Исследование сорбции пищевых кислот сульфоэтилированным хитозаном с последующим определением методом капиллярного электрофореза
Аннотация
Исследование сорбционного концентрирования пищевых кислот новыми материалами имеет важное значение с точки зрения разработки как технологий их извлечения из различного сырья, так и новых гибридных методов определения. Цель работы – исследование сорбции пищевых кислот (лимонной, винной и щавелевой) сорбентом на основе сшитого глутаровым альдегидом N-2-сульфоэтилхитозана со степенью сульфоэтилирования 0.5 (СЭХ 0.5).
Сорбцию органических кислот СЭХ 0.5 исследовали методом ограниченного объема в диапазоне рН 6.0–10.0 (аммиачный буферный раствор) при различных временах контакта фаз (1, 3, 5 и 24 ч). Исходная концентрация кислоты составляла 1∙10-4 моль/дм3, масса сорбента – 0.02 (или 0.05) г, объем раствора – 10.0 см3. Концентрации кислот в растворах до и после сорбции определяли методом капиллярного зонного электрофореза (КЗЭ) с использованием системы капиллярного электрофореза «Капель-105М» (ГК «Люмэкс», Россия) в следующих условиях: хроматный фоновый электролит с добавлением ЦТА-ОН и косвенное фотометрическое детектирование при длине волны 375 нм. Установлено, что в этих условиях определение трех пищевых кислот осуществляется селективно в виде их полностью депротонированных анионов. Пределы определения кислот составляют 3-6 мкмоль/дм3.
Установлено, что зависимости степени извлечения винной, щавелевой и лимонной кислот СЭХ 0.5 из аммиачного буферного раствора имеют схожий характер: сорбция является максимальной при рН 6-7 и уменьшается при рН>7. В наибольшей степени в условиях эксперимента сорбентом извлекается щавелевая кислота. Однако степень ее извлечения не является количественной и составляет 53%.
Значительно увеличить степень извлечения пищевых кислот позволяет использование сорбента в медной или никелевой форме. Наибольшие степени извлечения винной кислоты достигаются при использовании СЭХ 0.5 в никелевой форме (порядка 80 % при рН 9), лимонной кислоты – СЭХ 0.5 в медной форме (100 % при рН 6-7). Максимальные значения степени извлечения щавелевой кислоты СЭХ 0.5 в медной и никелевой форме близки между собой (около 80 % при рН 7).
Результаты проведенных исследований показывают перспективность использования сорбента СЭХ 0.5 при разработке высокочувствительных методик электрофоретического определения винной, щавелевой и лимонной кислот в объектах различной природы (продуктах питания, напитках, лекарственных препаратах).
Скачивания
Литература
Mazilnikov G.V., Shimansky A.P., Likhoded Yu.A., Miller S.S. Patent WIPO, no WO 2011/119126 A1, 2011.
Janusz W., Skwarek E., Adsorption of the Tartrate Ions in the Hydroxyap-atite/Aqueous Solution of NaCl System, Mate-rials, 2021; 14 (11): 3039-3055. https://doi.org/10.3390/ma14113039
Janusz W., Skwarek E., Comparison of Oxalate, Citrate and Tartrate Ions Adsorption in the Hydroxyapatite/Aqueous Electrolyte So-lution System, Colloids Inter., 2020; 4 (4): 45-57. https://doi.org/10.3390/colloids4040045
Pechenyuk S.I., Semushina Yu.P., Kadyrova G.I., Geleobraznye oksigidroksidy i tsitrat-iony: konkurentsiya mezhdu adsorbtsiei i kompleksoobrazovaniem, Sorbtsionnye i khro-matograficheskie protsessy, 2012; 12(5): 719-724. (In Russ.)
Selemenev V.F., Lantsuzskaya E.V., Krisilov A.V., Oros G.Yu., Naumenko L.F., Kharchenko G.Yu., Sorbtsiya pishchevykh kislot polifunktsional'nymi anionoobmenni-kami. Vestnik VGU, seriya: Khimiya. Biologi-ya. Farmatsiya, 2015; 3: 31-36. (In Russ.)
