Хроматографическое определение состава пищевых продуктов растительного происхождения и их сорбционные свойства тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

На правах рукописи

Г Г5 од

О

ЛАВРУШИНА ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

Хроматографическое определение состава пищевых продуктов растительного происхождения и их сорбционные свойства

02.00.02 - Аналитическая химия 03.00.23 - Биотехнология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2000

Работа выполнена на кафедре аналитической химии Химического факульт< Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель:

кандидат химических наук,

ст. научный сотрудник Иванов А. А.

Научный консультант:

доктор химических наук, профессор Шпигун О.А.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук Темердашев З.А. кандидат химических наук Криволапое С.С.

Ведущая организация: Центр «Биоинженерия» РАН

Защита состоится 29 ноября 2000 г. в 16 час. 10 мин в ауд. 344 на заседаь диссертационного совета Д.053.05.60 по химическим наукам при Московск государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Моек Ленинские горы, МГУ, Химический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Химического факульт МГУ.

Автореферат разослан 24 октября 2000 г. Отзывы и замечания просьба направлять по адресу:

119899, ГСП-3, Москва В-234, Ленинские горы, МГУ, Химический факулы кафедра аналитической химии, ученому секретарю диссертационного совета.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат химических наук

Торочешникова И.И.

Л39Л--/ П

Введение

Актуальность темы.

Применение современных хроматографических методов в анализе пищевых родуктов является важной задачей при определении их химического состава и денке качества, поэтому актуальным является использование одного из новых адов жидкостной хроматографии - ионоэксклюзионной - для определения ногих органических соединений (кислот, Сахаров, многоатомных спиртов, эахмала) в однородном объекте.

Сорбционные свойства природных материалов по отношению к токсичным еталлам обусловлены активными в процессе сорбции составляющими, 1ределение которых в многокомпонентных системах является сложной ¡алитической задачей. В то же время настоящее состояние аналитической химии ицевых продуктов не соответствует уровню аналитической химии в целом, ¡обенно это касается стандартизированных методов. Представляется актуальным □работка методик ионоэксклюзионнохроматографического определения шического состава пищевых продуктов при упрощенной пробоподготовке.

Известны рекомендации по использованию пищевых волокон растительного юисхождения в качестве сорбентов для выведения токсичных элементов из 1ганизма. К таким сорбентам относятся некоторые углеводы - целлюлоза (МКЦ), мицеллюлозы, лигнин, пектиновые вещества, хитозан, соли альгиновых кислот, гречисленные вещества специально выделяются из различного растительного фья и представляют собой препараты, имеющие химически активные группы:

:оон, -он, о=, -о - я -ын2-, -но- с2н4-соо~.

Очевидно, что постоянное употребление промышленных препаратов-рбентов может способствовать "вымыванию" кальция, магния, других сенциальных микро- и макроэлементов из организма.

В народной медицине имеются рекомендации по применению обычных щевых продуктов, а именно, овсяной крупы в качестве детоксиканта при равлениях свинцом, мышьяком. По-видимому, это связано с определенными рбционными свойствами этой крупы.

Представляется актуальным определение сорбционных свойств специально работанных крупяных изделий для оптимизации структуры питания терминированных групп населения в условиях неблагоприятной экологической гуации.

Цель работы.

Разработка новых современных хроматографических методов определени химического состава крупяных изделий, а также исследование сорбционно способности продуктов растительного происхождения по отношению экологически вредным веществам.

Научная новизна работы.

Предложен новый метод определения химического состава круп • ионоэксклюзионная хроматография-, основанный на использовани1 универсального УФ детектора, позволяющий одновременно определять несколько классов соединений: алифатические, оксикислоты, фенолкарбоновые ароматические кислоты с карбоксилом в боковой цепи, сахара, многоатомны' спирты, крахмал. Предложено использовать новые разделяющие сорбенты.

Установлено положительное влияние органических модификаторов ] подвижной фазе на селективность разделения Сахаров и кислот, алифатических I фенолкарбоновых кислот методом ионоэксклюзионной хроматографии.

Впервые количественно определен кислотный состав различных крупяны; изделий.

Выявлены основные закономерности сорбции металлов специальнс обработанными крупяными изделиями. Найдена и выделена отдельная фракцш крупяных изделий, а именно, обескрахмаленный субстрат, представляющий собо{ комплекс целлюлозы, белков и прочно связанных с ними карбоновых } аминокислот, которая непосредственно участвует в сорбции металлов. Предложен механизм сорбции Си(Н) на обескрахмаленном субстрате.

Практическая значимость.

Предложен дешевый и доступный метод ионоэксклюзионно-хроматографического определения химического состава крупяных изделий.

Предложен метод ионоэксклюзионной хроматографии для определения крахмала в крахмапсодержащих объектах. Метод позволяет установить условия полного гидролиза крахмала.

Найдены условия сорбции металлов крупяными изделиями. Показано, что величина сорбции увеличивается в ряду перловая крупа, пшено, рис, гречневая ядрица, кукурузная и овсяная крупы. Показано, что сорбционная способность некоторых круп по отношению к металлам значительно выше, чем промышленных сорбентов, например микрокристаллической целлюлозы. Это позволяет рекомендовать крупяные изделия в качестве природных энтеросорбентов.

На защиту выносятся следующие положения:

. Ионоэксклюзионнохроматографический способ одновременного определения

органических кислот, Сахаров, многоатомных спиртов в крупяных изделиях. . Данные о влиянии различных факторов на основные аналитические

характеристики ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектированием. . Способ ионоэксклюзионнохроматографического определения крахмала по

продуктам его гидролиза. . Результаты изучения основных закономерностей сорбции металлов крупяными

изделиями и их отдельными фракциями. . Сравнительные данные о сорбции металлов крупяными изделиями и медицинскими препаратами, предназначенными для выведения токсичных веществ из организма. . Результаты изучения механизма сорбции меди крупяными изделиями и данные об основных закономерностях сорбции меди, полученные методом электронного парамагнитного резонанса. . Данные о физико-химических и ионообменных свойствах крупяных изделий.

Апробация работы и публикации.

Результаты исследований докладывались на научно-практической энференции «Реформирование региональной экономики: опыт, проблемы, грспективы» (Орел, 1997), на научных коллоквиумах лаборатории эоматографии кафедры аналитической химии МГУ. По материалам диссертации 1убликовано 6 работ в виде статей и тезисов докладов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, трех глав :спериментальной части, общих выводов, списка цитируемой литературы, [атериал диссертации изложен на 122 страницах текста, содержит 60 рисунков и I таблицы, в списке цитируемой литературы 165 наименований.

Основное содержание работы.

Обзор литературы

Приведена подробная сравнительная характеристика белково-углеводного, шидного и минерального состава крупяных изделий (гречневой ядрицы, пшена риса шлифованных, кукурузной, перловой, овсяной круп), используемых нами в честве сорбентов металлов.

Описаны применяемые в аналитической химии пищевых продуктов [ектроскопические, хроматографические, электрохимические, а также

5

гравиметрические и титриметрические методы. Рассмотрено применен] различных видов хроматографии, прежде всего, тонкослойной, бумажной, газ жидкостной, ионообменной, а также некоторых видов высокоэффективнс жидкостной хроматографии для определения основных компонентов пищевь продуктов.

Рассмотрены сорбционные свойства некоторых компонентов различно] растительного сырья по отношению к экологически вредным веществам, в то числе тяжелым металлам, а также токсикологические свойства последних.

Экспериментальная часть

В ходе выполнения исследований использовались следующие приборы аппаратура:

хроматографы жидкостные фирмы Бюпех (модель 14) и Котгоп - 43 ОА с спектрофотометрическим (ВюИптк ВТ 8200) и рефрактометрическим (КГОК 10 О^коп, модель 131) детекторами;

ионный хроматограф Вюиошк 1С - 1000;

аминокислотный анализатор фирмы ВюКошк 1С 5001;

микропроцессорный спектрофотометр 011/2010 фирмы НАСН;

атомно-абсорбционный спектрометр ААБ 1Ы;

полярограф ПУ-1;

радиоспектрометр Х-диапазона Е-3 фирмы "Уапап".

В работе использовали следующие колонки и сорбенты:

колонки (3,2x400), (8,7x300), предколонки (6,0x85), (3x50);

сорбенты марки Аттех - 0-155, Аттех - СЬбОБВ, Сферон-1000, ВТС-271С ВТСР, промышленные сорбенты на основе целлюлозы АЕ-сеПЫоБе (емкость 0,3 0,5 мг/г), Ес1ео1а-се11и1озе (емкость 0,25 - 0,45 мг/г), СМ-се11и1о5е (емкость 0,6-0,! мг/г), МНЕ-се11и1о5е 300, МЫ 300 АС-30, БЕАЕ-сеИЫоБе (емкость 0,6-0,8 мг/г) Бошех -50\Ух4.

Хроматографическое определение органических кислот в крупяных

изделиях

Содержание органических кислот в водных экстрактах круп определял} методом ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектированием. Выбор УФ детектора обусловлен способностью органических кислот поглощать УФ-излучение в определенной области спектра. Чувствительность определения при этом достаточно высокая: для кислот - от 0,1 до 10 мкг/мл, относительное стандартное отклонение ^ 0,04.

Поскольку в состав круп входят как алифатические, так и ароматические карбоновые кислоты, нами был просканирован интервал длин волн детектирования от 190 до 260 нм. Выявлено, что алифатические карбоновые и оксикислоты с наилучшей чувствительностью определяются при длине волны 210 нм, а ароматические оксикислоты - при длине волны 254 нм. При определении алифатических карбоновых "кислот в качестве элюента использовали 0,025М раствор Н250.|. Скорость подачи элюента изменялась от 0,8 до 0,5 мл/мин в зависимости от взаимного влияния определяемых кислот. Увеличивая концентрацию элюента, удалось улучшить селективность разделения таких карбоновых кислот, как лимонная, винная, яблочная, гликолевая, молочная. Время анализа смеси карбоновых кислот (щавелевая-глутаровая, муравьиная-валериановая) не превышает 30 минут при использовании 0,025М раствора Ь^С^ в качестве элюента и скорости подачи последнего 0,8 мл/мин.

Пределы обнаружения органических кислот при различных длинах волн указаны в табл. 1. В качестве элюента использовали 20 мМ НзЯО^

Таблица 1. Пределы обнаружения органических кислот, мг/л

Кислоты Детектирование при 193 нм Детектирование при 210 нм

Лимонная 10 5

Яблочная 15 8

Молочная 20 7

Янтарная 20 8

Уксусная 15 6

Муравьиная 5 2

Пропионовая 20 8

Масляная 25 10

Миндальная 40 15

Галловая 50 20

Гиппуровая 50 20

Содержание органических кислот в крупяных изделиях, как правило, оказывалось значительно выше значений, указанных в табл.1. Однако в ряде случаев требовалась более высокая чувствительность определений. В этом случае использовали сорбент Аттех - 0-158 и добавляли в элюент бензоин. Это позволяло снизить предел обнаружения щавелевой, янтарной, яблочной, винной, молочной и лимонной кислот примерно на порядок.

Воспроизводимость результатов определения кислот в указанных условия> высокая, относительное стандартное отклонение (5Г ) не превышает 0,033 (пс высотам пиков).

Интервал линейности градуировочных графиков (сорбент Агшпех - (}-60 БВ элюент- 20 мМ Н28С>4 , СФ-детектор, "К=210 нм) для органических кислот следующий:'

Янтарная

Яблочная

Молочная

Лимонная

Щавелевая

10- 1000 мг/л 10-720 мг/л 10-500 мг/л 10- 1250 мг/л 0,5 - 500 мг/л

Уксусная

Пропионовая

Масляная

Миндальная

Галловая

25 - 1000 мг/л 10- 700 мг/л 10- 500 мг/л 50 - 250 мг/л 50 - 200 мг/л

Для миндальной и галловой кислот интервал линейности градуировочногс графика значительно шире при длине волны 254 нм.

