ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПИЩЕВОГО КРАСИТЕЛЯ Е155 В ГРАНАТОВОМ СОКЕ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

На данный момент большинство из предлагаемых на рынке красителей, которые используются в пищевой промышленности, имеют искусственное происхождение. Однако научно доказан вред многих синтетических красителей на здоровье человека. Кроме того окрашенные пищевые добавки используются с целью фальсификации пищевых продуктов [1].

В настоящее время предложены различные методы анализа продуктов питания на содержание в них пищевых красителей, среди которых полярография [5], капиллярный электрофорез [6], тонкослойная [3] и высокоэффективная жидкостная хроматография в модификации с УФ-детектированием [4]. Однако большинство этих методов требуют серьезной пробоподготовки, длительного времени, а также дорогие в выполнении.

Поэтому возникает разработки более доступных и простых в исполнении способов определения концентрации красителей в продуктах.

Целью данной работы являлось изучение возможности определения пищевого красителя Е155 в гранатовом соке спектрофотометрическим методом без проведения предварительной экстракции красителя из анализируемого раствора.

Объектом исследования был выбран гранатовый сок промышленного производства «Grand». В качестве метода анализа объектов был выбран спектрофотометрический метод. В выбранном напитке определялась концентрация красителя шоколадного коричневого НТ с индексом Е155, использующегося преимущественно для окрашивания напитков и кондитерских изделий. Добавка запрещена для использования во многих странах, т.к. не прошла необходимых тестов и испытаний (однако в России считается разрешенной).  Допустимое суточное потребление 1,5 мг/кг веса тела в день. Данный краситель не разрешен к применению в составе лекарственных средств [2, с. 327].

Экспериментальная часть

В работе использовали стандартный раствор пищевого синтетического красителя шоколадного красителя НТ с концентрацией 0,5 мг/мл, полученный растворением точной навески в воде. Растворы меньшей концентрации получали разбавлением исходного. В качестве объектов анализа были использованы растворы чистого красителя Е155 и гранатовый сок «Grand».

Кислотность раствора измеряли с помощью рН-метра «ЭСК-10301/7».  Оптическую плотность окрашенных растворов измеряли на спектрофотометрах Leki и Specord-210 PLUS.

Были изучены оптические свойства красителя Е155 спектрофотометрическим методом. Построены спектры поглощения красителя  при различных значениях рН (рис. 1).

Рис. 1. Спектры поглощения красителя Е155 при различных значениях рН

(1 – рН 2, рН 6; 2 – рН 11; С(Е155) = 20 мкг/мл, l=1 см).

Максимумы светопоглощения красителя наблюдаются при двух длинах волн – 470 и 630 нм. Спектры поглощения в кислой и нейтральной средах совпадают, а в щелочной среде наблюдается гипохромный эффект в области первого максимума, и интенсивность окраски красителя уменьшается. В связи с этим, был построен график зависимости значения оптической плотности Е155 от рН (рис. 2) при 470 нм.

Рис. 2. График зависимости оптической плотности красителя Е155 от значения рН (С(Е155)= 20 мкг/мл, λ = 470 нм, l = 1 см).

Оптическая плотность красителя в пределах рН от 1 до 9 практически постоянна. При рН > 9 значение оптической плотности снижается. Причем второй максимум светопоглощения при 630 нм остается неизменным на всем измеренном диапазоне рН.

Указанные изменения, возможно, связаны с появлением в растворе ионизированных форм красителя. В его структуре содержатся две сульфо- и три гидроксогруппы (рис. 3). Постоянный максимум светопоглощения в указанном интервале рН, по-видимому, связан с наличием в растворе ионизированных форм красителя по сульфогруппам, а с увеличением рН происходит диссоциация по гидроксильным группам, и в растворе появляются полностью ионизированные формы красителя.

Симбатное смещение спектров поглощения красителя с увеличением концентрации Е155 указывает на наличие в растворе одного равновесия (рис. 4).  Растворы красителя устойчивы при нагревании до 80 – 90 ^оС и хранении более суток.

Рис. 3. Структурная формула красителя Е155 (4-[(2E)-2-[(5Z)-3-(гидроксиметил)-2,6-диоксо-5-[(4-сульфонатонафталин-1-ил)гидразинилидин]-1-циклогекс-3-энилидин]гидразинил]нафталин-1-сульфонат натрия).

Рис. 4. Спектры поглощения красителя Е155 при различных концентрациях (1 – 6 мкг/мл, 2 – 10 мкг/мл, 3 – 20  мкг/мл, 4 – 30 мкг/мл, 5 – 40 мкг/мл; l=1 см).

Построены градуировочные графики для определения концентрации красителя по собственной окраске (рис. 5).

Рис. 5. Градуировочные графики для определения концентрации красителя Е155 (1 – λ = 630 нм, 2 – λ = 470 нм; l = 1 см).

Чувствительность метода оценена коэффициентом молярного поглощения, значение которого (ε₄₇₀ = 1,34·10^-4 см^-1·М^-1) указывает на высокую чувствительность данного метода по отношению к красителю Е155 и возможность определения его малых количеств в растворе.

Методика отработана на растворах чистого красителя и апробирована при анализе гранатового сока «Grand», концентрация красителя в котором была изначально известна (табл. 1). В данном анализе использовался градуировочный график, построенный при 630 нм, так как в процессе пробоподготовки краситель Е155 не экстрагировался из анализируемого раствора, а светопоглощение натурального компонента, входящего в состав сока, накладывается на спектр поглощения красителя в области 470 нм (рис. 6).

Рис. 6. Спектр поглощения натурального гранатового сока.

Таблица 1.

Определение содержания красителя Е155 в соке «Grand».

Список литературы:

1. Онучак Л.А. Анализ синтетических красителей в безалкогольных напитках и соках с использованием нового метода микроколоночной жидкостно-адсорбционной хроматографии / Онучак Л.А., Пивоварова Н.А., Зотова А.В., Макарова Н.В. // Техника и технология пищевых производств. - 2012. - №2. [электронный ресурс] — Режим доступа. — http://fptt-journal.ru/stories/archive/25/32.pdf (дата обращения 14.12.2016)
2. Сарафанова Л.А. Пищевые добавки: Энциклопедия. – 2-е изд., испр. и доп. – СПб: ГИОРД, 2004. – 808 с.
3. Хальзова С.А., Зяблов А.Н., Селеменев В.Ф. Определение синтетических красителей методом ТСХ // Сорбционные и хроматографические процессы. – 2014. Т. 14. Вып. 3. – С. 544 – 547. [электронный ресурс] — Режим доступа. — http://www.sorpchrom.vsu.ru/articles/20140324.pdf (дата обращения 14.12.2016)
4. Alves, S.P. Determination of synthetic dyes in selected foodstuffs by high performance liquid chromatography with UV-DAD detection / S.P. Alves, D.M. Brum, É.C.B. de Anrrade, A.D.P. Netto // Food Chem. – 2008. – Vol. 107. – № 1. – P. 489–496.
5. Combeau, S. Identification and simultaneous determination of Azorubin, Allura red and Ponceau 4R by differential pulse po-larography: application to soft drinks / S. Combeau, M. Chatelut, O. Vittori // Talanta. – 2002. – Vol. 56. – № 1. – P. 115–122.
6. Dossi, N. A capillary electrophoresis microsystem for the rapid in-channel amperometric detection of synthetic dyes in food / N. Dossi, R. Toniolo, A. Pizzariello, S. Susmel, F. Perennes, G. Bontempelli // J. Electroanalytical Chem. – 2007. – Vol. 601. – № 1–2. – P. 1–7.