close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13000

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.04.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
G 01N 30/00
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОЛЬНЫХ КИСЛОТ,
АРОМАТИЧЕСКИХ АЛЬДЕГИДОВ И ФУРАНОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
В КОНЬЯЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
(21) Номер заявки: a 20071053
(22) 2007.08.22
(43) 2009.04.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Белорусский
государственный институт метрологии" (BY)
(72) Авторы: Артеменко Галина Владимировна; Жданов Юрий Иванович;
Филанчук Татьяна Ивановна; Богданович Юлия Владимировна; Боярина
Татьяна Павловна (BY)
BY 13000 C1 2010.04.30
BY (11) 13000
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Белорусский
государственный институт метрологии" (BY)
(56) DA PORTO C. et al. J. // Agric. Food
Chem. 2000.- V. 48.- № 9.- P. 4241-4245.
ЗЕНКЕВИЧ И.Г. и др. // ЖАХ.- 2005.Т. 60.- № 7.- С. 734-746.
ЭБЕЛАШВИЛИ Н.В. // Виноделие и
виноградарство.- 2005.- № 5.- С. 22.
RU 2147372 C1, 2000.
САВЧУК С.А. и др. // Виноград и вино
России.- 2000.- № 5.- С. 5-13.
ГУЛИЕВ Р.Р. и др. // Виноделие и виноградарство.- 2001.- № 1.- С. 17.
МАРКОСОВ В.А. // Виноделие и виноградарство.- 2001.- № 1.- С. 10-11.
СЫЧЕВ С.Н. и др. // Методы оценки
соответствия.- 2006.- № 8 (2).- С. 16-17.
(57)
Способ определения фенольных кислот - галловой, эллаговой, ванильной, сиреневой и
п-кумаровой, ароматических альдегидов - ванилина, 4-гидроксибензальдегида, сиреневого, кониферилового и синапового и фурановых соединений - фурфурола, 5метилфурфурола и 5-гидроксиметилфурфурола в коньячной продукции, заключающийся в
том, что отбирают пробу, фильтруют ее через целлюлозный фильтр, отфильтрованную
пробу вводят в хроматографическую колонку жидкостного хроматографа, разделяют на
компоненты с помощью многоступенчатого градиентного элюирования с элюентом, состоящим из двух частей: элюента А, представляющего собой 0,5 %-ный раствор уксусной
кислоты, и элюента Б, представляющего собой метанол, причем элюирование осуществляют со скоростью 0,6 мл/минуту при температуре 35±0,1 °С, соотношение элюентов составляет 5 % элюента Б и 95 % элюента А в начале работы, 15 % элюента Б к 10-й минуте,
40 % элюента Б к 45-й минуте, 98 % элюента Б к 55-й минуте, а после проведения анализа
соотношение элюентов возвращают к первоначальному, проводят детектирование определяемых соединений при длине волны 280 нм и рассчитывают массовую концентрацию
каждого из соединений в пробе коньячной продукции.
BY 13000 C1 2010.04.30
Изобретение относится к определению фенольных кислот, фурановых соединений и
ароматических альдегидов в коньячной продукции.
Изобретение может найти применение в таможенной службе, здравоохранении, ликероводочной промышленности для контроля качества коньячных спиртов и коньяков.
