CC BY
0ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИ
шифр специальности: 3.4.2. - фармацевтическая химия, фармакогнозия
УДК 543.612.2
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИНВЕРСИОННОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПРИМЕСИ РТУТИ В РАЗЛИЧНЫХ НАПИТКАХ
Ким Н.О., Ким Н.Е.1
Новосибирский государственный медицинский университет (НГМУ) Россия, 630091. г.Новосибирск, ул. Красный проспект, 52
APPLICATION OF STRIPPING VOLTAMMETRY METHOD FOR MERCURY IMPURITIES DETERMINATION IN VARIOUS BEVERAGES
Kim N.O., Kim N.E.1
1 FSBEI HE NSMU MOH Russia 52, Krasnyprospect, Novosibirsk, 630091, Russia DOI: 10.31618/NAS.2413-5291.2023.1.92.776
Аннотация. Вода - самый важный источник энергии для организма, это активный транспорт, который приносит питательные вещества нашему организму, циркулирует вместе с кровотоком, а также выводит вредные вещества. Любой напиток (алкогольный, безалкогольный, газированный, сок, чай и пр.) готовится с использованием воды и является продуктом питания человека, потребляемым ежедневно. Продукты питания содержат не только необходимые организму вещества, но и большое количество потенциально опасных токсичных соединений химической природы, которые попадают в наш организм. Согласно требованиям Таможенного союза, продукты питания (в том числе и напитки) подлежат обязательному контролю на содержание тяжелых металлов. Примесь ртути определяли методом инверсионной вольтамперометрии, поскольку этот метод обладает хорошей воспроизводимостью, высокой чувствительностью, прост в работе и является экспрессным.
Цель работы: определить примесь ртути в различных напитках методом инверсионной вольтамперометрии.
Материалы и методы. Объектами стали 13 различных образцов напитков (безалкогольных и алкогольных), метод исследования - инверсионная вольтамперометрия.
Результаты. Примесь ртути была обнаружена в безалкогольном напитке «Coca-Cola», её содержание составило 0,006 мг/л, в воде питьевой «Святой источник» - 0,004 мг/л, в безалкогольном напитке «Adrenaline rush»» - 0,09 мг/л, в воде «Хаски» - 0,002 мг/л, в безалкогольном напитке «Fresh bar»» - 0,00054 мг/л.
Заключение. Впервые провели анализ на содержание примеси ртути в различных безалкогольных и алкогольных напитках методом инверсионной вольтамперометрии.
Abstract. Water is the most important source of energy for the body, it is an active transport that brings nutrients to our body, circulates along with the bloodstream, and also removes harmful substances. Any drink (alcoholic, non-alcoholic, carbonated, juice, tea, etc.) is prepared using water and is a human food consumed daily. Food products contain not only substances necessary for the body, but also a large number of potentially dangerous toxic compounds of a chemical nature that enter our body. According to the requirements of the Customs Union, food products (including beverages) are subject to mandatory control for the content of heavy metals. Mercury impurity determined by stripping voltammetry, since this method has good repeatability, high sensitivity, is easy in work, and express.
The purpose of the work: to determine mercury impurity in various beverages by stripping voltammetry.
Materials and methods. We used 13 different beverages (non-alcoholic and alcoholic) as objects of our study, the research method was stripping voltammetry.
Results. Mercury impurity was found in the soft drink "Coca-Cola", its content was 0.006 mg/l, in the drinking water "Holy Spring" - 0.004 mg/l, in the soft drink "Adrenaline rush" - 0.09 mg/l, in vodka "Husky" - 0.002 mg/l, in the non-alcoholic drink "Fresh bar" - 0.00054 mg/l.
Conclusion. For the first time, we carried an analysis for determination of mercury impurities content in various non-alcoholic and alcoholic drinks by stripping voltammetry.
Ключевые слова: напитки, примесь ртути, инверсионная вольтамперометрия
Keywords: beverages, mercury impurity, stripping voltammetry
Введение. Вода - самый важный источник организму, циркулирует вместе с кровотоком, а энергии для организма, это активный транспорт, также выводит вредные вещества. Любой напиток который приносит питательные вещества нашему (алкогольный, безалкогольный, газированный, сок,
чай и пр.) готовится с использованием воды и является продуктом питания человека, потребляемым ежедневно.
Продукты питания содержат не только необходимые организму вещества, но и большое количество потенциально опасных токсичных соединений химической природы, которые попадают в наш организм. Более 70% всех контаминантов человек получает именно с пищей. При разбалансированном питании, дефиците основных компонентов пищи (белков, незаменимых аминокислот, микроэлементов, витаминов) возрастает опасность вредного воздействия контаминированных продуктов на здоровье. [1]
Согласно требованиям Таможенного союза, мясо, рыба, напитки, зерно, масла подлежат обязательному контролю на содержание тяжелых металлов. Так, продукты питания обязательно проверяются на содержание ртути, кадмия, свинца, мышьяка, а также в отдельных видах продукции проверяется содержание цинка, меди, железа, олова, никеля, селена, хрома и др. Особой токсичностью отличаются такие металлы как ртуть, кадмий, свинец и мышьяк [2,3].
Токсичные элементы в пищевых продуктах определяют методами атомной абсорбции (ААС), методом оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP OES), масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) и реже спектрофотометрически, вольтамперометрически. Для своего исследования мы выбрали перспективный электрохимический и экспресс-метод инверсионной вольтамперометрии (ИВА), который отличается хорошей воспроизводимостью, высокой чувствительностью, широким диапазоном определяемых веществ и простотой в работе, а также недорогим оборудованием [4]. Применили в ходе работы разработанную и валидированную методику для определения примеси ртути в лекарственных препаратах [5, 6].
В связи с этим проверка качества пищевых продуктов на примесь токсичного металла (ртути) является актуальной.
Цель работы. Определить примесь ртути в различных напитках методом инверсионной вольтамперометрии.
Материалы и методы исследования. В качестве объектов исследования выбрали следующие напитки: 1) напиток безалкогольный негазированный «Lipton» лимон, холодный чай (ООО «Pepsi Lipton International Limited»); 2) напиток безалкогольный сильногазированный «Fresh Bar» (Киви Микс) (АО «Росинка»); 3) безалкогольный энергетический напиток «Flash energy» (ОАО «Пивоваренная компания "Балтика"»; 4) вода питьевая негазированная «Святой источник» (IDS Borjomi International); 5) безалкогольный сильногазированный
тонизирующий энергетический напиток «Adrenalin
Rush» (PepsiCo, Inc. PepsiCo); 6) пивной напиток «Hoegaarden» («САН ИнБев); 7) шампанское «Chateau Tamagne» белое брют, («Кубань-вино»); 8) виски «Mancatcher» (ССБ (Стеллар Спирите и Ботлинг); 9) ром «Ron Mexicam» (El Ron Prohibibido), 10) коньяк Российский «пять звездочек» (Кизлярский коньячный завод); 11) водка «Хаски» (ООО Алкогольная Сибирская группа»); 12) яблочный сок прямого отжима «Сады придонья» (ОАО «НПГ «Сады Придонья»), 13) безалкогольный газированный напиток «Coca-cola» (JTL Corporation и BCl Holding Corporation).
Выбор объектов осуществлялся на основании опроса, проведенного среди школьников и студентов на выявление самых популярных безалкогольных и алкогольных напитков.
Методом исследования являлась
инверсионная вольтамперометрия.
Результаты исследования и их обсуждение.
На базе кафедры фармацевтической химии были осуществлены исследования по определению содержания примеси ртути в различных напитках методом инверсионной вольтамперометрии.
В своей работе использовали электрохимический анализатор ТА-4 (ООО Н1111 «Томьаналит», г. Томск) с программным обеспечением VALabТх в комплекте. В качестве рабочих электродов использовали
золотоуглеродмодифицированные электроды [7], электродами сравнения служили хлорсеребряные. Также в работе использовали кварцевые стаканчики, стеклянные колбы, пробирки, дозатор механический Boihit proline 10-100 д1, дозатор Ленпипет 2-10 мл, дозатор Ленпипет Колор 1-5 мл, резак и весы аналитические.
Перед анализом каждой пробы необходимо проводить проверку работы электродов методом «введено-найдено». Отмывку проводили 2-3 раза по 30 секунд, меняя бидистиллированную воду в стаканчиках.
После отмывки проводили проверку стаканчиков, фонового раствора и электродов на чистоту. Проверку работы ЗУЭ необходимо проводить: а) каждый раз перед началом работы; б) после нанесения пленки золота на поверхность углеродсодержащего электрода; в) при получении неприемлемых результатов анализа.
Источником информации служили вольтамперограммы - для фона, пробы и добавки. При этом высота сигнала увеличивалась примерно в два раза (рисунок 1).
Расчет производится в автоматическом режиме. Если полученные результаты единичного анализа ртути входят в интервал 0,0038-0,0063 мг/л, то электроды готовы к работе. [8]
В ходе работы проверили все 13 образцов на примесь ртути, содержание ртути было обнаружено в 5-и объектах. Некоторые из вольтамперограмм напитков, в которых примесь была найдена приведены ниже на рисунке 2.
а) б) в)
Рисунок 1. Проверка электрода методом «введено-найдено» а) вольтамперограмма чистого фона (голубая линия) б) вольтамперограмма для пробы (синяя линия) в) вольтамперограмма с добавкой (розовая линия)
а) б) в)
Рисунок 2. Вольтамперограммы напитков
а) безалкогольный газированный напиток «Coca-cola»
б) вода питьевая негазированная «Святой источник»
в) безалкогольный сильногазированный тонизирующий энергетический напиток «Adrenalin Rush»
На вольтамперограммах виден пик на линии пробы, что говорит о присутствии примеси ртути. В безалкогольном напитке «Coca-cola» содержание составило 0,006 мг/л, в воде питьевой «Святой источник» - 0,004 мг/л, в безалкогольном напитке «Adrenaline rush»» - 0,09 мг/л, в воде «Хаски» - 0, 002
мг/л, в безалкогольном напитке «Fresh bar» -0,00054 мг/л.
На рисунке 3 представлены некоторые полученные вольтамперомграммы напитков, в которых примесь ртути не обнаружили.
а) б) в)
Рисунок 3. Вольтамперограммы напитков. а) пивной напиток «Hoegaarden» б) коньяк Российский «пять звездочек» в) яблочный сок прямого отжима «Сады придонья»
На вольтамперограммах мы не видим характерный пик на линии пробы, что говорит об отсутствии примеси ртути. Также пика не наблюдали при исследовании следующих напитков из нашей выборки: безалкогольный энергетический напиток «Flash energy», шампанское «Chateau Tamagne» белое брют, виски «Mancatcher».
Заключение. По результатам исследования примесь ртути была обнаружена в безалкогольном напитке «Coca-Cola», её содержание составило 0,006 мг/л, в воде питьевой «Святой источник» -0,004 мг/л, в безалкогольном напитке «Adrenaline rush» - 0,09 мг/л, в воде «Хаски» - 0,002 мг/л, в безалкогольном напитке «Fresh bar» - 0,00054 мг/л. В остальных образцах ртуть не обнаружена.
По нормативным документам ПДК ртути в воде не должна превышать 0,005 мг/л. В некоторых напитках примесь ртути превышает ПДК, но для организма это не составляет опасности, т.к. содержание тяжелого металла не превышает токсической дозы, которая составляет 0,4 мг.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Источники финансирования. Авторы заявляют об отсутствии источников финансирования.
Литература / References
1. Королев А.А. Гигиена питания: учеб. для студ. высш. учеб. заведений / М.: Издательский центр «Академия», 2008 - 528 с.. 2. ТР ТС 021/2011 "О безопасности пищевой продукции"
3. Белокаменская А.М. Сравнительная оценка методов исследований содержания токсичных
элементов в продовольственном сырье и пищевых продуктах / А.М. Белокаменская, О.В. Зинина, Л.С. Прохасько, Я.М. Ребезов // Экономика и бизнес. Взгляд молодых - Челябинск, 2012. - С. 236-238.
4. Илларионова, Е. А. Химико-токсикологический анализ тяжелых металлов: учебное пособие / Е. А. Илларионова, И. П. Сыроватский, А. Э. Митина; Иркутский государственный медицинский университет, Кафедра фармацевтической и токсикологической химии. - Иркутск: ИГМУ, 2022. - 63 с
5. Ким Н.О., Ивановская Е.А. Определение микропримесей ртути в лекарственном средстве протамина сульфат методом инверсионной вольтамперометрии. // Разработка и регистрация лекарственных средств. - 2019. - №2, т.8, - С.99-103
6. Ким Н.О., Ивановская Е.А. Валидация методики определения микропримесей ртути в протамине сульфата методом инверсионной вольтамперометрии. // Разработка и регистрация лекарственных средств. - 2020. - №1, т.9, - С.63-67
7. Графитовые электроды, модифицированные золотополимерной композицией,
для определения ртути методом инверсионной вольтамперометрии / В.В.Шелковников, М.В.Анищенко, А.Н.Шульга, К.М.Минаев // Вестник Томского Государственного
Университета. -№ 368. - 2013. - С. 204-207
8. ФР.1.31.2005.01450 «Воды природные, питьевые, технологически чистые, очищенные сточные. Вольтамперометрический метод измерения массовой концентрации ртути». Томск, 2004