Практически во всех случаях удалось устранить взаимное влияние кислот у Сахаров изменением длины волны в интервале 190 - 250 нм. Так, например, прр 210 нм определению винной кислоты не мешает до 300 мг/л глюкозы, до 400 мг/; фруктозы и до 600 мг/л ксилозы и галактозы, а определению лимонной кислоть: не мешают до 400 мг/л глюкозы и до 300 мг/л сахарозы и лактозы.

В табл. 2 указаны предельные значения концентраций кислот (мг/л), выше которых наблюдается мешающее влияние компонентов друг на друга.

Таблица 2. Взаимное влияние кислот

Колонка 9x200, сорбент Аттех - <3 - 60 БВ, СФ детектор, X = 210 нм, Р = 0,: мл/мин

Кислоты Яблочная Винная Лимонная Молочная Янтарная Уксусная

Яблочная - 100 >500 >500 >200 >200

Винная 15 - 10 100 >200 >200

Лимонная 100 10 - >200 >500 >200

Молочная >500 100 >200 - 30 200

Янтарная >200 >200 >500 10 - 400

Уксусная 150 200 200 100 100 -

Время, мин

Время,

Рис. 1. Хроматограмма экстракта кукурузной крупы (>.=190 нм, Р=0,5 мл/мин)

1 - Щавелевая кислота

2 - Сахароза

3 - Глюкоза

4 - Фруктоза

5 - Лимонная кислота

6 - Глицерин

7 - Яблочная кислота

8 - Молочная кислота

9 - Янтарная кислота

10 - Пропионовая кислота

11 -Масляная кислота

Рис.2. Хроматограмма экстракта гречневой ядрицы (Х=210 нм, Р=0,5 мл/мин) Кислоты:

1 - Щавелевая

2 - Лимонная

3 - Яблочная

4 - Молочная

5 - Уксусная

6 - о-Кумаровая

7 - Масляная

8 - Миндальная

Время, мин

Рис. 3. Хроматограмма водного экстракта перловой крупы (>.=190 нм, Р=0,5 мл/мин)

1 - Щавелевая кислота

2 - Сахароза

3 - Глюкоза

4 - Фруктоза

5 - Винная кислота

6 - Глицерин

7 - Яблочная кислота

8 - Молочная кислота

9 - Янтарная кислота

10 - Пропионовая кислота

11 - Масляная кислота

Указанными методами были проанализированы на содержание органических кислот водные экстракты овсяной, перловой, кукурузной круп, а также гречневой ядрицы, риса и пшена шлифованных (табл. 3). Хроматограммы (элюент 0,025 М НгЭОл, сорбент Агшпех-<3-155) экстрактов некоторых объектов приводятся на рис 1,2,3.

Таблица 3. Содержание органических кислот в водных экстрактах крупяны>

изделий, %

_5Г=0,006 - 0,07 (Р=0,95, п=3)

Кислоты Крупяные изделия

Гречневая ядрица Перловая Овсяная Пшено Кукурузная Рис

Одноосновные карбоновые кислоты

Уксусная 0.64 - 0,073 0,027 0.10 0,26

Пропионовая - 0,061 - 0,043 0.05 0.013

Масляная - 0.036 - 0,05 0.035 0,023

Двухосновные карбоновые кислоты

Щавелевая 0.042 0.017 0,016 0,013 0.03 | 0.007

Янтарная 0.021 0.042 0,051 0.015 0.035 | 0.01

Оксикислоты

Молочная 0.19 0,038 0,47 0,013 0.032 | 0,1

Яблочная - 0,39 0.3 0,043 0.12 | 0.06

Лимонная 0.42 - 0.23 - 0,38 | 0.096

Винная - 0,059 - - - -

Ароматические с карбоксилом в боковой цепи

Миндальная 0.012 0,009

Гнппуровая | 0,57 - - - -

Фенолкарбоновые

Галловая 0,0015 0.0014 0,0003

Дикарбоновые кислоты этиленового ряда

Фумаровая 0,15 0,03 0.013 0,01 0,033 0,015

Согласно данным табл. 3, крупяные изделия имеют в своем составе широки! набор кислот, которые лишь частично экстрагируются водой из субстрата. Сред1 органических кислот, перешедших в водный экстракт, имеются таки( комплексанты Си (II), как щавелевая (^(3 = 8,5), яблочная (^Р = 3,4), молочназ ОбР = 3,9), янтарная (^Р = 2,9), уксусная (^р = 2,7), пропионовая (1цР = 2,2) винная (^Р = 5,8), фумаровая (1§р = 2,5).

Наличие органических кислот, прочно связанных с крупяной матрицей, обусловливает сорбцию металлов последней, поскольку извлечение кислот водой из крупы происходит лишь в незначительной степени.

Влияние органических модификаторов на разделение ароматических карбоновых кислот

В качестве органических модификаторов использовались ацетонитрил и изопропанол. Количество модификатора в элюенте изменяли от 0,5 до 10 %, однако эффект был достигнут при концентрации > 5%. Использовались добавки ацетонитрила и изопропанола в количестве 5 и 10% как в бензойную, так и в серную кислоты. Результаты представлены в табл. 4.

Таблица 4. Изменение времени удерживания (мин) органических кислот в

зависимости от вида и концентрации модификатора

Кислоты Элюент бензойная кислота Элюент серная кислота

Без моли фика тора С модификатором Без моди фика тора С модификатором

ацетонитрил изопропанол ацетонитрил изопропанол

5% 10% 5% 10% 5% 10% 5% 10%

Щавелевая 5,53 5,35 5,08 5,50 5,39 6,05 5,86 5,48 6,01 5,89

Молочная 7,73 6,35 6.22 6,55 6,42 11,32 10,78 10,53 11,11 10,96

Фумаровая 9,97 9,29 8.88 9,86 9,72 10,21 9,86 9,51 10,10 9,86

Уксусная 13,87 13,37 12,70 13,50 13,43 14,05 13,58 13,36 13,92 13,71

Пропионовая 16,74 15,71 14,57 15,97 15,64 17,01 16,31 15,52 16,19 16,03

Изомасляная 18,85 16,91 16,17 18,05 16,91 19,51 18,42 17,87 18,91 17,10

Масляная 20,75 18,58 16,84 19,52 18,71 21,25 19,26 18,05 20,72 20,03

Изовалериановая 24,09 20,58 18,65 22,19 21,25 25,02 23,18 21,25 24,56 23,21

Валериановая 30,54 25,06 22,06 27,47 25,93 32,31 28,32 25,76 27,90 27,11

Капроновая 81,14 38,42 30,70 41,44 38,43 90,00 45,21 38,35 41,52 39,73

Миндальная 19,53 17,78 15,47 18,98 17,38 22,02 20,01 18,86 21,05 19,21

Галловая 37,43 26,27 24,29 27,87 22,72 38,19 30,08 26,03 33,62 29,53

Гиппуровая 51,88 30,88 24,86 33,88 30,81 53,05 35,02 28,96 37,51 30,12

Фенилуксусная 80,53 42,77 34,49 46,78 42,77 86,81 46,01 40,96 53,72 46,91

Наибольшее влияние органических модификаторов наблюдали при использовании в качестве элюента бензойной кислоты. При этом эффективнее оказалось действие ацетонитрила. Это относится как к трудноудерживаемым алифатическим кислотам (валериановая, капроновая), так и к ароматическим. Влияние ацетонитрила на времена удерживания ароматических кислот с

карбоксилом в боковой цепи оказалось значительно сильнее, чем для различных замещенных бензойной кислоты.

При увеличении концентрации ацетонитрила от 5 до 10% уменьшаются времена удерживания ароматических и алифатических карбоновых кислот. При таких же концентрациях изопропанола эффект уменьшения времени удерживания существенно ниже.

В отличие от кислот, на разделение Сахаров органические модификаторы, даже в больших концентрациях, практически не влияют. Не удалось изменить порядок выхода и времена удерживания даже наиболее сильноудерживаемых Сахаров (сахароза, глюкоза, арабиноза). Это заключение справедливо и для многоатомных спиртов, например глицерина.

Используя органические модификаторы, возможно значительно улучшить селективность разделения многоатомных спиртов, Сахаров и кислот, т.к. удерживание последних весьма сильно зависит от наличия органических модификаторов. Так, удалось разделить глицерин, миндальную и янтарную кислоты; фруктозу, уксусную и янтарную кислоты.

Хроматографическое определение аминокислот в крупяных изделиях

Содержание аминокислот в водных экстрактах крупяных изделий определяли методом ионообменной хроматографии на аминокислотном анализаторе фирмы «Биотроник» 1С 5001. При этом соблюдались следующие условия: колонка (3,2x400) мм, заполненная высокоемкостным сорбентом ВТС 2710, предколонка размером (6,0x85) мм, заполненная сорбентом ВТС F, скорость подачи элюента 0,31 мл/мин, постколоночная реакция с нингидрином, элюент на основе метилцеллюзольфа и фосфатного буфера (рН 5,5) с добавлением двухводного хлорида олова, градиент температуры от 50 до 120°С. Ошибка определения не превышает 3%.

Хроматограммы водных экстрактов некоторых объектов представлены на рис. 4, 5.

Результаты определения аминокислот представлены в табл. 5.

Помимо указанных в табл. 5 аминокислот, в экстрактах круп были обнаружены орнитин - в экстракте пшена - 0,06, риса - 0,006, кукурузной крупы -0,005, перловой - 0,0025, риса* (рис шлифованный, многократно обработанный проточной водой) - 0,0019, овсяной крупы - 0,004 мг/г, цистин SO3H, аспарагин NH2 (только в перловой - 0,045 мг/г и овсяной - 0,154), а также аммиак - 0,0825 мг/г.

Количество свободных аминокислот в водных экстрактах круп, определенное нами, на два порядка меньше значений содержания свободных аминокислот в крупяных изделиях. Следовательно, большая часть аминокислот остается прочно связанной с белково-углеводной матрицей.

