Способ получения индикаторной бумаги для определения нитритов в пищевых продуктах Советский патент 1992 года по МПК G01N31/22 G01N33/52 G01N33/02 

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается экспресс-анализа пищевых продуктов на повышенное содержание нитритов, проводимого непосредственно на местах производства и потребления.

Известен способ спектрофотометриче- ского определения нитритов с реагентами сульфаниламидом и (нафтил-1)-этиленди- амином.

Недостатком этого метода для экспресс-анализа является необходимость предварительного осветления пробы и специального оборудования для спектрофото- метрического детектирования, поэтому он

не может быть использован в нелабораторных условиях.

Известен способ приготовления йодок- рахмальной бумаги, чувствительной к нитрит-ионам. В ее состав входят триацетамид, иодид калия и растворимый крахмал.

Недостатком этого способа получения индикаторной бумаги является ее низкая чувствительность и невысокая селективность - бумага реагирует на присутствие многих окислителей и диоксида азота.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения двухкомпонентного индикатора для экспресс-анализа на нитриты.

N3

Он заключается в том, что в качестве матрицы-носителя используют фильтровальную бумагу с объемной емкостью 20 мг/см2. Одну ее часть импрегнируют в растворе, полученном путем растворения 6 гсульфаниловой кислоты в 1 л раствора 5%- ной винной или 1%-й щавелевой кислот, другую - в растворе, полученном путем растворения 0,3 г 1-нафтиламина в 1 л раствора 5%-ной винной или 1 %-ной щавелевой кис- лот. После импрегнирования бумагу высушивают, разрезают на полоски шириной 7 мм и длиной 65 мм и упаковывают в пластмассовые пеналы.

При проведении анализа две полоски с нанесенными на первую компонентами первого и на вторую компонентами второго растворов складывают вместе и погружают на 1с в анализируемый раствор, затем их помещают между двумя покровными стек- лами для проявления. Интенсивность получаемой окраски индикаторной бумаги пропорциональна содержанию нитритов, которое определяют по цветной шкале. Чувствительность определений находится в пределах 1 - 10 мг нитрит-ионов в 1 л раствора.

Недостатками данного способа являются достаточно узкий диапазон определяемых концентраций нитритов, в состав индикаторной бумаги входит неустойчивый на воздухе и обладающий канцерогенными свойствами реагент - 1-нафтиламин, неопределенность и невоспроизводимость операций пропитки анализируемым раствором и последующего наложения индикаторных бумаг влечет за собой невоспроизводимость получаемых результатов.

Целью изобретения является повышение эффективности индикаторной бумаги для экспресс-анализа нитритов в пищевых продуктах за счет повышения ее чувствительности, воспроизводимости получаемых результатов определений, расширения диапазона определяемых концентраций, увели- чения ее стабильности в процессе хранения и проявления,

Это достигается путем последовательных импрегнирований фильтровальной бумаги и высушиваний, следующих за каждым из них. Первый раствор для импрегнирования - водный, содержащий, кроме ароматического амина и органической кислоты, дополнительно водорастворимый полимер, позволяющий изолировать первый сорбци- онный слой от второго, образованного путем импрегнирования вторым спиртовым раствором, включающим в свой состав второй ароматический амин и не содержащим, как в известном способе, органическую кислоту. Это позволяет увеличить стабильность состава во время хранения за счет предотвращения окислительного действия кислорода воздуха и уменьшить неопределенности, возникающие при проведении анализа по известному способу. В качестве первого ароматического амина вместо сульфанило- вой кислоты использован сульфаниламид, в качестве второго ароматического амина вместо 1-нафтиламина - М-(нафтил-1)-эти- лендиаминдигидрохлорид. Эта замена дает возможность повысить чувствительность в два раза, расширить диапазон определяемых концентраций от 0,5 до 50 мг/л,повысить воспроизводимость результатов анализа.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала фильтровальную бумагу импрегнируют водным раствором, содержащим водорастворимый полимер, сульфаниламид и органическую кислоту (лимонную, винную, янтарную и т.д.), высушивают при комнатной температуре, затем повторно импрегнируют спиртовым раствором, содержащим М-(нафтил-1)-этилендиаминдигидрохлорид, высушивают. Режут на полосы шириной 5 мм и длиной 300 мм, наклеивают на полосы из бумаги Ватман (50 х 300 мм) и разрезают на поперечные полоски размером 5 х 50 мм (стрипы). При этом способе нарезки реакционная зона имеет размеры 5x5 мм.