Известен способ определения фенольных кислот и ароматических альдегидов в коньячной продукции [1]. Способ предусматривает отбор пробы, ее фильтрацию, введение в
хроматографическую колонку для разделения компонентов с применением градиентного
элюирования. В известном способе определение галловой и эллаговой кислот проводится
на одной колонке при разных режимах элюирования, что приводит к увеличению расхода
элюентов и сокращению срока службы колонки. Другим недостатком является то, что определение компонентного состава альдегидов проводится на той же колонке, на которой
определяется компонентный состав кислот, но при других элюентах, что требует временных затрат на каждый анализ компонентов, промывку хроматографической системы и
уравновешивание колонки. Кроме того, данный способ позволяет определять всего 8 компонентов: фенольных кислот: галловой, эллаговой, ванилиновой, сиреневой и ароматических альдегидов: ванилина, сиреневого, кониферилового, синапового, что не дает полной
картины о компонентном составе коньячной продукции.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототип) является способ определения фенольных кислот, фурановых соединений и ароматических альдегидов в коньячной продукции [2]. Данный способ предусматривает отбор
пробы, ее фильтрацию, введение в хроматографическую колонку, через которую прокачивается элюент с комнатной температурой, состоящий из двух частей: элюент А (4 % раствор уксусной кислоты и 0,5 % 1-пропанола в воде) и элюент Б (метанол), и где для
разделения фенольных кислот: галловой, эллаговой, ванилиновой, сиреневой, ароматических альдегидов: ванилина, сиреневого, кониферилового, синапового, фурановых соединений: 5-гидроксиметил фурфурола, фурфурола, 5 метилфурфурола применяется
градиентное элюирование при детектировании фенольных кислот на длине волны 280 нм,
а ароматических альдегидов и фурановых соединений на длине волне 313 нм, в следующем соотношении: от 0 % элюента Б в начале и до 40 % элюента Б к 50 минуте с уравновешиванием колонки при 100 % элюента А в течение 40 минут со скоростью расхода
элюента 1 мл/минуту, причем определение содержания фенольных кислот и фурановых
соединений происходит с применением компьютерной системы обработки хроматографической информации, которая определяет время выхода и площади анализируемых веществ
и сравнивает полученные значения площадей анализируемых соединений с градуировочной зависимостью концентрации введенного вещества от величины площади пика на хроматограмме, а градуировочная зависимость строится перед началом испытаний путем
анализа градуировочных растворов всех анализируемых соединений и сохраняется в компьютере.
Недостатками указанного способа являются.
1. Анализ компонентов проводится в режиме линейного градиента при изменении доли
метанола от 0 % до 40 % к 50 минуте. В результате этого выход основных компонентов приходится на середину хроматограммы. При этом такие компоненты, как ванилиновая кислота,
ванилин, сиреневая кислота, сиреневый альдегид, не разделяются полностью, что приводит к
низкой точности измерения концентраций этих веществ. При таком резком изменении градиента элюирования быстро изменяются сорбционные свойства колонки. Одновременно с анализируемыми компонентами выходят сопутствующие вещества, присутствующие в пробе,
что также приводит к низкой точности измерения концентраций веществ.
2. После выполнения анализа колонка уравновешивается в течение 40 минут. Такая
длительная подготовка связана с тем, что высокомолекулярные вещества не вымываются
из колонки за время анализа при объемной доли метанола 40 %. В итоге полный цикл анализа составляет 90 минут. При этом определяются 11 компонентов: фенольных кислот:
2
BY 13000 C1 2010.04.30
галловой, эллаговой, ванилиновой, сиреневой, ароматических альдегидов: ванилина, сиреневого, кониферилового, синапового, фурановых соединений: 5-гидроксиметил фурфурола, фурфурола, 5 метилфурфурола, что не дает полной картины о компонентном составе
коньячной продукции.
3. Детектирование веществ производится на двух длинах волн 280 и 313 нм. Однако
длина волны 313 нм не соответствует максимуму поглощения для фурановых соединений
и фенольных альдегидов, что приводит к снижению чувствительности метода.
Задачей настоящего изобретения является увеличение количества определяемых компонентов, повышение точности их определения, сокращение времени на проведение анализа, уменьшение количества используемых элюентов.
Поставленная задача решается тем, что способ определения фенольных кислот - галловой, эллаговой, ванильной, сиреневой и п-кумаровой, ароматических альдегидов - ванилина, 4-гидроксибензальдегида, сиреневого, кониферилового и синапового и фурановых
соединений - фурфурола, 5 - метилфурфурола и 5-гидроксиметилфурфурола в коньячной
продукции, заключающийся в том, что отбирают пробу, фильтруют ее через целлюлозный
фильтр, отфильтрованную пробу вводят в хроматографическую колонку жидкостного
хроматографа, разделяют компоненты с помощью многоступенчатого градиентного
элюирования с элюентом, состоящим из двух частей: элюента А, представляющего собой
0,5 %-ный раствор уксусной кислоты, и элюента Б, представляющего собой метанол, причем элюирование осуществляют со скоростью 0,6 мл/минуту при температуре 35±0,1 °С,
соотношение элюентов составляет 5 % элюента Б и 95 % элюента А в начале работы, 15 %
элюента Б к 10-й минуте, 40 % элюента Б к 45-й минуте, 98 % элюента Б к 55-й минуте, а
после проведения анализа соотношение элюентов возвращают к первоначальному, проводят детектирование определяемых соединений при длине волны 280 нм и рассчитывают
массовую концентрацию каждого из соединений в пробе коньячной продукции.
Массовая концентрация i-го компонента рассчитывается программным обеспечением
по формуле:
y
C xi = i ,
bi
где yi - площадь i-го пика, mAU × S;
bi - коэффициент линейной регрессии для i-го пика, mAU × S × дм3/мг.
Массовую концентрацию i-го компонента в пробе, выраженную в мг/дм3, рассчитывают по формуле: Сi = Сxi ⋅ K,
где Сxi - концентрация i-го компонента, полученная по градуировочной зависимости,
мг/дм3;
К - коэффициент разбавления, рассчитываемый по формуле:
Vp
K=
,
Va
где Va - объем исходного раствора пробы, см3;
Vp - объем разбавленного раствора пробы, см3.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Перед выполнением измерений готовят градуировочные растворы всех анализируемых соединений в концентрации от 0,2 мг/л до 200 мг/л и растворы элюентов А (раствор
0,5 % уксусной кислоты) и элюента Б (метанол). Для приготовления элюента А пипеткой
отбирают 5 см3 ледяной уксусной кислоты (плотность 1,055 г/см3), переносят в мерную
колбу вместимостью 1 дм3, содержащую 400 см3-500 см3 деонизированной воды, хорошо
перемешивают и доводят до метки деонизированной водой. рН приготовленного элюирующего раствора Б находится в диапазоне 2,95-3,05. Элюент Б (метанол) используют как
готовый растворитель, который отмеряют цилиндром объемом 1 литр. Затем каждый элюент (А и Б) в отдельности фильтруют через фильтр из регенерированной целлюлозы с
3
BY 13000 C1 2010.04.30
диаметром 47 мм, диаметром пор 0,45 микрон. Отфильтрованные элюенты устанавливают
в жидкостной хроматограф, включают насосы, выставляют первоначальное соотношение
элюентов: 95 % элюента А и 5 % элюента Б, а температуру колонки поддерживают термостатом колонки на уровне 35 ± 0,1 °С. При первом включении уравновешивание хроматографической колонки проводят в течение 1 часа, при последующих анализах в течение 10
минут.
Приготовление многокомпонентного основного раствора с массовой концентрацией
анализируемых компонентов приблизительно 100 мг/дм3 для каждого компонента.
Навеску каждого компонента массой (0,0230-0,0270) г взвешивают и помещают непосредственно в мерную колбу вместимостью 250 см3. Результат взвешивания фиксируют с
точностью до 0,0001 г. В колбу с навесками добавляют (100-120) см3 50 % (по объему)
раствора этилового спирта. Раствор хорошо перемешивают до полного растворения и доводят до метки раствором 50 % (по объему) этилового спирта при t = (20 ± 2) °С. Точную
концентрацию каждого компонента в растворе рассчитывают с учетом содержания основного вещества по формуле
m ×P
C A i = i i × 10 ,
VA
где САi - массовая концентрация i-го компонента в основном растворе, мг/дм3;
mi - масса навески i-го компонента, мг;
Pi - содержание основного вещества i-го компонента, %;
VA - объем мерной колбы, см3.
Далее готовят шесть градуировочных растворов путем разбавления основного раствора согласно табл. 1.
Таблица 1
Концентрация* граОбъем основного расОбъем градуировочНомер раствора
дуировочного
раствотвора см3
ных растворов, см3
3
ра, мг/дм
1
0,5
0,5
100
2
1
1
100
3
5
5
100
4
10
10
100
5
20
20
100
6
50
50
100
*Точное значение концентрации основного компонента в градуировочных растворах
рассчитывают с учетом точных значений концентраций компонента в основном растворе.
Для проведения градуировки используют свежеприготовленные растворы.
Для каждого анализируемого соединения строят градуировочный график, выражающийся в виде зависимости концентрации вещества от величины площади пика на хроматограмме, а также снимают спектры поглощения каждого соединения в диапазоне 220-400
нм и сохраняют их на компьютере в виде отдельного файла. Для автоматического поиска
и идентификации соединений в градуировочную таблицу вносят время выхода каждого
соединения и его название.
Конкретный пример применения предложенного способа определения фенольных кислот, фурановых соединений и ароматических альдегидов.
Пробу коньячной продукции в количестве 2-3 мл наливают в шприц, на выходной части которого находится целлюлозный фильтр диаметром 22 мм и размером пор 0,45 микрон. Отфильтрованную пробу вводят в хроматографическую колонку в количестве 20
микролитров. Для разделения анализируемых компонентов применяют многоступенчатое
градиентное элюирование с элюентом, состоящим из двух частей: элюент А (раствор
0,5 % уксусной кислоты) и элюент Б (метанол) при температуре 35 ± 0,1 °С в следующем
4
BY 13000 C1 2010.04.30
соотношении: от 5 % элюента Б и 95 % элюента А в начале работы, до 15 % элюента Б к
10 минуте, 40 % элюента Б к 45 минуте, 98 % элюента Б к 55 минуте со скоростью элюирования 0,6 мл/минуту и детектировании всех компонентов на длине волны 280 нм. После
проведения анализа соотношение элюентов возвращают к первоначальному варианту содержания 5 % элюента Б и 95 % элюента А.
Длительность одного анализа составляет 75 минут. Всего определяют 13 компонентов
(фенольных кислот: галловой, эллаговой, п-кумаровой, ванильной, сиреневой, ароматических альдегидов: ванилина, 4-гидроксибензальдегида, сиреневого, кониферилового, синапового, фурановых соединений: фурфурола, 5-метилфурфурола и 5-гидроксиметилфурфурола). Кроме этого, экономия элюентов составляет 39 мл на одном измерении.
Расчет экономии элюентов приведен в табл. 2.
Таблица 2
Скорость расхода элюента, Время анализа, Общий расход элюенВариант
мл/мин.
мин
та, мл
прототип
1,0
90
90
изобретение
0,6
85
51
Разность
39
В результате измерений определили массовую концентрацию каждого компонента:
фенольных кислот, фурановых соединений и ароматических альдегидов, присутствующих
в коньячной продукции.
Массовую концентрацию i-го компонента в пробе, выраженную в мг/дм3, рассчитывают по формуле: Сi = Сxi ⋅ K,
где Сxi - концентрация i-го компонента, полученная по градуировочной кривой,
мг/дм3;
К - коэффициент разбавления, рассчитываемый по формуле:
Vp
K=
,
Va
где Va - объем исходного раствора пробы, см3;
Vp - объем разбавленного раствора пробы, см3.
Программное обеспечение ChemStation для расчета концентрации компонентов в испытуемой пробе использует модель невзвешенной линейной регрессии вида Yi = bi ⋅ Cxi.
Массовая концентрация i-го компонента рассчитывается программным обеспечением
по формуле:
y
C xi = i ,
bi
где yi - площадь i-го пика, mAU × S;
bi - коэффициент линейной регрессии для i-го пика, mAU × S × дм3/мг.
Для доказательства правильности идентификации каждого соединения проводят сравнительный анализ спектров анализируемого соединения в пробе со спектром стандартного
вещества, время выхода которого совпадает со временем выхода соединения в анализируемой пробе.
Источники информации:
1. J. Agriculture Food Chemistry.- 1993.- 41.- P. 1872-1879.
2. J. Agriculture Food Chemistry.- 2000.- 48.- P. 4241-4245.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
96 Кб
Теги
by13000, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа