин. Перед сорбцией колонку кондиционировали 0,5 мл этилового спирта.
Затем сорбент извлекали из колонки на чашку Петри, перемешивали, высушивали
на воздухе, еще раз перемешивали.
3.2.6 Методика съемки спектров диффузного отражения
После проведения сорбции сорбенты отделяли от растворов, высушивали на
воздухе и измеряли спектры диффузного отражения. Для проведения измерений
необходимо было запустить на компьютере программу и осуществляли
градуировку устройства по белой подложке, входящей в стандартный комплект.
Для измерения спектров диффузного отражения сорбентов использовали блистер
(прозрачная пластиковая плёнка) из-под таблеток, покрашенный сверху белым
цветом (диаметром 0,5 см, высотой 2 мм). При съемке спектров сверху насадку с
сорбентом накрывали бесцветной полиэтилентерефталатной пленкой.
Измеряли коэффициент диффузного отражения (R) образцов в диапазоне 380
─ 720 нм с шагом 10 нм.
62
Полученные данные
в виде массива коэффициентов диффузного
отражения для различных длин волн рассчитывали соответствующую функцию
(F) по формуле (3.6):
F=
(1−R)2
2R
=
2,3cε
S
(3.6)
где R — диффузное отражение; ε — молярный коэффициент поглощения
вещества в фазе сорбента, см-1; c — его концентрация, М; S — коэффициент
рассеивания, см-1.
На рисунке 12 представлен график зависимости функции Кубелки–Мунка от
рН на ХМК-С16: Зеленого прочного (λ = 620 нм), Хинолинового желтого (λ = 430
нм).
Рис. 12. Зависимость функции Кубелки–Мунка от рН на ХМК-С16: 1 – Зеленый
прочный, 2 ─ Хинолиновый желтый
§3.3 Результаты исследования
По предложенной сорбционно - спектрофотометрической методике,
проведено определение пищевого красителя Е 104 в лекарственном препарате
«Троксерутин» и Е 143 в ополаскивателе для полости рта «Colgate Plax».
63
Выбор данных красителей связан прежде всего с массовым использованием
не только в продуктах питания, но и в лекарственных препаратах. Практически все
синтетические красители небезвредны и обладают разной степенью токсичности .
Поэтому их содержание в составе пищевых продуктах требует постоянного
контроля.
3.3.1. Определение Е 143 в капсулах лекарственного препарата «Троксерутин»
Для определения красителя Хинолинового желтого в оболочке капсулы
лекарственного препарата оболочку растворяли в 10 мл 0,5 M
HCl в
ультразвуковой бане в течение 20 мин.
Аликвотная доля раствора, которая была получена, была перенесена в
пробирку емкостью 15 мл. После чего добавили раствор HCl до получения 0,5 М
раствора и разбавили дистиллированной водой до 10 мл. Раствор перенесли в
пробирку с 0,10 г ХМК-С16. Полученная смесь встряхивалась посредством
использования механического вибросмесителя на протяжении 20 минут.
Водную фазу отделили от сорбента декантацией. В последующем
добавлялась новая навеска сорбента и ещё раз проводилась сорбция. Сорбенты
были отделены декантацией, высушивались на воздухе, после чего измерялся
спектр диффузного отражения.
Краситель извлёкся полностью, когда в третий раз осуществилось
проведение сорбции. Все значения концентраций Хинолинового желтого каждой
фракции были суммированы. Выявленные данные определения Е 104 проверены
методом «введено-найдено» (табл. 10.)
Определенная
в
результате
исследования
концентрация
красителя
Хинолинового желтого (Е 104) в венотонизирующем лекарственном препарате
«Троксерутин»
соответствует
требованиям
при
изготовлении
данного
лекарственного препарата и допустимому суточному потреблению пищевой
добавки в организм человека, 10 мг/кг веса тела в день.
64
Таблица 10.
Результаты определения Хинолинового желтого( Е 104) в капсулах
лекарственного препарата «Троксерутин»
(mн = 0,027 г, СHCl = 0,5 M, n = 3, P = 0,95)
Краситель
Введено, мкг
Найдено, мкг
0
145 ±9
50
189 ± 10
100
241 ± 12
Хинолиновый
желтый
( Е 104)
3.3.2. Определение Е 143 в ополаскивателе для полости рта
«Colgate Plax»
Аликвотная часть образца 5 мл помещалась в градуированные мерные
пробирки, емкость которых составляла 15 мл. В последующем добавлялось 0,10 г
сорбента. Пробирки на протяжении 10-15 минут встряхивались.
Сорбцию проводили в динамическом режиме при рН~5 проводили с
применением мини-колонки (15 × 6 мм), которая заполнялась сорбентом ХМК-С16
(mс = 0,20 г). Анализируемая проба объемом 2,5 мл пропускалась с помощью
перистальтического насоса со скоростью 1 мл/мин. Затем колонка промывалась
50,0 мл воды для удаления мешающих компонентов, которые могут оказывать
влияние на спектральные характеристики красителя.