Хранить полученные индикаторы следует в герметично закрывающихся сосудах, содержащих осушитель.

Пример. Фильтровальную бумагу (объемной емкостью 18-20 мг/см ) импрегнируют водным раствором, содержащим в 1 л: сульфаниламид 4 г (0,4 мас.%); лимонную кислоту 15 г (1,5 мас.%); метилцеллюлозу 5 г (0,5 мас.%).

Высушивают при комнатной температуре в течение 8 ч. Затем эту же фильтровальную бумагу импрегнируют раствором 0,1 %-ного Ы-(нафтил-1)-этилендиаминди- гидрохлорида в этаноле. Высушивают при комнатной температуре. Для проведения анализа на избыточное содержание нитрит- ионов индикаторную бумагу нарезают на полоски (стрипы), имеющие зону индикации 5x5 мм, которую пропитывают соком анализируемого раствора, и через 15 с сравнивают окраску зоны индикации с цветом стандартной шкалы.

П р и м е р 2, Фильтровальную бумагу (объемной емкостью 18-20 мг/см2) импрегнируют водным раствором, содержащим в 1л; сульфаниламиде г (0,8 мас.%), лимонную кислоту 15 г (1,5 мас.%), метилцеллюлозу 7,5 г (0,7 мае. %).

Высушивают так же, как в примере 1. Затем повторно импрегнируют 0,2%-ным раствором М-(нафтил-1)-этилендиаминди- гидрохлорида в этаноле и высушивают при комнатной температуре.

П р и м е р 3. Фильтровальную бумагу (объемной емкостью 18-20 мг/см ) импрегнируют водным раствором, содержащим в 1 л: сульфаниламид 15 г (1,4 мае. %), лимонную кислоту 20 г (1,9 мас.%), метилцеллюлозу 10 г (1,0 мае.%).

Высушивают так же, как в примере 1. Затем повторно импрегнируют 0,3%-ным раствором М-(нафтил-1)-этилендиаминди- гидрохлорида в этаноле и высушивают при комнатной температуре.

П р и м е р 4. Фильтровальную бумагу (обьемной емкостью 18-20 мг/см ) импрегнируют водным раствором, содержащим в 1 л: сульфаниламид 15 г(1,4 мае, %), лимонную кислоту 20 г (1,9 мас.%), метилцеллюлозу 15 г(1,4 мас.%).

Высушивают так же, как в примере 1. Затем повторно импрегнируют 0,3%-ным раствором М-(нафтил-1)-этилендиаминди- гидрохлорида и высушивают при комнатной температуре в течение 1 - 2 ч.

Для сравнения индикаторных свойств бумаги, полученной по предлагаемому способу и известному, изготовлена индикатор- ная бумага в соответствии с описанием известного способа, приготовлены стандартные растворы, отвечающие концентрациям 0,5; 1,0; 5,0; 10,0; 25,0; 50,0 мг/л нитрит-ионов, изготовлены цветовые шкалы для каждой из индикаторных бумаг, отвечающие концентрациям 1,0; 5,0; 1,0; 25,0; 50,0 мг/л нитрит-ионов; проведено сравнение результатов экспресс-анализов нитритов в продуктах питания на примере пюре из мор- кови и шпината; изучено влияние срока хранения на индикаторные свойства бумаги, полученной по предлагаемому способу и известному.