Таблица 5. Аминокислотный состав экстрактов крупяных изделий, мг/г крупы 5Г = 0,03 (Р = 0,95, п = 3)

Аминокислоты Гречневая ядрица Пшено Овсяная крупа Перловая крупа Рис Кукурузная крупа Рис'

Оксиаминокислоты:

Серии 0,025 0,054 0,125 0,03 0,002 0,06 0,006

Тирозин 0,038 0,043 0,05 0,025 - 0,06 0,003

Треонин 0,038 0,06 0,106 0,04 - 0,06 0,003

Серусодержащие:

Метионнн - 0,06 0,025 0,009 - 0,04 -

Цистин 1 0,006 0,025 - - - 0,005 -

Моноаминомонокарбоновые:

Гликокол (глицин) 0,05 0,058 0,038 0,025 0.004 0,04 0,004

Алании 0,088 0,125 0,1 0,05 0,001 0,125 0,005

Валин 0,025 0,05 0,05 0,025 - 0,06 0,0025

Изолейцнн 0,05 0,025 0,025 0,015 - 0,04 0.0016

Лейцин 0,019 0.055 0,063 0,025 - 0,075 ■ 0,001

Фенилаланин 0,025 0,046 0,05 0,025 - 0,06 0,003

Моноаминодикарбоновые:

Аспарагиновая кислота 0.263 0,104 0.225 0,1 0,003 0,24 0,005

Глутаминовая 0,338 0,104 0,288 0,125 - 0,225 0,008

Диаминомонокарбоновые

Аргинин 0,2 0,06 0,15 0,113 0,02 0,125 0,014

Лизин 0,025 0,083 0,063 0,05 0,011 0,15 0,005

Гетероциклические

Оксипролин 0,188 0,07 0,1125 0,04 0,021 0,086 0,006

Пролин 0,3 0,093 0,075 0,038 - 0.26 0,003

Триптофан 0,025 0,035 0,03 0,029 - 0,008 -

Гистидин 0,088 0,218 0,175 0,113 0,01 0,16 0,004

/4 i>-

IILMjib

Время, мнн

85 J

Рис. 4. Хроматограмма водного экстракта кукурузной крупы

1 - Цистин SOiH (Cys SOjH) 6-Глутаминовая кислота (Glu) 11 - Метионин (Met) 16-Гистидин(Н15)

2 - Оксипролин (Рго-ОН)

3 - Аспарагиновая кислота (Asp)

4 - Треонин (Thr)

5 - Серии (Ser)

7-Пролин (Pro)

8 - Глицин (Gly)

9 - Алании (Ala) 10-Валин(Уа1)

12-Изолейщш(Пе)

13-Лейцин (Leu)

14-Тирозин (Туг) 15 - Фенилаланин (Phe)

17-Лизин (Lys) 18 - Аммиак (Amm) 19-Аргинин (Arg)

а-*

Время, мин

85

Рис. 5. Хроматограмма водного экстракта овсяной крупы

1 - Cys SOjH

2 - Рго-ОН

3 - Asp

4-Thr

5-Ser

6-Glu

7-Pro

8-Gly

9-Ala

10-Val

11 - lie

12 - Leu 13-Tyr 14 - Phe 15-His

16-Trp

17-Lys 18 - Amm 19-Arg

Хроматографнческое определение Сахаров в крупяных изделиях

Сахара в водных экстрактах крупяных изделий определяли с помощью хроматографа фирмы КопЫоп модель 43 О А с УФ детектором (X = 190 нм). Объем вводимой пробы - 100 мкл. Использовали разделяющую колонку размером 300x8,7 мм, заполненную катионообменником высокой емкости марки Аттех. В качестве элюента использовали 0,025М раствор Н2504. Для количественного разделения сахарозы, глюкозы, фруктозы, глицерина оптимальная скорость подачи элюента составляет 0,5 мл/мин, при этом время анализа модельной смеси не превышает 15 минут. Селективность разделения указанной смеси Сахаров повышается при уменьшении скорости подачи элюента до 0,3 мл/мин, однако при этом время анализа увеличивается до 35 минут и разделить такие сахара, как лактоза, мальтоза, все равно не удается. В связи с этим, очевидно, не удалось обнаружить эти дисахариды в водных экстрактах круп.

Правильность ионоэксклюзионного метода определения Сахаров была подтверждена методом спектрофотометрии (спектрофотометр БЮ1 2010), гитриметрическим методом (автотитратор марки АЬ-5), рефрактометрическим методом (рефрактометр универсальный ИР - 1201).

Пределы обнаружения Сахаров при различных длинах волн указаны в табл. 6.

Таблица 6. Пределы обнаружения Сахаров, мг/л

Сахара Детектирование при 193 нм Детектирование при 210 нм

Сахароза 40 350

Глюкоза 50 400

Фруктоза 15 200

Б-арабиноза 40 300

Глицерин 50 400

Интервалы линейности градуировочных графиков (сорбент Аттех <3-605В, шюент - 20 мМ Н2804, СФ-детектор, Х=193 нм) для сахарозы, глюкозы, фруктозы, арабинозы очень близки и составляют 50 - 1500 мг/л. Для глицерина ¡тот интервал значительно уже - 80 - 700 мг/л.

В табл. 7 указаны предельные значения концентраций Сахаров (мг/л), выше юторых наблюдается взаимное влияние компонентов друг на друга.

Таблица 7. Взаимное влияние Сахаров Колонка 9x200, сорбент Аттех <3 - 60 БВ, СФ детектор, X = 193 нм, Б = 0,5

мл/мин

Сахара Сахароза Глюкоза Фруктоза Арабиноза Глицерин

Сахароза - 20 >50 >50 >100

Глюкоза 20 - 10 20 100

Фруктоза 40 25 - 15 50

Арабиноза 100 20 15 - 20

Глицерин >100 50 25 20 -

Мешающее влияние кислот на определение Сахаров устраняется изменением длины волны, т.к. при длине волны 190 нм большинство кислот имеет очень высокий предел обнаружения и не мешает определению Сахаров. Хроматограммы экстрактов некоторых крупяных изделий представлены на рис. 6-8.

Значения концентраций Сахаров в водных экстрактах крупяных изделий представлены в табл. 8.

Таблица 8. Содержание Сахаров в водных экстрактах крупяных изделий, %

Крупяные изделия

Сахара Гречневая Перловая Овсяная Пшено Кукурузная рис

ядрица крупа крупа крупа

Сахароза 0,43 0,34 0.24 0,38 0.60 0,11

Глюкоза - 0,15 0,003 0,11 0,18 0,07

Фруктоза - 0,18 0,19 0,07 0,67 0,02

Арабиноза 0,09 - - 0,012 0,73 0,007

Глицерин - 0,001 0,0021 0,071 0,002 0,004

Сумма, % 0,52 0,67 0,44 0,64 2,18 0,21

Хроматографическое определение крахмала

В настоящее время для определения крахмала в крахмалсодержащих объектах широко применяются поляриметрический метод и классические титриметрические методы, в том числе метод Бертрана и объемный метод по Х.Н. Починку. Методы характеризуются низкой чувствительностью и трудоемкостью.

Нами доказана возможность хроматографического определения крахмала в крупяных изделиях. При этом использовалась известная методика гидролиза крахмала до глюкозы с последующим анализом гидролизата методом ионоэксклюзионной хроматографии с СФ и кондуктометрическим детекторами. Условия такие же, как при определении Сахаров.

16

О Время, мим

Рис.6. Хроматограмма экстракта гречневой ядрицы (1=190 нм, Р=0,5 мл/мин, элюент-0,025М НгБО^) Сорбент Аттех-С>-15 Б

1 - сахароза 3 - галловая кислота

2 - арабиноза 4 - миндальная кислота

О Время, мин ^О

Рис.7. Хроматограмма экстракта овсяной крупы (1=190 нм, Р=0,5 мл/мин, элюент-0,025М НгЭОд) Сорбент Аттех-О-15 Б

1 - сахароза 4 - арабиноза

2 - глюкоз 5 - глицерин

3 - фруктоза

Рис.8. Хроматограмма экстракта кукурузной крупы (1=190 нм, Р=0,5 мл/мин, элюент-0,025М Н2804) Сорбент Агшпех-С>-15 Б

1 - сахароза

2 - глюкоза

3 - фруктоза

4 -арабиноза

Время, мин 25

При определении крахмала использовали классический метод его гидролиза до глюкозы. Анализ гидролизата проводили не титриметрическим методом, а методом ионоэксклюзионной хроматографии. Преимущество последнего состоит

в том, что удается количественно определить все продукты гидролиза крахмала (мальтозу, фруктозу, глюкозу) из одной пробы, а также внести поправку на содержание этих компонентов по исходному водному экстракту соответствующих круп. Как правило, наряду с конечными продуктами гидролиза фруктозой и глюкозой, в гидролизате остается значительное количество мальтозы - продукта неполного гидролиза крахмала. Таким образом, анализ гидролизата крахмала с помощью ионоэксклюзионной хроматографии позволяет найти условия полного гидролиза данного полимера до глюкозы и фруктозы, что значительно уменьшает ошибку метода. Измерения проводили на жидкостном хроматографе фирмы «Контрон», модель 430А, используя два детектора - спектрофотометрический ВТ 8200, длина волны 193 нм и рефрактометрический 1ШЖ. 101, скорость подачи элюента в обоих случаях составляла 0,4 мл/мин.

Сорбция Си(И), Ре(П), РЬ(И), С(1(П), Сг(У1), Хп(П), 8г(Н), Са(Н) крупяными

изделиями

Сорбционная способность крупяных изделий рассчитывалась по уменьшению концентрации металла в растворе после контакта с сорбентом в течение 20 мин. Рассчитывали коэффициент распределения Д

Концентрацию металлов в водных растворах их солей определяли следующими методами:

Са (II), 8г (II) - методом ионной хроматографии Ъп (II), Си (II) - методом атомно-абсорбционной спектрометрии Ре (II), Си (II), Сг (VI) - методом спектрофотометрии РЬ (II), Сс1 (II) - полярографическим методом.

Степень извлечения Си (II), Zn (II), Бг (II), Са (II) из водных растворов их солей различными крупами представлена в табл. 9. Таблица 9. Сорбционная способность крупяных изделий

Бг= 0,005 - 0,008 (Р=0,95, п=3)

Сорбенты Адсорбаты

Си (II) 2л1 (II) ЭгО!) Са (II) | Сг (VI) Ре(П)

Степень извлечения, %

Гречневая ядрица 84,0 52,0 68,0 39,0 68,0 32,0

Перловая крупа 74,0 62,4 56,6 9,0 76,0 81,0

Овсяная крупа 89,0 65,6 70,0 46,4 20,0 31,0

Кукурузная крупа 85,0 41,6 49,6 38,2 36.0 80,0

Рис шлифованный 82,0 37,5 50,2 11,7 68,0 68,0

Пшено 82,0 68,0 17,0

Все крупяные изделия почти в равной степени сорбируют медь, являющуюся представителем группы тяжелых металлов, из раствора её солей (концентрация Си (II) в контрольном растворе 1,22 мг/л). При этом величина сорбции, например, овсяной крупой приближается к 90%.

Хром, для которого характерно образование крупных гидратированных оксоанионов, по-разному сорбируется крупяными изделиями. Так, гречневая ядрица, пшено и рис шлифованные, перловая крупа хорошо сорбируют ионы хрома из водного раствора его солей (концентрация Сг (VI) в контрольном растворе 0,25 мг/л). Величина сорбции составляет не менее 65%. Кукурузная и овсяная крупы сорбируют хром (VI) значительно хуже, величина сорбции не превышает 36,0%.

Хорошими сорбционными свойствами по отношению к железу (II) как представителю группы переходных металлов обладали только рис шлифованный и перловая крупа. Величина сорбции ионов железа остальными крупяными изделиями из раствора его солей (концентрация Ре (II) 2,5 мг/л) не превышает 32%.

Таким образом, одинаково хорошие сорбционные свойства по отношению к указанным представителям различных групп металлов обнаружены у риса шлифованного и перловой крупы, другие же крупяные изделия вполне удовлетворительно способны сорбировать лишь определенные металлы.

Результаты определения способности крупяных изделий сорбировать свинец и кадмий из растворов их солей представлены в табл. 10.

Величина сорбции в основном зависит от специфических взаимодействий металлов с лигандами, входящими в состав круп. Замечена определенная тенденция: чем больше общее содержание карбоновых и аминокислот в крупе, тем выше величина сорбции металлов этими крупами. Исследуемые крупы в порядке уменьшения величины сорбции и общего содержания кислот можно расположить в следующий ряд: овсяная, кукурузная крупы, гречневая ядрица, рис, пшено, перловая крупа. Эта зависимость немного нарушается для гречневой ядрицы и перловой крупы: общее количество карбоновых и аминокислот в них эольше, чем соответственно в кукурузной крупе и пшене, но величина сорбции меньше. Это можно объяснить тем, что в состав кукурузной крупы и пшена шлифованного входят не идентифицированные нами карбоновые кислоты, :пособные образовывать устойчивые комплексы с ионами металлов. По-видимому, к ним относятся ароматические кислоты - производные бензойной шслоты, которые методом ионоэксклюзионной хроматографии определить невозможно.

Таблица 10. Сорбционная способность крупяных изделий по отношению Сс1 (II) и РЬ (II), %

Бг = 0,01 - 0,17 (Р = 0,95, п = 3

Крупяные изделия Адсорбаты

Сй (II) Коэффициент распределения, £> РЬ(П) Коэффициент распределения,О

Гречневая ядрица 73,3 41,3 22,0 4,2

Кукурузная крупа 70,0 35,0 89,7 130,9

Овсяная крупа 73,3 41,3 98,9 1335

Перловая крупа 76,7 49,3 99,7 5385

Пшено шлифованное 73,3 41,3 98,6 1065

Рис шлифованный 75,3 45,8 98,2 828,8

Рис* 43,3 11,5 93,9 230,5

Сорбцнонные свойства крупяных изделий, а также субстратов из них и коммерческих сорбентов

Сравнивались сорбцнонные свойства нативных крупяных изделий, их отдельных фракций (крахмал, целлюлоза, обескрахмаленный субстрат, представляющий собой комплекс клетчатки и прочно связанных с ней карбоновых и аминокислот, белков), а также промышленных сорбентов (микрокристаллическая целлюлоза (МКЦ), БЕАЕ-целлюлоза,

аминоэтилцеллюлоза) по отношению к некоторым металлам.

Крахмал, выделенный из крупяных изделий, не обладает сорбционной способностью. Чистая целлюлоза (МКЦ) обладает более слабой сорбционной способностью, чем обескрахмаленные субстраты кукурузной, овсяной, перловой круп, а тем более модифицированная целлюлоза, по отношению, например к Сг (VI) (табл. 11).

Разница в величинах сорбции обескрахмаленным субстратом и модифицированной целлюлозой объясняется наличием значительно большего числа сорбционных центров (привитых групп) в последней. Наилучшие результаты получены на БЕАЕ-целлюлозе, и аминоэтилцеллюлозе. Степень извлечения металлов из раствора целлюлозой крупы значительно меньше, чем препаратами привитой целлюлозы.

Таблица 11. Коэффициенты распределения (Ц) и степень извлечения Сг (VI), %

Биосорбенты Концентрации раствора Сг (У1),мг/л Степень извлечения, % в пересчете на 1 г сорбента £>

до сорбции после

Перловая крупа 0,25 0,06 76,0 47,5

МКЦ 0,44 0,32 27,3 5,6

Субстраты: Кукурузный 0,25 0,006 81,3 508

Перловый 0,25 0,01 80,0 300

Овсяный 0,25 0,02 76,7 144

Целлюлоза овсяной крупы 0,25 0,04 64,6 60,6

БЕАЕ-целлюлоза 0,25 0 100

Влияние рН, температуры и концентрации металла в растворе на величину

сорбции

Характер зависимости величины сорбции металлов от рН растворов различен. Степень извлечения, например перловой крупой, меди (II) из раствора СиБ04 с уменьшением рН от 7 до 2 падает до 45,9%, в то время как величина сорбции Сг (VI) при рН 2 достигает почти 94%, а при рН 4 - 31,4%. Величина сорбции Ре (II) при рН 2 достигает почти 99%, снижаясь до 37% при рН 3, затем снова возрастает при рН 4 - 7.

По-видимому, сложный характер зависимости величины сорбции от рН обусловлен переходом металлов из низшего валентного состояния в высшее, а для хрома еще и образованием оксоаниона. Поскольку металлы, проявляя хорошие хемосорбционные свойства в низшей степени окисления (Си (I), Ре (И), Сг (III)), образуют очень неустойчивые комплексы с органическими кислотами, для сорбции наиболее предпочтительны значения рН больше 5.

Установлено, что величина сорбции металлов крупяными изделиями зависит от температуры. Кривые зависимости сорбции разных металлов имеют свои особенности, которые обусловлены сложным механизмом сорбции (физическая сорбция, ионный обмен и хемосорбция-комплексообразование), а также окислением Ре (II) до Ре (III) при повышенных температурах и достаточной стабильностью Си (II) и Сг (VI).

Для всех исследуемых круп и металлов зависимость величины сорбции от концентрации металла в растворе имеет линейный характер в области низких концентраций.

Закономерности сорбции Cu(II) крупяными изделиями

Изучаемые нами сорбенты растительного происхождения имеют чрезвычайно сложный состав. Координировать ионы переходных металлов в биосорбентах могут, прежде всего, входящие в их состав белки, органические кислоты, аминокислоты и пептиды, а также различные полисахариды, в том числе, целлюлоза. В составе белков и пептидов связывать ионы Cu(II) могут прежде всего такие аминокислоты, как Glu, Asp, AspNH2, His, Lys, Orn, Arg. При этом комплексообразующие свойства каждого аминокислотного остатка сильно зависят от локального окружения в пептидной цепи. Не менее разнообразны типы и содержание в биосорбентах органических кислот, координирующих ионы тяжелых металлов (табл. 3). Такое многообразие состава существенно затрудняет точную идентификацию строения металлокомплексов.

Типичные спектры ЭПР ионов Cu(II), адсорбированных на носителях в воздушно-сухом состоянии, приведены на рис. 9 и 10, а определенные из этих спектров параметры образующихся комплексов - в табл. 12.

Таблица 12. Параметры спектров ЭПР комплексов Cu(II) с различными

крупами при 77 К и их содержание на носителе

pH крупы А|| ±3,Гс HI ±0,005 gi+0,005 Nx-10"18, спин/г Nx-10"'8, ион/г

6,6 перловая 178 2,272 2,069 5,0 5,6

кукурузна 179 2,267 2,069 5,6 6,3

я 161 2,296 2,071 3,8 3,4

рис 157 2,300 2,075 5,3 6,2

рис* 173 2,276 2,069 10,2 14,4

овсяная 175 2,271 2,067 6,3 7,2

пшено

гречневая 179 2,267 2,067 11,0 12,2

ядрица 126 2,392 2,081 3,4 4,1

МКЦ 117*' 2,42'> 2,09*'

Си(Н20)62 +

8,5 рис 170 2,278 2,064 3,6 4,0

рис* 148 2,308 2,064 4,9 6,1

овсяная 148 2,335 Ах«28 Гс 9,8 10,0

овсяная 181 2,259 2,065

МКЦ - - - 0 4,5

3,0 рис* 163 2,299 2,069 8,6 4,7

овсяная 179 2,274 2,077 13,8 4,2

МКЦ 125 2,402 2,082 5,3 3,3

*' рис шлифованный, многократно обработанный водой

J_1_1_1_1_1_!_,_|_,_

2600 2800 3000 3200 3400 3600

Н, Гс

Рис. 9. Спектры ЭПР при 77 К ионов Си (II), адсорбированных на гречневой ядрице (1), рисе шлифованном (2), обработанном рисе (3) и МКЦ (4) из водных растворов при рН 6,6.

■ _I___I-1_I-.-I-1-1—

2600 2800 3000 3200 3400 3600

Н. Гс

Рис.10. Спектры ЭПР при 77 К ионов Си(П), адсорбированных на овсяной крупе из водных растворов при рН: 2,96 (1); 6,6 (2) и 8,45 (3).

Форма линий и наличие перегибов на некоторых компонентах параллельное ориентации указывают на существование в образцах нескольких (не менее двух] типов комплексов меди, различающихся составом и строением координационно? сферы. Поэтому почти все значения параметров в табл. 12 являются эффективными, а не характеризуют индивидуальные комплексы Cu(II).

Анализ спектров ЭПР круп, сорбировавших ионы меди при рН 6,6, позволяет разделить все образцы на три группы в соответствии с величинами gn и Д (табл.12). К первой относятся большинство исследованных сорбентов, ко второй -рис и рис*, к третьей, с наименьшим значением Ац и наибольшей величиной g» -МКЦ.

Для всех образцов спектр ЭПР сорбированных ионов Cu(II) имеет вид типичный для комплексов меди с аксиальной симметрией координационной сферы в форме слабо искаженного вытянутого октаэдра в основном состоянии Ь,Е и локализацией неспаренного электрона на 3dx 2. у2 орбитали (gi > gi > 2.000) в экваториальной плоскости. Для МКЦ, ввиду отсутствия в системе других лигандов, очевидно, что все места в координационной сфере ионов меди заняты атомами кислорода гидроксильных групп МКЦ и молекул воды. Существенное отличие параметров ЭПР комплексов Cu(II) с МКЦ и комплексов Си(НгО)62+ (табл. 12) показывает, что места в экваториальной плоскости полиэдра заняты гидроксильными группами МКЦ.

Изучение параметров, приведенных в табл. 12, позволяет предположить, что в случае риса в состав комплексов с медью входит не менее двух карбоксильных групп от аминокислотных остатков глутаминовой или аспарагиновой кислот и могут входить одна или две (но не более) азоткоординирующих группы. Остальные места в полиэдре занимают молекулы воды. В сорбентах на основе гречневой ядрицы, кукурузной, овсяной, перловой круп и пшена в экваториальной плоскости комплексов меди при рН 6,6 находятся, по-видимому, только атомы азота His, Lys и От. Для овсяной крупы и пшена возможно наличие в координационной сфере и одной СООН группы. Значительная ширина компонент спектра в параллельной ориентации указывает на присутствие в образцах одновременно комплексов нескольких типов, различающихся составом и структурой.

Координационное число по азоту для комплексов Си (И) с лигандами рисовой крупы ниже, чем для других круп, поскольку в рисе и рисе* содержание азоткоординирующих аминокислот His и Lys в несколько раз ниже, чем в остальных крупах (количество Огп во всех сорбентах сопоставимо). Именно этим объясняется меньшее число атомов N в полиэдре Си (II) для риса.

Так как разные отделы пищеварительного тракта сильно различаются по величине рН, практический интерес представляло изучение особенностей сорбции Си(Н) не только из нейтральных, но также из кислых и слабощелочных растворов. Сопоставление спектров ЭПР для образцов, сорбировавших медь при рН 3,0 и 8,5 ^рис.Ю), и измеренных из них параметров (табл.12) показало, что изменение рН триводит к заметным изменениям в составе и строении координационных центров. Например, при рН 3,0 ионы Си(И) координированы с сорбентом на зснове овсяной крупы почти исключительно в виде соединений с 3 или 4 шгандными атомами N. в то время как при рН 8,5 наряду с такими структурами трисутствует значительное количество комплексов, содержащих только СООН -руппы.

В случае риса* при рН 8,5 ионы меди в образце связаны и с атомами О, и с номами N аминокислотных групп (табл.12), в то время как при рН 3,0 спектр ЭПР (рис.9) является суперпозицией спектров от структур двух типов: сомплексов, насыщенных по азоту, и комплексов с чисто кислородным жружением ионов Си(П), аналогичным наблюдаемому для МКЦ. Подобные 1ерестройки полиэдра при изменении рН возможны только в случае, когда :орбент сильно различается по составу лигандов. Для однородного сорбента МКЦ) влияния рН на состав координационной сферы Си(Н) практически нет табл.12).

Полученные результаты показывают, что взаимодействие ионов меди с ¡иологическими сорбентами проходит в основном за счет реакций юмплексообразования карбоновых и аминокислот, прочно связанных с белково-тлеводной матрицей.

Выводы.

1. Методом ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектированием [дентифицированы и количественно определены в водных экстрактах крупяных [зделий алифатические и ароматические карбоновые кислоты.

В составе круп найдены одноосновные (уксусная, пропионовая, масляная), ;вухосновные карбоновые кислоты (щавелевая, янтарная), оксикислоты молочная, яблочная, лимонная, винная), ароматические с карбоксилом в боковой ;епи (миндальная, гиппуровая), фенолкарбоновые (галловая), дикарбоновые ислоты этиленового ряда (фумаровая), которые входят в состав белково-глеводной матрицы сорбента и участвуют в комплексообразовании. Некоторые з них сообщают крупяным изделиям слабокислотные катионообменные войства. Установлены различия качественного и количественного содержания арбоновых кислот в зависимости от вида крупы.

