Оценка правильности определения суммарного содержания антиоксидантов в пищевых продуктах методом Frap с потенциометрическим детектированием

дипломная работа

3. Результаты и их обсуждение

Известен потенциометрический метод определения антиоксидантной активности, который имеет ряд преимуществ. В отличие от большинства методов определения АОА не используется вещество-стандарт.

Однако в потенциометрии важна величина скачка потенциала, поэтому были поставлены следующие вопросы:

1 Определять АОА при фиксированном времени или ждать установления постоянного потенциала?

2 Что характеризует определяемый по данному методу показатель-величину АОА или суммарное содержание антиоксидантов?

Объектами исследования являлись антиоксиданты - фенольного типа с разной структурой - галловая кислота (ГК), кверцетин (КВ) и катехол (КТ); и антиоксиданты не фенольного типа - аскорбиновая кислота (АК). Эти индивидуальные антиоксиданты входят в состав пищевых продуктов и определяют их антиоксидантные свойства (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структура объектов исследования

Для решения поставленных вопросов изучали зависимость изменения потенциала в окислительно-восстановительной системе Fe(II)/Fe(III)-антиоксидант от времени. Во всех случаях в качестве индикаторной использовалась система K3[Fe(CN)6]/K4[Fe(CN)6] с соотношением концентраций Fe(II)/Fe(III) 1:100.

Условия определения АОА:

19,6 см3 K-Na фосфатный буфер, pH=7,4;

0,2 см3 [K3(CN)6] c концентрацией 1 моль/дм3;

0,2 см3 [K4(СN)6] c концентрацией 0,01 моль/дм3;

в качестве рабочего электрода-комбинированный платиновый НПО "Измерительная техника ИТ";

n см3 пробы или восстановителя;

t от 0,5 мин до 60 мин.

Исходный потенциал в системе устанавливался в течение 3-5 минут и практически не изменялся в течение часа. Изучали изменение потенциала в течение 60 минут интервалом 1 минута первые 10 минут и 10 минут в последующий период времени.

Рассматривая полученные зависимости, установили, что в независимости от величины скачка потенциала наблюдается его увеличение во времени (рисунок 2).

Рисунок 2 - Графики зависимости ?Е от времени для различных антиоксидантов

Изменение потенциала зависит от природы антиоксиданта, так для АК нарастание сигнала составляет около 92 % за 15 минут, в то время как для КТ при таких же его концентрациях в системе эта величина составляет около 80% (таблица 2).

Таблица 2 Значение ?Е различных антиоксидантов при разном времени

Вос-ль

С, ммоль/дм3

?Е за 3 мин, мВ

?Е за 5 мин, мВ

?Е за 15 мин, мВ

АК

0,024

9,3

9,5

10,7

АК

0,099

24,4

24,6

26,0

АК

0,380

52,3

52,5

55,0

ГК

0,070

34,4

34,6

35,2

ГК

0,120

44,3

45,0

47,5

ГК

0,240

64,9

65,7

68,6

КВ

0,010

12,8

13,0

13,8

КВ

0,020

21,9

22,5

24,3

КВ

0,050

44,4

45,2

47,1

КТ

0,100

29,5

31,8

39,9

КТ

0,150

40,9

44,2

54,0

КТ

0,240

51,2

54,6

65,8

При введении в систему равных концентраций (в моль экв.) антиоксидантов разной природы получены разные по величине изменения потенциала индикаторной системы после введения антиоксидантов. "Скорость" изменения величины ?Е для всех антиоксидантов во всех случаях носит линейный характер. "Скорость" изменения этой величины возрастает в ряду КВ<АК<ГК<КТ (рисунок 4).

ГК

y=0,2711x+32,815

КТ

y=0,7643x+28,681

АК

y=0,0779x+24,506

КВ

y=0,0261x+12,905

Рисунок 4 График зависимости ?Е от времени при одинаковой концентрации восстановителя

"Скорость" изменения потенциала во времени для смесей (например, АК+ГК) восстановителей носит линейный характер, но по величине ниже теоретической (рисунок 5). Относительная погрешность не более 30 %.