Изготовление индикаторной бумаги по известному способу. Сначала получают 5%- ный раствор винной кислоты. Для этого 15 г ее растворяют в 285 мл дистиллированной воды, Полученный раствор делят пополам. В первой части растворяют 0,9 г сульфани- ловой кислоты, во второй - 0,045 г 1-нафти- ламинагидрохлорида.

Одну часть фильтровальной бумаги FN- 4 (объемной емкостью 18-20 мг/см , производство ГДР) импрегнируют в первом растворе, содержащем сульфаниловую кислоту, вторую часть - в растворе 1-нафтила- мина. И ту же другую бумагу сушат при комнатной температуре в течение 7 - 8 ч до полного высушивания.

Индикаторную бумагу разрезают на полоски шириной 7 мм и длиной 65 мм, упаковывают в герметичные сосуды, содержащие сорбент. Каждую из бумаг предварительно маркируют.

Приготовление стандартных растворов. Для приготовления стандартных растворов берут нитрит натрия (сухая соль) в количестве 750 мг, которую растворяют в 1 л дистиллированной воды, и раствор анализируют на содержание нитрита с помощью титрования по методу Люнге 0,05 н.раствором КМпСМ, подкисленным серной кислотой (1:3). Оттитрованный раствор нитрита разбавляют в 10, 20. 50, 100, 500, 1000 раз, получая растворы,. соответствующие концентрациям 50, 25, 10, 1, 0,5 мг/л нитрит- ионов. Для устойчивости стандартных растворов в каждый из них добавляют по 3 мл хлороформа.

Изготовление стандартных шкал. Для изготовления стандартных шкал, отвечающих 1, 5, 10, 25, 50 мг/л нитрит-ионам, индикаторные бумаги каждого способа получения опускают на 1 - 2 с в стандартный раствор и через 15 с с помощью водорастворимых красителей подбирают цвет, соответствующий каждой из индикаторных бумаг при данной концентрации стандартного раствора. Таким образом получают две цветовые шкалы: от розового до темно-красного цвета для известного и от розового до малинового цвета для предлагаемого способов получения.

Результаты экспресс-анализа нитритов в продуктах питания. Сравнение индикаторных свойств проводят на нескольких продуктах питания - на пюре из моркови и шпината. В каждый из этих продуктов вводят 0,5; 1,0; 3; 8; 15 мг/л нитрит-ионов.

Для каждой серии измерений содержания нитритов рассчитаны доверительные интервалы х ± Ах, а также квадратичные дисперсии Sn, которые представлены в табл.1 и 2 (п s, Р 0,95,ts 2,78).

В табл.3 приведены составы водного раствора для импрегнирования.

Влияние хранения на индикаторные свойства индикаторных бумаг. Для сравнения индикаторных свойств бумагу закладывают на хранение в герметичные сосуды, содержащие сорбент. Через каждые три месяца (через 3, 6, 9 месяцев) бумагу извлекают из сосуда и испытывают индикаторные свойства на стандартных растворах и пищевых продуктах (пюре из моркови и шпината).

Результаты определений представлены в табл.4 (I - пюре из моркови, II - пюре из шпината).

Сравнение результатов определения на водных растворах и продуктах питания, содержащих различные количества нитритов, показало, что индикаторная бумага предлагаемого способа проявляет большую чувст- вительность (0,5 мг/л NOa против 3 мг/л по известному способу,см. табл. 1 и 2). Индикаторная бумага предлагаемого способа имеет более широкий диапазон определяемых концентраций - от 0,5 до 50 мг/л. Для изве- стного способа при концентрациях нитритов выше 10 - 15 мг/л наблюдается насыщение окраски. Для проведения анализа необходима дополнительная операция - разбавление анализируемой пробы. Инди- каторная бумага предлагаемого способа при анализе имеет равномерную окраску по всей зоне индикации, в то время как индикаторная бумага известного способа имеет неравномерно окрашенные зоны, возника- ющие за счет хроматографического эффекта. Индикаторная бумага предлагаемого способа более контрастна для визуальной оценки содержания нитритов, так как максимальная длина волны отраженного света сдвинута в длинноволновую сторону на 20 - 30 нм. Индикаторная бумага предлагаемого способа при проведении анализа устойчива на воздухе и не требует использования покровных стекол для предотвращения окис- ления.