25

2. Изучено влияние добавок органических модификаторе (ацетонитрила и изопропанола) в используемые в качестве элюентов бензойную серную кислоты на времена удерживания сильноудерживаемых алифатических ароматических карбоновых кислот, Сахаров и многоатомных спиртов. Показанс что органические модификаторы оказывают большее влияние в сочетании бензойной кислотой. На разделение Сахаров и многоатомных спирто модификаторы практически не влияют. Влияние ацетонитрила на времен удерживания ароматических кислот с карбоксилом в боковой цепи значительн сильнее, чем для различных замещенных бензойной кислоты.

3. Для определения содержания Сахаров и многоатомных спиртов водных экстрактах крупяных изделий предложен метод ионоэксклюзионно: хроматографии с УФ детектором, характеризующийся по сравнению с> стандартными методами более высокой чувствительностью, селективностью ] воспроизводимостью. Установлено, что в состав крупяных изделий входя сахароза, глюкоза, фруктоза, арабиноза, глицерин.

4. Установлены следующие аналитические характеристики метод ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектором при определени) карбоновых кислот, Сахаров и многоатомных спиртов:

• пределы обнаружения

• взаимное мешающее влияние

• интервалы линейности градуировочных графиков

• воспроизводимость.

5. Доказана способность пищевых продуктов растительногс происхождения - гречневой ядрицы, пшена и риса шлифованных, перловой овсяной и кукурузной круп - сорбировать Са (II), Си(Н), Бг (II), 2п (II), Ре(Н), О (VI), РЬ (II), Сс1 (II) из водных растворов их солей. Исследуемые крупы в порядке уменьшения степени извлечения металлов можно расположить в следующий ряд овсяная крупа, кукурузная крупа, гречневая ядрица, рис, пшено, перловая крупа.

6. Проведено сравнение сорбционной способности крупяных изделий, их отдельных фракций (обескрахмаленного субстрата, целлюлозы) и коммерческих сорбентов по отношению к Си(Н) и Сг(У1). Величины сорбции металлов обескрахмаленными крупяными субстратами выше, чем микрокристаллической целлюлозой (МКЦ). Степень извлечения Сг(У1) целлюлозой крупяных изделий в 1,5 раза меньше, чем модифицированными аминоэтилцеллюлозой и диэтиламиноэтилцеллюлозой, а Си(11) - в 3,6 и 3,8 раза соответственно.

7. Изучено влияние рН, температуры и концентрации металлов в растворе на величину сорбции крупяными изделиями Си(И), Ре(И), Сг(У1). Установлено, что кривые зависимости величины сорбции от рН и температуры имеют сложный характер, обусловленный многообразным составом биосорбентов и несколькими механизмами сорбции. Изотерма сорбции металлов носит линейный характер в области низких концентраций.'

8. Изучены ионообменные свойства крупяных изделий, определены общая сорбционная емкость сорбентов и статическая обменная емкость катионообменника.

Установлено, что все крупяные изделия являются слабокислотными катионообменниками с ионогенной карбоксильной группой и хемосорбентами (образование комплексов металлов с оксикислотами и аминокислотами).

Сорбционная способность обусловлена молекулярной сорбцией (8%), сорбцией за счет реакций комплексообразования (82%), ионным обменом (10%).

9. Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) установлены основные закономерности сорбции Си (II) крупяными изделиями и МКЦ.

Установлено, что в процессе сорбции образуются несколько (не менее двух) типов комплексов меди, различающихся составом и строением координационной сферы. Для всех образцов крупяных изделий спектр ЭПР сорбированных ионов Си (II) имеет вид, типичный для комплексов меди с аксиальной симметрией координационной сферы в форме слабо искаженного вытянутого октаэдра в основном состоянии Ь^ и локализацией неспаренного электрона на Зйх2-У2 орбитали в экваториальной плоскости.

Установлено, что для комплексов меди с МКЦ все места в координационной сфере заняты атомами кислорода гидроксильных групп и молекул воды. В состав комплексов меди с лигандами крупяных изделий входят карбоксильные группы от аминокислотных остатков глутаминовой или аспарагиновой кислот и азот-координирующие группы гистидина, лизина и орнитина, а также молекулы воды.

Изменение рН приводит к заметным изменениям состава и строения координационных центров вследствие многообразия лигандов в крупах. Для однороднолигандного сорбента (МКЦ) влияния рН на состав координационной сферы Си (II) не наблюдается.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Лаврушина Ю.А., Филичкина В.А., Максимова Т.Н. Об удерживании ионов уранила и свинца конопляным семенем. Реформирование региональной экономики: опыт, проблемы, перспективы. Тезисы докладов научно-практической конференции. - Орел, 1997. - С. 224.

2. Лаврушина Ю.А., Филичкина В.А., Иванов A.A., Шпигун O.A. Определение органических кислот и Сахаров в водных экстрактах крупяных изделий методом ионоэксклюзионной хроматографии. //Хранение и переработка сельхозсырья. 1999. № 7. С. 27 - 30.

3. Лаврушина Ю.А. Сорбция токсичных металлов крупяными изделиями. /Сб. науч. трудов межвузовской конференции. Экономика, общество, личность на рубеже XXI века. Орел. 2000. С. 374.

4. Лаврушина Ю.А., Филичкина В.А., Иванов A.A., Шпигун O.A. Исследование сорбционных свойств и химического состава крупяных изделий //Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. № 2. С. 52 - 53.

5. Лаврушина Ю.А., Филичкина В.А., Иванов A.A., Шпигун O.A. О механизме удерживания металлов некоторыми пищевыми продуктами. //Хранение и переработка сельхозсырья. 2000. № 7. С. 10-12.

6. Кокорин А.И., Пергушов В.И., Лаврушина Ю.А., Иванов A.A., Шпигун O.A. Взаимодействие ионов Cu(II) с белково-углеводными сорбентами. // Физическая химия (в печати).

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Химический состав крупяных изделий.

1.2. Методы определения химического состава крупяных изделий.

1.2.1. Спектроскопические методы.

1.2.2. Хроматографические методы.

1.2.3. Электрохимические методы.

1.2.4. Другие методы.

1.3. Сорбционные свойства природных материалов.

1.4. Токсикологические свойства металлов.

2. Реактивы, оборудование, аппаратура.

3. Определение химического состава крупяных изделий.

3.1. Хроматографическое определение органических кислот.

3.1.1. Влияние органических модификаторов на разделение ароматических карбоновых кислот.

3.2. Хроматографическое определение аминокислот.

3.3. Хроматографическое определение Сахаров.

3.4. Хроматографическое определение крахмала.

3.5. Определение целлюлозы.

4. Сорбционные свойства крупяных изделий.

4.1. Сорбция Си (И), Fe (И), Pb (II), Cd (II), Cr (VI), Zn (II), Sr (II), Са (II) крупяными изделиями.

4.2. Сравнительный анализ сорбционных свойств крупяных изделий, а также субстратов из них и коммерческих энтеросорбентов.

4.3. Динамика сорбции металлов крупяными изделиями в зависимости от некоторых факторов.

4.3.1. Влияние рН на сорбцию.

4.3.2. Влияние температуры на величину сорбции.

4.3.3. Влияние концентрации металла на величину сорбции.

4.4. Физико-химические свойства сорбентов.

4.4.1. Ионообменные свойства крупяных изделий.

4.4.2. Закономерности сорбции Си (И) крупяными изделиями.

Выводы.

Актуальность темы.

Применение современных хроматографических методов в анализе пищевых продуктов является важной задачей при определении их химического состава и оценке качества, поэтому актуальным является использование одного из новых видов жидкостной хроматографии - ионоэксклюзионной - для определения многих органических соединений (кислот, Сахаров, многоатомных спиртов, крахмала) в однородном объекте. В качестве объектов используются крупяные изделия, исследуемые нами как сорбенты металлов.

Сорбционные свойства природных материалов по отношению к токсичным металлам обусловлены активными в процессе сорбции составляющими, определение которых в многокомпонентных системах является сложной аналитической задачей. В то же время настоящее состояние аналитической химии пищевых продуктов не соответствует уровню аналитической химии в целом, особенно это касается стандартизированных методов. Представляется актуальным разработка методик ионоэксклюзионнохроматографического определения химического состава пищевых продуктов при упрощенной пробоподготовке.

Известны рекомендации по использованию пищевых волокон растительного происхождения в качестве сорбентов для выведения токсичных элементов из организма. К таким сорбентам относятся некоторые углеводы - целлюлоза (МКЦ), гемицеллюлозы, лигнин, пектиновые вещества, хитозан, соли альгиновых кислот. Перечисленные вещества специально выделяются из различного растительного сырья и представляют собой препараты, имеющие химически активные группы: -СООН, -ОН, 0=, -О - R -NH2- -НО- С2Н4-СОО".

Очевидно, что постоянное употребление промышленных препаратов-сорбентов может способствовать "вымыванию" кальция, магния, других эссенциальных микро- и макроэлементов из организма.

В народной медицине имеются рекомендации по применению обычных пищевых продуктов, а именно, овсяной крупы в качестве детоксиканта при отравлениях свинцом, мышьяком. По-видимому, это связано с определенными сорбционными свойствами этой крупы.

Представляется актуальным определение сорбционных свойств некоторых пищевых продуктов растительного происхождения для оптимизации структуры питания детерминированных групп населения в условиях неблагоприятной экологической ситуации.

Цель работы.

Разработка новых современных хроматографических методов определения химического состава крупяных изделий, а также исследование сорбционной способности продуктов растительного происхождения по отношению к экологически вредным веществам.

Научная новизна работы.

Предложен новый метод определения химического состава круп -ионоэксклюзионная хроматография-, основанный на использовании универсального УФ детектора, позволяющий одновременно определять несколько классов соединений: алифатические, оксикислоты, фенолкарбоновые, ароматические кислоты с карбоксилом в боковой цепи, сахара, многоатомные спирты, крахмал. Предложено использовать новые разделяющие сорбенты.

Установлено положительное влияние органических модификаторов в подвижной фазе на селективность разделения Сахаров и кислот, алифатических и фенолкарбоновых кислот методом ионоэксклюзионной хроматографии.

Впервые количественно определен кислотный состав различных крупяных изделий.

Выявлены основные закономерности сорбции металлов крупяными изделиями. Найдена и выделена отдельная фракция крупяных изделий, а именно, обескрахмаленный субстрат, представляющий собой комплекс целлюлозы, белков и прочно связанных с ними карбоновых и аминокислот, которая непосредственно участвует в сорбции металлов. Предложен механизм сорбции Cu(II) на обескрахмаленном субстрате.

Практическая значимость.

Предложен дешевый и доступный метод ионоэксклюзионно-хроматографического определения химического состава крупяных изделий.

Предложен метод ионоэксклюзионной хроматографии для определения крахмала в крахмалсодержащих объектах. Метод позволяет установить условия полного гидролиза крахмала.

Найдены условия сорбции металлов крупяными изделиями. Показано, что величина сорбции увеличивается в ряду перловая крупа, пшено, рис, гречневая ядрица, кукурузная и овсяная крупы. Показано, что сорбционная способность некоторых круп по отношению к металлам значительно выше, чем промышленных сорбентов, например микрокристаллической целлюлозы. Это позволяет рекомендовать крупяные изделия в качестве природных энтеросорбентов.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Ионоэксклюзионнохроматографический способ одновременного определения органических кислот, Сахаров, многоатомных спиртов в крупяных изделиях.

2. Данные о влиянии различных факторов на основные аналитические характеристики ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектированием.