Рисунок 5 - График зависимости ?Е от времени для смеси АК+ГК

Результаты значений ?Е смесей антиоксидантов представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Результаты значений ?Е смесей антиоксидантов

Сао, мольэкв/л

практ,мВ

теор,мВ

|?|,%

ГК

АК

КТ

КВ

0,00015

0,0001

-

-

39,1

58,6

36,18

0,0003

0,0001

-

-

51,3

72,4

30,39

0,0007

0,00015

-

-

66,8

61,3

34,09

0,00015

-

0,0001

-

40,4

63,1

20,44

0,0003

-

0,0001

-

52,5

86,5

29,83

-

0,0001

0,0001

-

24,8

51,5

28,93

-

0,0001

0,0002

-

38,3

65,3

19,91

-

0,00015

0,0005

-

54,4

60,3

21,89

-

-

0,0001

0,0002

47,1

62,1

9,82

-

-

0,0001

0,0005

55,9

85,5

17,89

-

-

0,0005

0,0002

70,2

92,7

20,28

Для всех антиоксидантов и реального образца рассчитан рост потенциала. 15 минут использовали в качестве контрольного времени. Как видно, для всех антиоксидантов потенциал достигает приблизительно 99 % от максимального (таблица 4).

Изменение потенциала приводит к возрастанию рассчитанной величины АОА. Для суммарного показателя, каким является величина АОА, необходимо выбрать условия, когда вклад различных индивидуальных антиоксидантов в суммарную величину будет максимальным.

Таблица 4 Изменение аналитического сигнала во времени

t,мин

?,%

АК

ГК

КВ

КТ

ВИНО

3

99,4

98,9

99,1

96,6

99,0

5

99,5

99,1

99,4

97,2

98,6

При выбранном фиксированном времени 5 мин была рассчитана "АОА". Как видно, погрешность определения концентрации для индивидуальных восстановителей составляет для АК 12 %, КВ 37 %, ГК 21 % и КТ 9 % (таблица 5).

Таблица 5 - Метод "введено-найдено" для индивидуальных антиоксидантов

АО

Введено,

мМэкв/л

Найдено, мМэкв/л

?,%

АК

0,189

0,167

12,0

АК

0,122

0,102

15,7

АК

0,296

0,268

9,0

КТ

0,139

0,122

12,0

КТ

0,198

0,210

5,8

ГК

0,370

0,456

23,4

ГК

0,732

0,968

32,3

ГК

0,208

0,225

7,4

КВ

0,049

0,067

35,2

КВ

0,098

0,136

39,2

Дополнительно были изучены смеси антиоксидантов в различных концентрационных соотношениях и рассчитана величина АОА (таблица 6).

Таблица 6 - Метод "введено-найдено" для смесей антиоксидантов

Состав смеси

Введено,

мМэкв/л

Найдено, мМэкв/л

?,%

АК+ГК

0,2

0,3

36,0

0,4

0,6

47,5

0,9

1,1

30,6

ГК+КТ

0,2

0,4

44,0

0,4

0,6

57,5

КТ+АК

0,2

0,2

20,0

0,3

0,3

10,0

0,6

0,7

13,3

КВ+КТ

0,6

0,7

20,0

Таким образом, можно говорить, что в данных условиях эксперимента величины АОА и содержания антиоксиданта, вероятно, будут приближаться. И определяемая величина характеризует активность компонентов, т.е. это АОА. На примере вин при выбранном фиксированном времени были рассчитаны величины АОА. Как видно, значения для реального объекта различаются на 8%. Поэтому для возможности сравнения величин АОА различных вин необходимо вести определение при фиксированном времени (таблица 7).

Таблица 7 - Результаты определения АОА вина

Вино

АОА , мМэкв/л

3 мин

5 мин

15 мин

Мерло NR

0,135±0,002

0,147±0,004

0,176±0,002

Для проверки правильности определения АОА пищевых продуктов методом FRAP с потенциометрическим детектированием был проведен расчет показателей прецизионности согласно РМГ 61-2003. Для каждого образца в условиях внутрилабораторной прецизионности было получено 10 сходимых результатов определения АОА (Приложение А), каждое из которых представляет среднее двух параллельных определений (таблица 8).

Таблица 8-Метрологические характеристики

Наимено-вание определяе-мого компонен-та

Пище-вой продукт

Показатель повторяе-мости (СКО повторяе-мости),%

Предел повторяемос-ти (для 2-х результатов параллельных определений),% r

Показатель воспроизводи-мости (СКО воспроизводи-мости),%

Предел воспроиз-водимости (для 2-х результа-тов измерений), % R

суммарное содержа-ние антиокси-дантов

Вино "Caber-net" Фанаго-рия

7

19

1

23

Чай "Крас-нодарс-кий"

4

11

3

13

Делись добром ;)