Далее сорбент оставляли сушиться на воздухе. Затем проводили измерение
спектров диффузного отражения сухого сорбента. Расчет содержания красителя
проводили по градуировочной зависимости, которая построена в условиях (y =
0,1224x, мкг, r = 0,999). Соответствие полученных данных выверено посредством
использования метода «введено-найдено» (табл.12 ).
65
Таблица 11.
Результаты определения Зеленого прочного в ополаскивателе
для полости рта «Colgate Plax»
(mС = 0,20 г, n = 3, P = 0,95)
Краситель
Введено, мкг
Найдено, мкг
Зеленый
0
7± 2
10
16 ± 2
прочный
(Е 143)
Найденная в результате исследования концентрация красителя Зеленого
прочного (Е 143) соответствует требованиям при изготовлении ополаскивателя для
полости рта «Colgate Plax», который является профилактическим средством против
кровоточивости и воспалении десен. А также найденная концентрация не
превышает допустимую суточную дозу (ДСД) потребления пищевой добавки в
организм человека 12,5 мг/кг веса тела в день.
66
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Цвет лекарственного препарата имеет для потребителя огромное значение:
это не только показатель привлекательности, но и необходимая характеристика его
узнаваемости (съедобности) и терапевтической группы. Но также известно, что
каждый пищевой краситель так или иначе влияет на организм человека. Поэтому
их содержание в лекарственных формах строго нормировано и требует
постоянного контроля.
Так превышение допустимой суточной дозы (ДСД) потребления пищевого
красителя Е 104 может спровоцировать гиперактивное поведение у детей,
воспаление кожи, возникновения крапивницы, ринита, а превышение дозы Е 143 к
заболеваниям желудочно-кишечного тракта.
В следствии, данного факта нами было проведено исследование по
определению пищевых красителей Хинолинового желтого (Е 104) в лекарственном
препарате «Троксерутин» (в капсулах) и Зеленого прочного (Е 143) в
ополаскивателе для полости рта «Сolgate Plax», путем комбинированного метода,
включающего сорбцию и спектрофотометрический анализ, как наиболее
доступного и простого в исполнении метода. Относительные ошибки метода
определений не превышают ±2%.
Выводы:
1. Изучены пищевые красители (синтетические): Хинолиновый желтый Е104
(хинофталонового класса) и Зеленый прочный Е143 (трифенилметанового
класса).
2. Проведено систематическое исследование методов определения пищевых
красителей в лекарственных препаратах.
3. Реализован комбинированный сорбционно-спектрофотометрический метод
определения пищевых красителей Е 104 в капсуле лекарственного препарата
«Троксерутин» и Е 143 в ополаскивателе для полости рта «Colgate Plax».
Преимуществами данного метода являются: чувствительность, точность
67
определения (ошибки не превышают ±2%), возможность работы с низкими
концентрациями, быстрота и простота определения.
4. Найденные
результаты
количественного
химического
анализа
лекарственного препарата «Троксерутин» и ополаскивателя для полости рта
«Colgate Plax» показывают, что значение концентраций пищевых красителей
Е 104 и Е 143 не превышает предельно допустимых значений (ДСД Е 104 =
10 мг/кг, Е 143=12,5 мг/кг). Все значения соответствуют требованиям
СанПиН 2.3.2.560-96.
68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Айлер, Р. Химия кремнезема: Пер. с англ./ Под ред. Прянишникова, М.: Мир,
1982. – 132с.
2. Болотов, В. М. Пищевые красители: классификация, свойства, анализ,
применение/ Нечаев А. П., Сарафанова Л.А. − СПб.: ГИОРД, 2008.-240с.
3. Бородкин, В.Ф. Химия красителей. − М.: Химия 1981. – 248 с.
4. Венкатараман, К. Том V Пищевые красители : Пер. с англ./ Под ред. Л.С.
Эфроса. − Л.: Химия, 1977. − 432 с.
5. Глазырина, Ю. А. Оптические методы в фармацевтическом анализе: лаборатор.
практикум : учеб.-метод. Пособие/ С. Ю. Сараева, А. Н. Козицина,
Е. Л. Герасимова, А. И. Матерн — Екатеринбург Урал. ун-та, 2015. — 96 с.
6. ГОСТ Р 52470-2005. Продукты пищевые. Методы идентификации и
определения массовой доли синтетических красителей в алкогольной
продукции. − М.: Стандартинформ, 2006. − 28 с.
7. ГОСТ Р 52481-2010. Красители пищевые. Термины и определения. − М.:
Стандартинформ, 2011. − 12 с.
8. Гордон, П. Органическая химия красителей; Пер. с англ./ Грегори П. М.: Мир,
1987. − 344 с.
9. Джон Уайли Аналитическая химия синтетических красителей: Пер. с англ, —
Л.: Химия, 1979.—576 с.
10. Киселева, М. Г. Оптимизация условий определения синтетических красителей
в
пищевых
продуктах
методом
ВЭЖХ
//
Журнал
аналитической
химии/Пименова В. В., Эллер К. И. – 2003. – Т.58. – № 7. – С. 766-772.