Chermit R.Kh., Chermit E.V., Degtyare-va M.S., Zabolotskii V.I., Obmennaya sorbtsi-ya i elektricheskaya provodimost' geterogen-nykh anionoobmennykh membran v sme-shannykh rastvorakh solei vinnoi kisloty, Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2013; 13(5): 668-675. (In Russ.)
Komarova N.V., Kamentsev Ya.S. Prak-ticheskoe rukovodstvo po ispol'zovaniyu sistem kapillyarnogo elektroforeza «Kapel'». Sankt-Peterburg, OOO «Veda». 202 p. (In Russ.)
Problemy analiticheskoi khimii. Vol. 18. Kapillyarnyi elektroforez. Ed. Kartsova L.A. Moscow, Nauka Publ., 2014, 444 p. (In Russ.)
Pavlova O.V., Kucher A.S., Sorbtsionnyi potentsial khitozana k pishchevym krasitelyam, Vestnik Grodnenskogo gosudarstvennogo uni-versiteta imeni Yanki Kupaly. Seriya 6. Tekhnika. 2021; 11(1): 86-96. (In Russ.)
Chermit Z.M., Ageeva N.M., Prime-nenie aktivirovannykh form khitozana dlya obrabotki vinogradnykh vin, Izvestiya vuzov. Pishchevaya tekhnologiya. 2016; 4: 51-53. (In Russ.)
Gruppi A., Romanini E., Bassani A., Lambri M., Chinnici F., Gabrielli M., Adsorp-tion Capabilities of Fungoid Chitosan Toward Organic Acids in Model Solutions and White Wine, Food Bioprocess Tech., 2023. https://doi.org/10.1007/s11947-023-03135-9
Petrova Yu.S., Neudachina L.K., Mek-haev A.V., Pestov A.V., Simple synthesis and chelation capacity of N-(2-sulfoethyl)chitosan, a taurine derivative, Carbohyd. Polym., 2014; 112: 462-468. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2014.06.028
Nurmukhametova K.R., Lebedeva E.L., Petrova Yu.S., Neudachina L.K., Issledovanie sorbtsii arginina sul'foetilirovannym khitoza-nom s posleduyushchim opredeleniem metodom kapillyarnogo elektroforeza, Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2022; 22(6): 856-868. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2022.22/10892 (In Russ.)
Petrova Yu.S., Pestov A.V., Usoltseva M.K., Neudachina L.K., Selective adsorption of silver(I) ions over copper(II) ions on a sul-foethyl derivative of chitosan, J. Hazard. Ma-ter., 2015; 299: 696-701. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2015.08.001
GOST 31867–2012 Voda pit'evaya. Opredelenie soderzhaniya anionov metodom khromatografii i kapillyarnogo elektroforeza. Moscow, Standartinform Publ., 2014, 15 p. (In Russ.)
Lur'e Yu.Yu. Spravochnik po analitich-eskoi khimii. Moscow, Al'yans Publ., 2007, 447 p. (In Russ.)
Ovsyannikova D.V., Bondareva L.P., Grigorova E.V., Vzaimodeistvie metionina s mono- i bifunktsional'nymi karboksil'nymi ionoobmennikami v mednoi forme, Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy, 2015; 15(4): 532-539. (In Russ.)
Babko A.K., Pyatnitskii I.V. Kolich-estvennyi analiz. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1962, 508 p. (In Russ.)
Kulikova D.I., Kulikova D.M., Shapnik M.S., Izuchenie kompleksoobrazovaniya sur'my (III) s vinnoi kislotoi, Vestnik Ka-zanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2007; 3-4: 7-12. (In Russ.)
Hyperquad Simulation and Speciation. Available at: http://www.hyperquad.co.uk/hyss.htm (ac-cessed 25 June 2023)
Khalil M.M., Mahmoud R.K., pH-metric studies of acid–base equilibria on the mixed M(II) complexes with R-3-[-1-hydroxy-2(methylamino)ethyl]phenol and some selected carboxylic acids, J. Iran. Chem. Soc. 2015; 12(1): 1149-1161. https://doi.org/10.1007/s13738-014-0576-6