3. Способ ионоэксклюзионнохроматографического определения крахмала по продуктам его гидролиза.

4. Результаты изучения основных закономерностей сорбции металлов крупяными изделиями и их отдельными фракциями.

5. Сравнительные данные о сорбции металлов крупяными изделиями и медицинскими препаратами, предназначенными для выведения токсичных веществ из организма.

6. Результаты изучения механизма сорбции меди крупяными изделиями и данные об основных закономерностях сорбции меди, полученные методом электронного парамагнитного резонанса.

7. Данные о физико-химических и ионообменных свойствах крупяных изделий.

Апробация работы и публикации.

Результаты исследований докладывались на научно-практической конференции «Реформирование региональной экономики: опыт, проблемы, перспективы» (Орел, 1997), на научных коллоквиумах лаборатории хроматографии кафедры аналитической химии МГУ. По материалам диссертации опубликовано 6 работ в виде статей и тезисов докладов.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, трех глав экспериментальной части, общих выводов, списка цитируемой литературы. Материал диссертации изложен на 121 странице текста, содержит 60 рисунков и 32 таблицы, в списке цитируемой литературы 165 наименований.

Выводы.

1. Методом ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектированием идентифицированы и количественно определены в водных экстрактах крупяных изделий алифатические и ароматические карбоновые кислоты.

В составе круп найдены одноосновные (уксусная, пропионовая, масляная), двухосновные карбоновые кислоты (щавелевая, янтарная), оксикислоты (молочная, яблочная, лимонная, винная), ароматические с карбоксилом в боковой цепи (миндальная, гиппуровая), фенолкарбоновые (галловая), дикарбоновые кислоты этиленового ряда (фумаровая), которые входят в состав белково-углеводной матрицы сорбента и участвуют в комплексообразовании. Некоторые из них сообщают крупяным изделиям слабокислотные катионообменные свойства. Установлены различия качественного и количественного содержания карбоновых кислот в зависимости от вида крупы.

2. Изучено влияние добавок органических модификаторов (ацетонитрила и изопропанола) в используемые в качестве элюентов бензойную и серную кислоты на времена удерживания сильноудерживаемых алифатических и ароматических карбоновых кислот, Сахаров и многоатомных спиртов. Показано, что органические модификаторы оказывают большее влияние в сочетании с бензойной кислотой. На разделение Сахаров и многоатомных спиртов модификаторы практически не влияют. Влияние ацетонитрила на времена удерживания ароматических кислот с карбоксилом в боковой цепи значительно сильнее, чем для различных замещенных бензойной кислоты.

3. Для определения содержания Сахаров и многоатомных спиртов в водных экстрактах крупяных изделий предложен метод ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектором, характеризующийся по сравнению со стандартными методами более высокой чувствительностью, селективностью и воспроизводимостью. Установлено, что в состав крупяных изделий входят сахароза, глюкоза, фруктоза, арабиноза, глицерин.

4. Установлены следующие аналитические характеристики метода ионоэксклюзионной хроматографии с УФ детектором при определении карбоновых кислот, Сахаров и многоатомных спиртов:

• пределы обнаружения

• взаимное мешающее влияние

• интервалы линейности градуировочных графиков

• воспроизводимость.

5. Доказана способность пищевых продуктов растительного происхождения - гречневой ядрицы, пшена и риса шлифованных, перловой, овсяной и кукурузной круп - сорбировать Са (И), Cu(II), Sr (II), Zn (II), Fe(II), Cr (VI), Pb (II), Cd (II) из водных растворов их солей. Исследуемые крупы в порядке уменьшения степени извлечения металлов можно расположить в следующий ряд: овсяная крупа, кукурузная крупа, гречневая ядрица, рис, пшено, перловая крупа.

6. Проведено сравнение сорбционной способности крупяных изделий, их отдельных фракций (обескрахмаленного субстрата, целлюлозы) и коммерческих сорбентов по отношению к Cu(II) и Cr(VI). Величины сорбции металлов обескрахмаленными крупяными субстратами выше, чем микрокристаллической целлюлозой (МКЦ). Степень извлечения Cr(VI) целлюлозой крупяных изделий в 1,5 раза меньше, чем модифицированными аминоэтилцеллюлозой и диэтиламиноэтилцеллюлозой, a Cu(II) - в 3,6 и 3,8 раза соответственно.

7. Изучено влияние рН, температуры и концентрации металлов в растворе на величину сорбции крупяными изделиями Cu(II), Fe(II), Cr(VI). Установлено, что кривые зависимости величины сорбции от рН и температуры имеют сложный характер, обусловленный многообразным составом биосорбентов и несколькими механизмами сорбции. Изотерма сорбции металлов носит линейный характер в области низких концентраций.

8. Изучены ионообменные свойства крупяных изделий, определены общая сорбционная емкость сорбентов и статическая обменная емкость катионообменника. Установлено, что все крупяные изделия являются слабокислотными катионообменниками с ионогенной карбоксильной группой и хемосорбентами (образование комплексов металлов с оксикислотами и аминокислотами). Сорбционная способность обусловлена молекулярной сорбцией (8%), сорбцией за счет реакций комплексообразования (82%), ионным обменом (10%).

9. Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) установлены основные закономерности сорбции Си (II) крупяными изделиями и МКЦ.

Установлено, что в процессе сорбции образуются несколько (не менее двух) типов комплексов меди, различающихся составом и строением координационной сферы. Для всех образцов крупяных изделий спектр ЭПР сорбированных ионов Си (II) имеет вид, типичный для комплексов меди с аксиальной симметрией координационной сферы в форме слабо искаженного вытянутого октаэдра в основном состоянии big и локализацией неспаренного 2 2 электрона на 3dx -у орбитали в экваториальной плоскости.

Установлено, что для комплексов меди с МКЦ все места в координационной сфере ионов меди заняты атомами кислорода гидроксильных групп и молекул воды. В состав комплексов меди с лигандами крупяных изделий входят карбоксильные группы от аминокислотных остатков глутаминовой или аспарагиновой кислот и азот-координирующие группы гистидина, лизина и орнитина, а также молекулы воды.

Изменение рН приводит к заметным изменениям в составе и строении координационных центров вследствие многообразия лигандов в крупах. Для однороднолигандного сорбента (МКЦ) влияние рН на состав координационной сферы Си (II) не наблюдается.

1. Алексеева Е.С., Кирилленко С.К. К вопросу о содержании рутина в зерне некоторых сортов гречихи.- Бюл. НТИ ВНИИ зернобобовых и крупяных культур. 1978. т. 21. С. 23-25.

2. Ермаков А.И., Княгиничев М.И., Мурри И.К. Биохимия культурных растений т.1 . Хлебные и крупяные культуры. M.-JL: Гос. изд-во сельскохозяйственной литературы. 1958. 693 с.

3. Казаков Е.Д., Кретович B.J1. Биохимия зерна и продуктов его переработки. М.: ВО «Агропромиздат». 1989. 319 с.

4. Ляшенко Е.Г. Гречиха ценная крупяная культура.- М.: Гос. изд-во сельскохозяйственной литературы. 1957. 39 с.

5. Мурри И.К. Биохимия проса. В кн.:Биохимия культурных растений. 1958. С. 512-642.

6. Смирнова Н.А., Надежнова JI.A., Селезнева Г.Д., Воробьева Е.А. Товароведение зерномучных и кондитерских товаров. М.: Экономика. 1989. 338 с.

7. Грачева И.М. Технология ферментных препаратов. М.: Пищевая промышленность. 1975. 392 с.

8. Кретович B.J1. Биохимия растений. М.: Высшая школа. 1986. 503 с.

9. Казаков Е.Д., Кретович B.JI. Биохимия зерна и продуктов его переработки. М.: Колос. 1980.319 с.

10. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы /Под ред. М.Ф. Нестерина и И.М. Скурихина. М.: Пищевая промышленность. 1979. 240 с.

11. Рукосуев А.Н. Товароведение зерномучных и хлебных товаров. М.: Экономика. 1973. 313 с.

12. Краткая медицинская энциклопедия: В 3-х т. АМН СССР Гл. ред. Б.В. Петровский.- 2-е изд. М.: Советская энциклопедия. 1989. Т.2 С. 417.

13. Кретович B.J1. Биохимия зерна и хлеба. М.: Наука. 1981. 151с.

14. Bourne G. Н. Some aspects of human nutrition. //Wld. Rev. Nutr. Diet. 1977. № 27. P. 105-131.

15. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности блюд и кулинарных изделий /Под ред. И.М. Скурихина, В.А. Шатерникова. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1984. 328 с.

16. Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов /Под ред. А.А. Покровского. М.: Пищевая промышленность. 1977. 218 с.

17. Полинг Л., Полинг П. Химия. М.: Мир. 1978. С. 400 402.

18. Хоффман К.Б. Химия для всех. М.: Мир. 1965. С. 102, 256.

19. Зверев М.П. Хемосорбционные волокна. М.: Химия. 1981. С. 117.

20. Мясоедова Г.В., Саввин С.Б. Хелатообразующие сорбенты. М.: Наука. 1984. С. 12-25.

21. Литвина И.И. Основы правильного питания. СПб.: АО Комплект. 1994. С. 153-156.

22. Семенова А. Целительные свойства овса. СПб.: Изд-во "Невский проспект". 1999. 125 с.

23. Несмеянов А.Н. Начала органической химии. М.: Химия. 1974. Т.1. С 160.

24. Бингам Ф.Т., Коста М., Эйхенбергер Э. И др. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов: Пер. с англ. /Под ред. X. Зигеля, А. Зигель. М.: Мир, 1993. 368 с.

25. Козьмина Н.П. Биохимия зерна и продуктов его переработки. М.:Колос. 1976. 375 с.

26. Плешков Б.П. Биохимия сельскохозяйственных растений. М.: Агропромиздат. 1987. 494 с.

27. Растительный белок. /Пер. С фр. В.Г.Долгополова; Под ред. Т.П. Микулович. М.: Агропромиздат. 1991. 684 с.

28. Ковалев Н., Зачиняева Е. Какая каша -ваша? //Питание и общество 1997. № 4; 5. С. 30-31; 28-30.

29. Резниченко М.С. Новые данные о структуре растительных белков. В сб.5 Биохимия зерна. Изд-во АН СССР. 1960. С. 163.

30. Смирнова Иконникова М.И. Биохимия кукурузы. Там же. С. 393.

31. Княгиничев М.И. Биохимия риса. В кн. Биохимия культурных растений. Изд. АНСССР. 1958. С. 430.

32. Сичкарь Н.М., Лишкевич М.И. Биохимия овса. В кн.: Биохимия культурных растений. Изд. АНСССР. 1958. С. 200.

33. Сичкарь Н.М., Иванов Н.Н. Биохимия ячменя. В кн.: Биохимия культурных растений. Изд. АНСССР. 1958. С. 234.

34. Химический состав пищевых продуктов: Книга 1: Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценностипищевых продуктов /Под ред. Скурихина И.М., Волгарева И.Н. М.: ВО Агропромиздат. 1987. 224 с.

35. Дятлова Н.М., Темкина В.Я, Попов К.И. Комплексоны и комплексонаты металлов. М.: Химия. 1988. С. 492-499.

36. Авраменко В.Н., Есельсон М.П. Спектральный анализ в пищевой промышленности. М.: Пищевая пром-сть. 1979. 171 с.

37. Байерман, Клаус Определение следовых количеств органических веществ: Пер. с англ. М.: Мир. 1987. 429 с.

38. Физико-химические методы анализа: Практич. Рук-во: Учеб. пособие для вузов /В.Б. Алесковский, В.В. Бардин, М.И. Булатов и др. Л.: Химия. 1988. 376 с.