Результаты анализа нитритов в продуктах питания на примерах пюре из моркови и шпината (см. табл.1 - 2) показывают хорошую воспроизводимость и достаточную точ- ность для оценочного метода. Для известной бумаги анализ пяти проб дал только один удовлетворительный результат, Остальные контрольные концентрации не попали в доверительные интервалы резуль- татов анализов с помощью известной индикаторной бумаги.

Индикаторная бумага предлагаемого способа после хранения в течение 3, 6 и 9 месяцев не теряет свою первоначальную чувствительность (см.табл.3). Лучшие индикаторные свойства проявляет бумага, полученная по предлагаемому способу, описанному в примерах 1 - 3. Ухудшение свойств (пример 4) возникает, по-видимому, за счет увеличения концентрации водорастворимого полимера, которое сопровождается значительным повышением вязкости растворов для импрегнирования, Это вызывает неравномерность пропитки, жесткость и потерю гидрофильности получаемой индикаторной бумаги.

Формула изобретения Способ получения индикаторной бумаги для определения нитритов в пищевых продуктах, предусматривающий две стадии импрегнирования фильтровальной бумаги двумя растворами, один из которых содержит органическую кислоту, а каждый из растворов - ароматический амин, и следующие за каждой из стадий импрегнирования стадии высушивания, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, стадии импрегнирования фильтровальной бумаги проводят последовательно, причем на первой стадии импрегнирования обработку проводят водным раствором, содержащим дополнительно водорастворимый полимер, при этом в качестве последнего используют метилцеллюлозу, а в качестве ароматического амина - сульфаниламид при следующем соотношении входящих в раствор компонентов, мас.%: сульфаниламид 0,4 - 1,4;органическая кислота 1,5-1,9; метилцеллюлоза 0,5 - 1,0, а на второй стадии импрегнирования обработку проводят спиртовым раствором, содержащим в качестве ароматического амина 0,1 - 0,3%-ный 1М-(нафтил-1)-этилендиаминдигидрохлорид.

г

Окрашивание индикаторной бумаги, соответствующее концентрациям 1,0 и 3 мг/л нитрита, появляется более чем через 30-60 с.

Изобретение относится к пищевой промышленности и касается экспресс-анализа пищевых продуктов на избыточное содержание нитритов. В состав растворов для им- прегнирования индикаторной бумаги входят два ароматических амина, органическая кислота и водорастворимый .полимер. В ка-, честве ароматических аминов используют сульфаниламид и (нафтил-1)-этилендиа- миндигидрохлорид, в качестве органической кислоты - или винную, или лимонную, или сульфосалициловую, а в качестве водорастворимого полимера - метил целлюлозу. Импрегнирование фильтровальной бумаги растворами проводят в две стадии с последующими за каждой стадией импрегнирова- ния процессами сушки. На первой стадии импрегнирования используют водный раствор, содержащий водорастворимый полимер - метил целлюлозу, сульфаниламид и органическую кислоту. На второй стадии импрегнирования используют 0,1 - 0,3%-ный спиртовой раствор N-{нaфтил-1)-этилeндиa- миндигидрохлорида. 4 табл. (Л С

Окрашивание индикаторной бумаги, соответствующие концентрациям 1 более чем через 30-60 сг

и 5 мг/л . появляется

0дна из индикаторных бумаг, импрегнироаанная винно-кислым раствором сульфаниламида, имеет иелтый X Слаборозовое окрашивание

Т а б