Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Методы извлечения целевых компонентов.

Анализируя продукты питания определяют содержание в них различных химических элементов, неорганических и органических соединений. Анализу продукта на конкретный его компонент предшествует, как правило, выделение этого компонента. Если определяют неорганические соединения и элементы, предварительно необходимо минерализовать пробу, т.е. разложить органическую матрицу, и выделить определяемое соединение. Минерализацию проб проводят, как правило, методами сухого или мокрого озоления. При определении органических соединений для выделения целевого компонента часто используют экстракцию. Подготовку пробы образца к исследованию производят непосредственно перед анализом.

Сухое озоление. Простейший и наиболее доступный метод минерализации заключается в нагревании пробы в муфельной печи в открытой чашке или тигле до тех пор, пока весь углеродсодержащий материал не окислится до углекислого газа. Обычно озоление проводят при температуре 400–500°С. Твердый остаток затем растворяется в разбавленных минеральных кислотах и анализируется. Иногда после разложения золу обрабатывают азотной или соляной кислотой и выпаривают досуха. Наряду с достоинствами метод сухого озоления обладает рядом недостатков. Во-первых, метод этот достаточно длительный (14–16 часов). Во-вторых, метод неприменим для определения летучих компонентов, например, ртути, сурьмы, мышьяка, висмута, селена. Возможны также потери кадмия и свинца. Потери происходят за счет улетучивания элементов в виде хлоридов, металлорганических соединений, за счет сорбции на стенках тигля, а также при растворении (часть моет оставаться в твердом не растворяющемся осадке). Если исследуемый продукт содержит поваренную соль, то во избежание потерь летучих хлоридов, озоление ведут при невысокой температуре – не выше 500°С.

Иногда для создания окислительной среды и ускорения минерализации пробу смачивают раствором смеси нитрата магния и соли молибдена или ванадия. При этом исключается потеря элементов за счет образования летучих хлоридов, т.к. хлорид-ионы окисляются до свободного хлора. Для снижения потерь при озолении используют низкотемпературное озоление в атмосфере кислорода под действием высокочастотного поля (10–15 часов). Использовать ускоренные методы сухого озоления (добавление нитратов, спирта, повышение температуры до 600°С) можно только для конкретных продуктов после тщательной проверки и сравнения с обычным методом сухой или мокрой минерализации.

Мокрое озоление. Мокрое озоление представляет собой окисление с использованием жидких окислителей, таких, как серная, азотная и хлорная кислоты. Основная проблема, возникающая при использовании этих реагентов, заключается в предотвращении потерь элементов вследствие улетучивания. Наиболее часто для проведения мокрого озоления используется концентрированная серная кислота. Для увеличения скорости окисления к раствору добавляют азотную кислоту. Еще более эффективным реагентом, чем смеси серной и азотной кислот, является смесь хлорной и азотной кислот. По мере нагревания продукта со смесью азотной и хлорной кислот азотная кислота реагирует с наиболее легко окисляющимися веществами. При продолжении нагревания вода и азотная кислота удаляются за счет разложения и упаривания, и раствор постепенно становится сильным окислителем. Потери ионов металлов при этом незначительны.

В методе мокрого озоления применяются следующие смеси кислот: HNO₃:HClO₄:H₂SO₄ = 3:2:1 (окисление начинают с азотной кислоты, далее температуру повышают и добавляют остальные кислоты до полного разложения(200°С) и осветления раствора), HNO₃:HClO₄ = 2:1 а также смесь H₂SO₄ с H₂O₂. Эффективным способом разложения пробы является нагревание пробы в закрытом тефлоновом автоклаве с использованием окисляющей смеси из соляной, серной и плавиковой кислот. При температуре 160°С и давлении 50 атм. за 10–60 мин разлагаются самые трудноокисляемые продукты.

Экстракция. Для извлечения из проб пищевых продуктов органических веществ, как уже говорилось, используется экстракция. Экстракция – процесс распределения вещества между двумя или более несмешивающимися фазами. Экстрагент – вещество, вводимое в одну из фаз экстракционной системы с целью усиления экстракции. При анализе продуктов питания в качестве экстрагентов применяют воду, диэтилацетат, спирты, дихлорметан, бензол, ацетон и др. Выбор экстрагента зависит от природы экстрагируемого соединения (его гидрофобности), от природы пищевых продуктов. Экстракционный способ однако имеет недостаток: необходимость отгонки значительных объемов растворителя, что может привести к потерям веществ, особенно летучих или образующих с растворителем азеотропы.