39. Методы анализа пищевых продуктов /Под. Ред. Ю.А. Клячко, С.М. Беленького. М.: Наука. 1988. 260 с.

40. Дорохова.Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические методы анализа. М.: Высшая школа. 1991. 255 с.

41. Пешкова В.М., Громова М.И. Методы абсорбционной спектроскопии в аналитической химии. М.: Высшая школа. 1976. 150 с.

42. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 ч. ч. 2. Физико-химические методы анализа. М.: Высшая школа. 1989. 320 с.

43. Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн. 2. Методы химического анализа: Учеб. Для вузов/Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева и др. Под. Ред. Ю.А. Золотова. М.: Высшая школа. 1999. 494 с.

44. Воронков М.Г., Залчан Г.И., Лукевич Э.Я. Кремний и жизнь. Рига: Зинатне. 1978. 585 с.

45. Хавезов И., Цалев Д. Атомно-абсорбционный анализ /Пер. с болг. Л.: Химия. 1983. 144 с.

46. ГОСТ 26927-86 ГОСТ 26935-86. Сырьё и продукты пищевые: Методы определения токсичных элементов. М.: Гос. ком. СССР по стандартам. 1986. 85 с.

47. Кузяков Ю.А. Практикум по атомно-абсорбционной спектрометрии. М.: Изд. Моск. Ун-та. 1987. 25 с.

48. ГОСТ 26929-94 Сырьё и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения токсичных элементов. 15 с.

49. Малина В.П., Клячко Ю.А. Определение микроэлементов в зерне, продуктах его переработки и в продуктах диетпитания. В сб.: Методы анализа пищевых продуктов. М.: Наука. 1988. Т. 8. С. 153 157.

50. Методические указания по проведению энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа растительных материалов. М.: Колос. 1983.47 с.

51. Бернштейн И.Я., Каминский Ю.Л. Спектрофотометрический анализ в органической химии. М.: Химия. 1986. 200 с.

52. Методы биохимического исследования растений /А.И. Ермаков, В.В. Арасимович и др. Л.: Агропромиздат. 1987. 420 с.

53. Руководство по методам анализа качества и безопасности пищевых продуктов /Под ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна. М.: Брандес. Медицина. 1988. 342 с.

54. Методы анализа пищевых сельскохозяйственных продуктов и медицинских препаратов /Под ред. В. Горвица. М.: Пищ. Пром-сть. 1974. 743 с.

55. Методические рекомендации по химическим и биохимическим исследованиям в зоотехнике. Дубровицы. 1975. 91 с.

56. Ляликов Ю.С. Физико-химические методы анализа. М.: Химия. 1973. 536 с.

57. Bugner Е., Feinberg М. Determination of mono and disaccharides in food by interlaboratory study: Quantitation of bias components for liquid chromatograhy // J. Assos. Offic. Anal. Chem. Int. 1992. V 75. № 3. P. 10-13.

58. Castillo C.G. Surface plasmon effect as a base for a spectrometry high-performance liquid chromatography detector. An alternative to refractive index detectors // Pittsburgh Conf. Anal. Chem. And Appl. Spectrosc. Chicago. 1994. P.3-5.

59. Frias J., Hedley C.L., Price K. R., Fenvick G. R., Vidal-Valverde C. Improved method of oligosaccharide analysis for genetic studies of legum seeds // J Liquid Chromatogr. 1994. V. 17. № 11. P 26-30.

60. Herbretear B. Review and state of sugar analysis by high-performance liquid chromatography. //Int. Sugar J. 1994. V. 96. № 1144. P 18-21.

61. Korhammer S.A., Bernreuther A. Hyphenation of high-performance liquid chromatography (HPLC) and other chromatographic techniques (SFG, GPC, GC, CE) with magnetic resonance (NMR): A review //Fresenius' J. Anal. Chem. 1996. V. 354. №2. P. 26-29.

62. Morin Alloy L., Herbreteau В., Lafosse M., Dreux M. Automatic Sugar Analysis in the Beet Industry. Part II: Apparatus and Results //J. High Resolut. Chromatogr. 1990. V. 13. №5. P. 11-16.

63. Stefansson M., Westelund D. Ligand exchange chromatography of carbohydrates at alkaline pH. Effects of mobile phase additives and temperature. //J. Chromatogr. Sci. 1994. V. 32. № l.P. 3-5.

64. Рудаков О.Б., Родионова H.C., Бочарова O.H. Современное состояние количественного контроля углеводов в пищевых продуктах методами высокоэффективной жидкостной хроматографии (обзор). //Хранение и переработка сельхозсырья. 1999. № 2. С. 52 56.

65. Методы исследования углеводов. /Под ред. А .Я. Хорлина. М.: Мир. 1975. 445 с.

66. Southgate D.A.T. Determination of food carbohydrates. London: Applied Science publishers Ltd. 1976. 178 p.

67. Падалкина B.C. Разработка хроматографических методов определения фенолкарбоновых кислот в винах: Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. Москва. 1981. 137 с.

68. Дорогова В.Б., Качаева А.А., Щипалева Е.А. Определение аминокислот в смеси методом реакционной газожидкостной хроматографии. //Журн. Анал. хим. 1977. Т. 32. № 7. С. 1465-1467.

69. Conkerton E.G. Gas chromatography analysis of amino acids in oilseed meals. //J. Agr. Food. Chem. 1974. № 22. P. 1046-1049.

70. Лазарева E.E., Брыкина Г.Д., Шпигун O.A. Косвенное спектрофотометрическое детектирование неэлектролитов в высокоэффективной жидкостной хроматографии. //Журн. Анал. хим. 1998. Т. 53. №. 3. С. 56-59.

71. Samy Н. Ashoor and Jim Welty. Determination of organic acids in foods by high -performance liquid chromatography: lactic acid. // J. of Chromatography. 1984. № 287. P. 452 -456.

72. Фритц Дж., Гьерде Д., Поланд К. Ионная хроматография: Пер. с англ. М.: Мир. 1984.224 с.

73. Рудаков О.Б., Соколов М.И., Болдырев С.Ю., Востриков С.В. Возможность гель-проникающей хроматографии в анализе смесей олиго-, ди- и моносахаридов. Тез. Докл. Всеросс. Симпозиума по теории и практике хроматографии и электрофореза. М. 1998. С.68.

74. Высокоэффективная жидкостная хроматография в биохимии: Пер. с англ. /Под ред. А. Хеншен и др. М.: Мир. 1988. 164 с.

75. Сакодынский И.И., Бражников В.В. Волков С.А. Зельвенский В.Ю., др. Аналитическая хроматография. М.: Химия. 1993. 96 с.

76. Katz E.D. High-performance liquid chromatography: Principles and methods in biotechnology. John Wiley and Sons Ltd. Chichester. England. 1996. 46 c.

77. Hancock W. S. High performance liquid chromatography Principles and methods in biotechnology. John Wiley and Sons Ltd. Chichester. England. 1990. 31 c.

78. Vercelotti S.V., Clarke M.A. Comparison of modem and traditional methods of sugar analysis. //Int. Sugar J. 1994. V. 96. № 1151. P. 15-19.

79. Coffey A.F., Meadows E.A., Warner F.P. Application of monodispers 4% and 8% - crosslinked cation exchange resins for sugar analysis // Pittsburgh Conf. Presents HITTCON' 96. - Chicago. III. March 3-8. 1996. P. 38-41.

80. Chromatography columns and Supplies Catalog 1998 1999. Waters Corporations. Milford. USA. 1998. 32 p.

81. Sullivan J., Douek M. Determination of carbohydrates in wood, pulp and process liquor samples by high-performance anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection. //J. Chromatogr. A. 1994. V. 671. № 1 2. P. 12-16.

82. Шпигун O.A., Золотов Ю.А. Ионная хроматография и ее применение в анализе вод. М.: Изд. Моск. Ун-та. 1990. 199 с.

83. Методы биохимического анализа растений /Под ред. В.В. Полевого и Г.Б. Максимова. Л.: Изд-во ЛГУ. 1978. 192 с.

84. Родионова Н.С., Рудаков О.Б. Практическое применение эксклюзионной хроматографии для анализа смесей олиго-, ди- и моносахаридов комбинированных пищевых продуктов. //Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж: ВГУ. 1998. Вып. 24. С. 11-15.

85. Шаповалова Е.Н., Шпигун О.А. Практикум по инструментальным методам анализа ч.И Хроматографические методы анализа. М.: Изд-во МГУ. 1998. 52 с.

86. Parlescek A., Bode Ch. Lipopolysaccharide determination by reversed phase high-performance liquid chromatography after fluorescence labeling. //J. Chromatogr. A. 1995. V. 711. № 2. P. 9-13.

87. Coquet A., Haerdi W., Agosti R., Veuthey J. Determination of sugar liquid chromatograhy with post-column catalytic derivatization and fluorescence detection. //Chromatografia. 1994. № 1 2. P. 38-40.

88. Kim Y. S., Liu J., Han X. J., Pervin A., Lingardt R.J. Analysis of fluorescently labeled sugars by reversed ion-pairing high-performance liquid chromatography. //J. Chromatogr. Sci. 1995. V. 33. № 4. P. 26-30.

89. Wulf L.W. Nagel C.W. Determination of monomtric sugar and carboxylic acids by ion-exclusion. //Amer. J. Ecol. Vitic. 1978. Vol. 29, № 1. P. 42 49.

90. Stanley Lam Resolution of D-and L-amino Acids after precolumn derivatization with о Phthalaldehyde by Mixed Chelation with Cu (ii) - L- prolin. //J. of Chromatography. 1998. № 355. P. 157 - 164.

91. Haddat P.R. and Jackson P.E. Ion Chromatography Principles and Applications. Elsevier. Amsterdam. 1991. P. 195 - 239.

92. James S. Fritz Principles and Applications of Ion Exclusion Chromatography. //J. of Chromatography. 1991. №546. P. 111-118.

93. Kerstin Jakobsson and Lena Aberg. Analysis of organic acids in beverages by Ion Chromatography. //Tecator journal. 1988. V. 11. № 1. P. 18.

94. Каплан Б.Я., Пац Р.Г., Салихаджанова P. М.-Ф. Вольтамперометрия переменного тока. М.: Химия. 1985. 264 с.

95. Физико-химические методы анализа: Практич. Рук-во: Учеб. пособие для вузов /В.Б. Алесковский, В.В. Бардин, М.И. Булатов и др. Л.: Химия. 1988. 376 с.

96. Гольберт К.А., Вигдергауз М.С. Введение в газовую хроматографию. М.: Химия. 1990. 352 с.

97. Кудинов П.И., Першакова Т.В., Якуба Ю.Ф. Методы определения картофельной болезни хлеба по изменению его химического состава. //Известия ВУЗов. Пищевая технология 1999. №1. С. 69 71.

98. Мазор JI. Методы органического анализа. М.: Мир. 1986. 202 с.

99. Коренман И.М. Методы количественного анализа. М.: Химия. 1989. 128 с.

100. Lees R. Food analysis: analitical and quality control methods for the food manufacturer and buyer CRC press. 1975. 192 p.

101. Бурштейн А.И. Методы исследования пищевых продуктов. Киев: Гос. Мед. Изд-во УССР. 1963.642 с.

102. Будагян Ф.Е. Методика изучения состава отечественных пищевых продуктов. М.: Изд-во АМН СССР. 1949. 83 с.

103. Аналитическая химия. /Попадич И.А., Траубенберг С.Е., др. М.: Химия. 1989.239 с.

104. Электрофизические, оптические и акустические характеристики пищевых продуктов. /И.А. Рогов, В.Я. Адаменко, С.В. Некрутман и др. М.: Легкая и пищевая пром-сть. 1981. 288 с.

105. Красников В.В. и др. Спектральный анализ пищевых продуктов. М.: Агропромиздат. 1987. 288 с.

