Способ количественного определения пероксида водорода в натуральных медах и других продуктах пчеловодства
Владельцы патента RU 2477470:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) (RU)
Изобретение относится к анализу пищевых продуктов и может быть использовано в пищевой промышленности для оценки качества меда, а также в практике научно-исследовательских работ при изучении биологических свойств продуктов пчеловодства. Способ включает взаимодействие ПВ с окисляющимся соединением, образующим при окислении окрашенный продукт. В качестве окисляющегося соединения используют йодид анион, количество образовавшегося йода в виде комплексного аниона регистрируют методом электронной абсорбционной спектроскопии и рассчитывают содержание ПВ в анализируемом продукте в мг на кг продукта. Достигается упрощение и высокая чувствительность анализа. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к способам анализа пищевых продуктов, а именно к способу количественного определения в натуральном меде и других продуктах пчеловодства пероксида водорода (ПВ), и может быть использовано в пищевой промышленности для оценки качества меда, а также в практике научно-исследовательских работ при изучении биологических свойств продуктов пчеловодства.
ПВ является высокоэффективным дезинфектантом, так как пероксиды быстро уничтожают различные микроорганизмы. ПВ в очень слабых концентрациях (~5-10 мг/кг) содержится в натуральном меде и других природных продуктах пчеловодства и является важнейшей составляющей естественной антибактериальной системы таких продуктов. ПВ образуется в меде и продуктах пчеловодства под воздействием глюкооксидазы - фермента, вырабатываемого глоточными железами пчел. В результате катализируемого глюкооксидазой окисления глюкозы образуются ПВ и глюконовая кислота (Аганин А.В. Мед и его исследование. Изд-во Саратовского ун-та, 1985 г., с.53).
Первые данные о содержании в меде ПВ относятся к 1962 году (White J.W., Subers М.Н., Schepartz A.I., The Identification of Inhibine, American Bee Journal, Vol.102, November 1962, pp.459-431). Исследований о содержании ПВ в других продуктах пчеловодства до настоящего времени не проводилось.
Известен способ количественного определения ПВ в меде, заключающийся в окислении ПВ 3,3'-диметоксибензидина (o-дианизидина) в присутствии пероксидазы. (Пероксидаза - фермент, катализирующий окисление различных полифенолов, алифатических и ароматических аминов и других соединений с помощью ПВ или органических перекисей). ПВ выступает в роли акцептора водорода и в ходе реакции превращается в воду. 3,3'-Диметоксибензидин при окислении превращается в окрашенную хиноидную структуру, поглощающую при длине волны 450 нм, что позволяет судить о количестве ПВ. Данный способ требует предварительной калибровки (White J.W., Subers М.Н. Studies on Honey Inhibine. 2. A Chemical Assay. Journal of Apicultural Research, 2(2), 1963, p.93-100 - прототип).
Главным недостатком способа-прототипа является его сложность и высокая трудоемкость, кроме того, он требует использования дорогостоящих реактивов: фермент пероксидаза и 3,3'-диметоксибензидин. Данный способ применялся в научных исследованиях при изучении биологических свойств меда, но для количественного анализа он не может быть рекомендован.
Задачей предлагаемого изобретения является разработка такого способа количественного определения ПВ в натуральных медах и других продуктах пчеловодства, который будет значительно менее сложным и трудоемким, позволит отказаться от использования дорогостоящих реагентов и будет отличаться высокой чувствительностью.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом количественного определения пероксида водорода в натуральных медах и других продуктах пчеловодства, включающим взаимодействие пероксида водорода с окисляющимся соединением, образующим при окислении окрашенный продукт, в котором в качестве окисляющегося соединения используют йодид анион, количество образовавшегося йода в виде комплексного аниона регистрируют методом электронной абсорбционной спектроскопии и рассчитывают содержание пероксида водорода в анализируемом продукте в мг на кг продукта.
При определении пероксида водорода в прополисе, или перге, или пыльце указанные продукты пчеловодства предварительно экстрагируют диметилсульфоксидом.
Полученный при экстрагировании раствор отфильтровывают.
В предлагаемом способе для количественного определения содержания ПВ был выбран йодометрический метод. При взаимодействии йодида калия с ПВ в кислой среде выделяется молекулярный йод, который с избытком иодид-аниона образует комплексный анион 
, который регистрируют методом электронной абсорбционной спектроскопии (длина волны регистрации λmax=351 нм, коэффициент молярного погашения растворов 
), что позволяет достичь высокой чувствительности определения ПВ - до значения 0.1 мг ПВ на 1 кг меда, что соответствует 10-5% ПВ.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.
К навеске образца меда массой 1 г (mнав) добавляют дистиллированную воду до объема 2 мл (для быстрого растворения можно дополнительно использовать перемешивающие устройства).
Навеску образца прополиса, или перги, или пыльцы массой 1 г (mнав) экстрагируют при встряхивании 2 мл диметилсульфоксида в течение 20-30 мин. Полученные при экстрагировании растворы отфильтровывают.
Полученные 2 мл раствора продукта пчеловодства делят на два образца раствора, каждый объемом 1 мл, и используют для параллельного определения. К 1 мл указанного раствора приливают 1 мл раствора серной кислоты (0.2 моль/л), продувают углекислым газом или иным тяжелым инертным газом с целью вытеснения кислорода и смешивают с 2 мл также обескислороженного 5%-ного (масс.) водного раствора иодида калия, после чего проводят повторное продувание углекислым газом. Два полученных аналитических раствора (объемом 4 мл, содержащие ½ mнав) оставляют при температуре 20-22°C в темноте на сутки (для гарантии полного завершения реакции выделившегося йода с избытком йодид-аниона с образованием комплексного аниона 
). Затем с использованием типового спектрофотометра, настроенного на диапазон длин волн 300-800 нм записывают электронные спектры каждого из образцов и проводят определение оптической плотности аналитических растворов (D) при значении длины волны 351 нм. Из найденного значения D необходимо вычесть собственное поглощение раствора соответствующего образца меда, или прополиса, или перги, или пыльцы (Dм), аналогичным образом разбавленного дистиллированной водой, в том же спектральном диапазоне (либо использовать такой раствор в качестве сравнительной кюветы). (Измерение D позволяет определять концентрацию ПВ (СПВ) в аналитическом растворе в моль/л: СПВ=(D-Dм)/ε·l). В качестве «холостого опыта» для анализа вместо 1 мл раствора продукта пчеловодства берут 1 мл дистиллированной воды и далее аналогично описанному подкисляют, обескислороживают, добавляют раствор иодида калия и выдерживают в темноте (в сравнительную кювету наливают дистиллированную воду).
Содержание ПВ в меде в мг на кг (ω) рассчитывают по формуле:
ω=[(D-Dм)/ε·l]·M/mнав·V·1000,
где
D - показание спектрофотометра для аналитического раствора меда на длине волны 351 нм;
Dм - показание спектрофотометра на длине волны 351 нм для контрольного раствора меда (без добавления реагентов);
ε - коэффициент молярного погашения , ε=26400 л·моль-1·см-1;
l - ширина кюветы, см;
M - молярная масса ПВ, г/моль (34 г/моль);
mнав - навеска меда, г;
V - объем раствора, содержащего навеску меда mнав, мл (V=8 мл);
1000 - коэффициент для пересчета содержания ПВ в меде в мг на кг.
Предлагаемый способ был испытан при исследовании большого количества образцов натурального пчелиного меда различного ботанического и территориального происхождения. Объектами исследования служили образцы натурального меда и других продуктов пчеловодства из лаборатории ветеринарной санитарии в пчеловодстве ГНУ ВНИИВСГЭ, отобранные для экспертизы и сертификации с целью дальнейшей реализации на Московской весенней ярмарке 2011 года. Пробы меда отбирали согласно ГОСТ 19792-2001 «Мед натуральный. Технические условия». Определение количественного содержания ПВ проводили в ИХФ РАН. В таблицах 1-3 приведены полученные результаты количественного определения ПВ в различных медах. В таблице 4 приведены полученные результаты количественного определения ПВ в других продуктах пчеловодства.
| Таблица 1 | ||
| № п/п | Исследуемые образцы меда | Количество ПВ, мг/кг |
| 1 | Подсолнечниковый (Ростовская область) | 4.9 |
| 2 | Подсолнечниковый (Краснодарский край) | 4.3 |
| 3 | Подсолнечниковый (Краснодарский край) | 4.8 |
| 4 | Подсолнечниковый (Краснодарский край) | 4.5 |
| Таблица 2 | ||
| № п/п | Исследуемые образцы меда | Количество ПВ, мг/кг |
| 1 | Липовый (Саратовская область) | 10.9 |
| 2 | Липовый (Краснодарский край) | 11.0 |
| 3 | Липовый (Республика Марий Эл) | 9.4 |
| 4 | Липовый (Вятка) | 9.0 |
| 5 | Липовый (Саратовская область) | 10.2 |
| Таблица 3 | ||
| № п/п | Исследуемые образцы меда | Количество ПВ, мг/кг |
| 1 | Гречишный (Курская область) | 8.5 |
| 2 | Гречишный (Курская область) | 9.8 |
| 3 | Гречишный (Курская область) | 8.7 |
| 4 | Гречишный (Воронежская область) | 8.0 |
| 5 | Гречишный (Воронежская область) | 9.9 |
| 6 | Гречишный (Воронежская область) | 9.3 |
| 7 | Гречишный (Воронежская область) | 9.6 |
| Таблица 4 | ||
| № п/п | Продукт пчеловодства | Количество ПВ, мг/кг |
| 1 | Пыльца (Волгоградская область) | 14.5 |
| 2 | Перга (Воронежская область) | 6.1 |
| 3 | Прополис (Курская область) | 5.3 |
Таким образом, предлагаемый способ является более простым, менее трудоемким и не требует использования дорогостоящих реагентов. Благодаря применению комбинации методов иодометрического титрования и чувствительной электронной абсорбционной спектроскопии в способе достигается высокая чувствительность определения - 10-5% ПВ.
1. Способ количественного определения пероксида водорода в натуральных медах и других продуктах пчеловодства, включающий взаимодействие пероксида водорода с окисляющимся соединением, образующим при окислении окрашенный продукт, отличающийся тем, что в качестве окисляющегося соединения используют йодид анион, количество образовавшегося йода в виде комплексного аниона 
регистрируют методом электронной абсорбционной спектроскопии и рассчитывают содержание пероксида водорода в анализируемом продукте в мг на кг продукта.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении пероксида водорода в прополисе, или перге, или пыльце указанные продукты пчеловодства предварительно экстрагируют диметилсульфоксидом.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что полученный при экстрагировании раствор отфильтровывают.