11. Комиссаренков, А. А. Сорбционные технологии определения свойств
сорбентов : учебно-методическое пособие/ Федорова О. В. СПбГТУРП. – СПб.,
2015. - 44 с.
12. Краснокурский, П.С. «Общие правила для корригентов». Новая аптека 1998. №1. - с. 16 - 17.
13. Кузьмичёва, Н.Н. «Тяжело стать маленькой вкусной таблеткой», Ремедиум
2000. - № 5 - с.31.
69
14. Лаптев, Н.Г. Химия красителей: второе, переработанное издание. Под
редакцией Беленького Л. И. − М.: Химия,1970. − 424 с.
15. Мельников, Б. Н. Применение красителей. Учеб, для вузов/ Виноградова Г. И.
— М.: Химия, 1986.— 240 с.
16. Нечипоренко, А.П. Практическое руководство к лабораторным работам по
физико-химическим
методам
анализа:
хроматографические,
электрохимические, спектральные. Теория и практика. Часть I: Учебное
пособие/ Орехова С.М., Кондратьева Н.Е., Успенская М.В. – СПб.: Университет
ИТМО, 2016. – 187 с.
17. Позняковский, В. М. Гигиенические основы питания, безопасность и
экспертиза пищевых продуктов. Учебник. 3-е издание, исправленное и
дополненное. - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2002. −
556 с.
18. Рамазанова, Г. Р. Сорбционно-спектроскопическое определение синтетических
анионных пищевых красителей/ диссертационная работа М:2016-186с.
19. СанПин 2.3.2.1293-03. Продовольственное сырье и пищевые продукты.
Гигиенические требования по применению пищевых добавок. − М.: Минздрав
России, 2003. − 416 с.
20. СанПин 2.3.2.1078-01. Продовольственное сырье и пищевые продукты.
Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых
продуктов. − М.: Минздрав России, 2001. − 180 с.
21. Сарафанова, Л.А. Пищевые добавки: Энциклопедия. − СПб.: ГИОРД, 2004. 808
с.
22. Смирнов, Е. В. Пищевые красители. Справочник. — СПб.: Издательство
«Профессия», 2009. — 352 с.
23. Тенцова, А.И. Современное состояние вопроса о корригирующих веществах.
Аптечное дело 1969. - №3. - 68 - 74.
24. Тенцова, А.И. Актуальные вопросы поиска и технологии лекарств. Харьков,
1981. - 145 с.
70
25. Харламова, О. А. Натуральные пищевые красители/ Кафка Б. В. − М.: Пищевая
промышленность, 1979. — 190 с.
26. Чуешов, В.И. Промышленная технология лекарств,Харьков НФАУ,2002. -715с.
27. Натуральные пищевые красители [Электронный ресурс]: http://sweetmenu.ru /
articles / theory / naturalnyie-pishhevyie-krasiteli. html
28. Пищевые красители [Электронный ресурс]: http://am-am.su / 5-pischevyekrasiteli-indeksy-e100-e199. html
29. Кто и как придумал синтетические красители [Электронный ресурс]:
http://www.senav.net/2008/07/05/kto_i_kak_pridumal_sinteticheskie_krasiteli.html
30. Пищевые
добавки,
красители
и
консерванты
[Электронный
ресурс]:
http://www.fictionbook.ru/author/bez_avtora/pisheviye_dobavki_krasiteli_i_konserv
antiy/
31. Пищевые
красители
[Электронный
ресурс]:
http://www.giord.ru/0705210501588.php#2
32. Пищевой краситель Е104 – Желтый хинолиновый [Электронный ресурс]:
http://dobavkam.net/additives/e104
33. Состав красителя Е143 Зелёный стойкий (прочный) FCF. Вред и свойства
красителя Е143 [Электронный ресурс]: http://findfood.ru/component/krasitel-e143-zelenij-stojkij-prochnij-fcf
71
ПРИЛОЖЕНИЯ
72
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Таблица «Применение некоторых спектрофотометрических методов для
определения красителей в пищевых продуктах»
73
74
75
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
Приготовление исходных растворов ГОСТа Р 52470 – 2005
4.5.2.1.1 Приготовление анализируемого раствора
В стакане вместимостью 50 см3 взвешивают на лабораторных весах с
пределом допускаемой абсолютной погрешности однократного взвешивания ±100
мг 25 г анализируемой продукции с погрешностью не более 0,1 г. Затем пипеткой
по ГОСТ 29169 в стакан добавляют 1 см3 ледяной уксусной кислоты по ГОСТ 61.
Стакан помещают на водяную баню, предварительно нагретую до температуры
80°С — 90 °С, и выдерживают в течение 5—6 мин.
6.4 Подготовка к анализу
Анализируемый синтетический краситель по 4.5.2.1 растворяют в чашке в 1
см3 растворителя в соответствии с таблицей 1, переносят количественно в мерную
колбу с пришлифованной пробкой вместимостью 25 см3. Доводят объем раствора
в колбе до метки растворителем, закрывают колбу пробкой и тщательно
перемешивают.
Таблица 1.
Спектрофотометрические характеристики стандартных синтетических красителей
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа