СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТИОНИНА В КОМБИКОРМАХ МЕТОДОМ КАТОДНОЙ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИИ Российский патент 2015 года по МПК G01N27/48 

Изобретение относится к области количественного определения метионина в комбикормах. Метод определения - катодная вольтамперометрия.

Метионин - алифатическая незаменимая аминокислота. Структурная формула представлена на фиг.1. Метионин входит в состав белков. Он служит в организме донором метильных групп (в составе S-аденозил-метионина) при биосинтезе холина, адреналина, а также источником серы при биосинтезе цистеина.

Синтетический метионин применяют для обогащения кормов и пищи. Рационы сельскохозяйственных животных должны содержать все необходимые организму аминокислоты, особенно незаменимые, т.к. отсутствие их приводит к нарушению обмена веществ, что, в свою очередь, резко снижает продуктивность животных. Как правило, в комбикормах может наблюдаться как недостаток, так и избыток метионина.

Для обеспечения контроля качества комбикормов, содержащих метионин, необходимо разработать методику количественного определения его в комбикормовом сырье. В настоящее время из методик количественного определения метионина в водных объектах широко используются спектрофотометрический метод (патент 2366929, опубл. 10.09.2009. «Способ количественного определения метионина в водных растворах»). Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для количественного определения содержания метионина в водных растворах спектрофотометрическим методом. Способ включает подготовку стандартных растворов метионина, определение оптической плотности при характеристической длине волны, построение градуировочной функции стандартных растворов метионина по оптическим плотностям при характеристической длине волны от концентрации, определение оптической плотности исследуемого раствора метионина и нахождение концентрации метионина в растворе по оптической плотности при характеристической длине волны с применением градуировочной функции.

Недостатками метода можно считать - низкую чувствительность определения метионина в комбикормах и возможность проводить количественное определение только в водных растворах.

Эффективным и быстрым методом определения метионина в комбикормах считается капиллярный электрофорез с

спектрофотометрическим способом детектирования (ГОСТ 31480-2012 «Комбикорма, комбикормовое сырье. Определение содержания аминокислот (лизина, метионина, треонина, цистина и триптофана) методом капиллярного электрофореза»). Метод измерений основан на проведении кислотного гидролиза образцов комбикормов, разделении, идентификации и определении массовой доли аминокислот методом капиллярного электрофореза (КЭ), в том числе метионина. Регистрацию метионина проводят по собственному поглощению в области длин волн 190-200 нм в боратном ведущем электролите, содержащем β-циклодекстрин при температуре 40°С. Диапазон измеряемых содержаний метионина в % масс, составляет 0,3-3,0.

Недостатком метода можно считать низкую чувствительность определения метионина в комбикормах.

Новая техническая задача - увеличение чувствительности и экспрессности способа определения метионина в комбикормах. Поставленная задача достигается тем, что метионин переводят из комбикорма в раствор и проводят вольтамперометрическое определение, используя катодную вольтамперометрию на ртутно-пленочном электроде при потенциале -0.315 В относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода на фоне боратного буферного раствора pH 9,18 при постоянно токовой форме развертки потенциала со скоростью 0,06 В/с с областью определяемых содержаний метионина от 2.6·10-4 моль/л до 2.0·10-3 моль/л. Для разработки методики определения метионина использован аналитический сигнал восстановления метионина при потенциале - 0.315 В в боратном буферном растворе pH 9.18 на ртутно-пленочном электроде (РПЭ). Циклическая вольтамперограмма метионина на РПЭ представлена на фиг.2. Зависимость прироста предельного тока восстановления метионина от увеличения ее концентрации в модельном растворе линейна. Эта область находится между концентрациями от 2.6·10^-4 моль/л до 2.0·10^-3 моль/л (фиг.3). Скорость развертки потенциала составила 0.06 В/с.

Предел обнаружения метионина 2.0·10^-4 моль/л достаточен для применения ее в оценке количественного содержания метионина в комбикормах.

Значения пределов повторяемости, воспроизводимости и критического диапазона измерений концентрации метионина при доверительной вероятности Р равна 0,95, представлена в табл.1.

Пример 1. Определение метионина в комбикормовом сырье

Отбор проб проводят методом квартования. Пробоподготовка состоит из этапов отбора пробы; измельчения пробы в ступке; просеивания через сито с размером пор 0.5 мм, высушивания до постоянного веса при температуре 70°С; экстракции навески (0.200±0.010 г) водой дистиллированной в центрифужной пробирке под действием ультразвука и последующего центрифугирования (15 мин, 8000 об/мин); декантации надосадочного слоя, повторной экстракции дистиллированной водой нижнего слоя; объединения надосадочных слоев, их центрифугирования (15 мин, 8000 об/мин) и последующего отбора аликвоты в объеме 0,1 мл для количественного определения метионина методом вольтамперометрии.

Далее в кварцевый стаканчик вместимостью 20 мл вносят 10.0 мл раствора фонового электролита боратного буферного раствора pH 9.18, помещают в электрохимическую ячейку вольтамперометрического анализатора (ТА-2, г.Томск). Опускают в раствор электроды: индикаторный -ртутно-пленочный электрод, вспомогательный и электрод сравнения - насыщенные хлорид-серебряные. Регистрацию фоновой линии проводят в постояннотоковом режиме съемки при линейной скорости развертки потенциала 60 мВ/с после удаления кислорода из электрохимичекой ячейки инертным азотом в течение 15 минут, в интервале потенциалов от 0 до -0.6 В. Отсутствие пиков на вольтамперограмме и воспроизводимые кривые свидетельствовали о чистоте фона. После получения удовлетворительных кривых фона вносят аликвоту анализируемого раствора объемом 0,1 мл. Перемешивают раствор 10 с газом азотом, успокаивают 20 с и снимают вольтамперограмму в тех же условиях. Катодный пик регистрируют при потенциале -0.315 В. Концентрацию метионина оценивают по высоте катодного пика методом добавок аттестованных смесей метионина по общепринятой методике.

Предложенный способ количественного определения метионина отличается простотой, не требует больших трудозатрат, значительного количества реактивов и отличается высокой чувствительностью.

Предложенный способ может быть использован для количественного определения метионина в комбикормах, БАД, лекарственных формах.

Таблица 1 Диапазон измерений, моль/л Предел повторяемости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в одной лаборатории в условиях повторяемости), r, % Критический диапазон (относительное значение допускаемого расхождения между наибольшим и наименьшим трех результатов измерений, полученных в одной лаборатории в условиях повторяемости), CR_0,95(3), % Предел воспроизводимости (относительное значение допускаемого расхождения между двумя результатами измерений, полученными в разных лабораториях), R, % от 2.6·10^-4 до 2.0·10^-3 включ. 13 18 26

Cпособ определения метионина в комбикормах методом катодной вольтамперометрии согласно изобретению включает следующие операции. Метионин переводят из комбикормового сырья в раствор. Метионин определяют, используя аналитический сигнал восстановления метионина при потенциале - 0.315 В в боратном буферном растворе pH 9.18 на ртутно-пленочном электроде (РПЭ). Зависимость прироста предельного тока восстановления метионина от увеличения его концентрации в модельном растворе линейна от 2.6·10^-4 моль/л до 2.0·10^-3 моль/л. Скорость развертки потенциала составила 0.06 В/с. Предел обнаружения метионина 2.0·10^-4 моль/л достаточен для применения его в оценке количественного содержания в комбикормах. Изобретение обеспечивает увеличение чувствительности и экспрессности способа определения метионина в комбикормах методом катодной вольтамперометрии. 1 пр., 1 табл., 3 ил.

Способ определения метионина в комбикормах методом катодной вольтамперометрии, включающий перевод вещества из пробы в раствор и вольтамперометрическое определение, отличающийся тем, что проводят катодную вольтамперометрию на ртутно-пленочном электроде при потенциале -0.315 В относительно насыщенного хлорид-серебряного электрода на фоне боратного буферного раствора pH 9,18 при постоянно-токовой форме развертки потенциала со скоростью 0,06 В/с с областью определяемых содержаний метионина от 2.6·10^-4 моль/л до 2.0·10^-3 моль/л.