106. Красников В.В., Тимошкин Е.И. Люминесценция пищевых продуктов. М.: Легкая и пищевая пром-сть. 1983. 264 с.

107. Suzuki Ch., Kakeni K., Honda Suzuvi. Comparisons of the sensitivities of various derivatives of oligosaccharides in LC/MC with fast atom bombardment and electrospray ionization interferences. //Anal. Chem. 1996. V. 68; № 13 P. 13.

108. White D.R., Cancalon P.E. Detection of beet sugar adulteration of orange juice by liquid chromatograhy pulsed amperometric detection with cjlumn switching. //J. Assos. Offic. Anal. Chem. Int. 1992. V. 75. № 3. P. 23.

109. Попадич И.А., Маслова Л.Г. Некоторые аспекты применения физических и физико-химических методов для анализа пищевых продуктов. В кн.: Методы анализа пищевых продуктов. /Под ред. Клячко Ю.А., Беленького С.М. М.: Наука. 1988. Т. VIII. С. 9.

110. Практикум по физико-химическим методам анализа. /Под ред. О.М. Петрухина. М.: Химия. 1987. 248 с.

111. Андрейчин М.А., Гнатюк М.С. Энтеросорбенты как способ очищения организма. Киев: Знание. 1992. 48 с.

112. Корзун В.Н. Эффективность профилактических средств при одновременном поступлении в организм цезия-137 и стронция-90. Автореф. Дис. . канд. Мед. Наук. Киев. 1971. 23 с.

113. Пищевые волокна как сорбенты экологически вредных веществ в желудочно-кишечном тракте. /М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов, С.П. Решта и др. /Тез. Докл. Науч. Конф. "Морфология, физиология и клиника пищеварения". Одесса. 1993. С. 35 36.

114. Мартынов С.М. Пектины и радиация. //Пищевая промышленность. 1991. № 2. С. 9-11.

115. Смоляр В.И. Питание населения в условиях радиационного загрязнения окружающей среды. Киев. 1991. 23 с.

116. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Пищевые волокна побочных продуктов переработки винограда как сорбенты экологически вредных веществ. //Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1998. № 2-3. С. 77.

117. Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф., Денисюк Н.А., др. Пищевые волокна -радиопротекторы. //Вопросы питания. 1997. № 2. С. 12 14.

118. Леванова В.П. Лечебный лигнин. Спб.: Изд-во ЦСТ. 1992. 136 с.

119. Краснова Н.С., Паршакова Л.П., Тарасевич С.Я., Корзун В.Н., Отт В.Д. Продукты с пектином для детей. //Пищевая промышленность. 1997. № 6. С. 11.

120. Албулов А.И., Новикова М.В., Костеша Н.Я. Новые пищевые добавки на основе продуктов морского и растительного происхождения. //Пищевая промышленность. 1997. № 8. С. 54.

121. Богатырев А.Н. Проблемы здорового питания. //Хранение и переработка сельхозсырья. 1997. № 10. С. 20.-у, j.

122. Тамова М.Ю., Зайко Г.М., др. Комплексообразование в системе РЬ'Т, ЫГ -лимонная кислота пектин. //Известия ВУЗов. Пищевая технология. 1997. № 4-5. С. 24-25.

123. Голубкина Н.А., Щелкунов Л.Ф., Дудкин М.С. и др. Адсорбция селена пищевыми волокнами. //Хранение и переработка сельхозсырья. 1998. № 6. С. 34.

124. Эйхлер В. Яды в нашей пище: Пер. с нем. М.: Мир. 1993. 189 с.

125. Загрязнители, пища, здоровье. Тяжелые металлы введение //Хранение и переработка сельхозсырья. 1999. № 9. С. 23 - 27.

126. Грушко Я.М. Вредные неорганические соединения в промышленных сточных водах: Справочник. Л.: Химия. 1979. С. 47 142.

127. Храмов В.А. Определение оксикислот и пролина в образцах вина и пива. //Хранение и переработка сельхозсырья. 1997. №1. С. 24 25.

128. Справочник биохимика: Пер. с англ. / Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. М.: Мир. 1991. С. 269-273.

129. Задания для выполнения лабораторных работ по курсу товароведения пищевых продуктов. /Джафаров А.Ф., Николаева М.А. и др. М.: ЗИСТ. 1984. С. 19.

130. Исследование продовольственных товаров: Учебн. пособ. для товаровед, фак. торг. Вузов. /Боровикова Л.А., Гримм А.И., Дорофеев А.Л. и др. М.: Экономика. 1980. 336 с.

131. Устиченко Г.В., Капуцкий Ф.Н., др. Влияние рН на сорбцию амидопирина монокарбоксилцеллюлозой. Ионный обмен и хроматография. Сб. науч. труд. Под ред. Самсонова Г.В. Л.: Наука. 1984. С. 87-91.

132. Матерова Е.А., Парамонова В.И. О физико-химической характеристике ионитов Теория и практика ионообменных материалов. Сб статей, Изд-во АН СССР 1955. С. 5- 15.

133. Солдатов B.C. Простые ионообменные равновесия. Минск: Наука и техника. 1972. С. 138 176.

134. Белявская Т.А., Большова Т.А., Брыкина Г.Д. Методики по хроматографическому анализу. М.: Издательство МГУ. 1980. С.11-14.

135. Белявская Т.А., Болыиова Т.А., Брыкина Г.Д. Хроматография неорганических веществ (практическое руководство): Учеб. пособие для хим. фак. ун-тов и хим.-технол. вузов. М.: Высшая школа. 1986. 207 с.

136. Ваншейдт А.А., Васильев А.А., Охрименко О.И. Метод количественного определения содержания сульфо- и карбоксильных групп в катионитах путем титрования. Теория и практика ионообменных материалов. Сб статей. Изд-во АН СССР 1955. С. 110 113.

137. Экспериментальные методы в адсорбции и молекулярной хроматографии. /Под. ред. Кисилева А. В. и Древинга В.П. Изд-во Московского Университета. 1973. С. 382 401.

138. Шамрицкая И.П., Мирошникова З.П., Мелешко В.П. Изучение взаимодействия анионитов ЭДЭ-10П и АН-31 с катеонитами двухвалентной меди. Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж. 1974. № 9. С. 33 -39.

139. Салдадзе К.М., Копылова-Валова В.Д. Комплексообразующие иониты (комплекситы). М.: Химия. 1980. 336 с.

140. Богатырев К.С., Шамрицкая И.П., Мелешко В.П., Золотарева JI.B. Влияние лимонной кислоты на избирательность поглощения ионов натрия смолой КУ-2*8. Теория и практика сорбционных процессов. Изд-во Воронежского ун-та. 1975. С. 88-91.

141. Бекишева Э.В., Попков Ю.М., др. Изучение процесса сорбции-десорбции иолнов меди волокнистым сульфокислотным ионитом с помощью метода ЭПР. Теория и практика сорбционных процессов, Воронеж. 1974. № 9. С. 154- 157.

142. Даванков В.А., Навратил Дж., Уолтон X. Лигандообменная хроматография: Пер. с англ. М.: Мир. 1990. С. 269 273.

143. Давыдов А.Т. О закономерностях при обмене ионов на ионитах отечественного производства Теория и практика ионообменных материалов. Сб статей. Изд-во АН СССР. 1955. С. 41 47.

144. Давыдов А.Т., Лисовина Г.М. Исследование величины сорбции и энергии обмена катионов на вофатите в зависимости от температуры. Исследования в области ионообменной, распределительной и осадочной хроматографии. М.: Изд-во АН СССР. 1959. С. 21 23.

145. Кривобородова Н.А., Образцов А.А. Взаимодействие труднорастворимых соединений меди с ионитами Теория и практика сорбционных процессов. Воронеж. 1974. № 9. С. 171 174.

146. Цизин Г.И., Формановский А.А., Михура И.В., др. Комплексы меди (II) с конформационно подвижными аминокарбоксильными полимерными лигандами. //Журнал неорганической химии. 1990. Том 35. С. 960- 966.

147. Цитович И.К., Кузьменко Э.А. Ионообменная и необменная сорбция хинина гелевыми и макропористыми катеонитами из водных и водно-органических сред. Ионный обмен и хроматография. Сб. науч. Труд. Под ред. Самсонова Г.В. Л.: Наука. 1984. С. 84 87.

148. Кокорин А.И., Венгерова Н.А., Кирш Ю.Э., Замараев К.И. Изучение методом ЭПР строения комплексов Cu(II) с производным поли-4-винилпиридина. //Доклады АН СССР. 1972. Т. 202. № 3. С. 597-600.

149. Жидомиров Г.М., Лебедев Я.С., Добряков С.Н. и др. Интерпретация сложных спектров ЭПР. М.: Наука. 1975. 48 с.

150. Альтшуллер С.А., Козырев Б.М. ЭПР соединений элементов переходных групп. М.: Наука. 1972. 268 с.

151. Сараев В.В., Шмидт Ф.К. ЭПР металлокомплексных катализаторов. Иркутск: Изд-воИГУ. 1985. 161 с.

152. Панкратов А.Н., Остроумов И.Г. Установление строения молекул физическими методами. Изд-во Саратовского университета. 1995. 131 с.

153. Kivelson D., Neiman R. ESA Studies on the Bonding in Copper Complexes. //J. Chem. Phys. 1961. № 1. V. 35. P. 149.

154. Vanngard Т., Swartz H.M., Bolton J. R. Borg D.C. Biological Applications of Electron Spin Resonance. New York: Wiley-Intersci. 1972. P. 411 447.

155. Peisach J., Aisen P., Blumberg W.E. The Biochemistry of Copper. New York: Academic Press. 1966. P. 122.

156. Peisach J., Blumberg W.E. Structural Implications Derived from the Analysis of Electron Paramagnetic resonance spectra of Natural and Artiflcal copper proteins. //Arch. Biochem. Biophys. 1974. № 2. V. 165. P. 691.

157. Sigel H., Dekker M. Metal Ions in Biological Systems. New York: 1974. V. 3. 168 P

158. Барбараш Л. С., Барбараш Н.А., Журавлева И.Ю. Биопротезы клапанов сердца: Проблемы и перспективы. Кемерово. 1995. 52 с.

159. Кокорин А.И., Гантимурова И.Л., Журавлева И.Ю., др. Изучение ксенобиопротезов клапанов сердца методом ЭПР. //Биофизика. 1995. Т. 40. №3. С. 609-613.

160. Семенова А., Шувалова О. Лечебные свойства зерна и крупы. СПб.: ИД «Невский проспект». 1998. С. 74.

161. Crawford Т.Н., Dalton J.O. ESR Studies of Copper (II) Complex Ions. //Arch. Biochem. Biophys. 1969. V. 131. № 1. P. 123-138.

162. Yokoi H., Otagiri M., Isoben T. The Coordination Bonding and Stability of the 1:1 Complexes of Copper (II) with Various Bidentate Ligands in Aqueous-methanolic Solutions. //Bull. Chem. Soc. Japan. 1973. V. 46. № 2. P. 442 447.

163. Молочников JI.С., Родионов Б.К. Влияние функционального состава аминоацетатных лигандов на характер взаимодействия с ионами Cu(II). Комплексообразование с моноаминными комплексонами. //Физическая химия. 1992. Т. 66. № 9. С. 25-43.

164. Вишневская Г.П., Молочников Л.С., Сафин Р.Ш. ЭПР в ионитах. М.: Наука. 1992. 52 с.

165. Hanson G.R. In: Specialist Periodical Reports Electron Spin Resonance. M.C.R. Symons. Royal Society of Chemistry. 1993. V. 13 B. P. 86.крахмалбелкизолагемицеллюлозыклетчаткаорганические кислотылипидымоно-, дисахаридырафиноза