Способ количественного определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства методом высокоэффективной жидкостной хроматографии

Авторы патента:

Павленко Светлана Владимировна (RU)

Поляков Виктор Антонович (RU)

Абрамова Ирина Михайловна (RU)

Медриш Марина Эдуардовна (RU)

Гаврилова Дарья Алексеевна (RU)

G01N30/00 - Исследование или анализ материалов путем разделения на составные части (компоненты) с использованием адсорбции, абсорбции или подобных процессов или с использованием ионного обмена, например хроматография (G01N 3/00-G01N 29/00 имеют преимущество; разделение для подготовки или получения составных частей B01D 15/00, B01D 53/02,B01D 53/14)

Владельцы патента RU 2613346:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи (RU)

Изобретение относится к области пищевой промышленности, а именно к спиртовому производству, и может быть использовано для количественного определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства. Способ определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства предусматривает хроматографическое разделение определяемых углеводов с использованием жидкостного хроматографа с рефрактометрическим детектором на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex Н⁺, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм). При этом скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см³/мин, давление 2,3 МПа, максимальная температура в колонке 80°С и качественное и количественное определение мальтозы, глюкозы, фруктозы по полученной хроматограмме. Подготовка пробы представляет собой центрифугирование в течение 7 мин при 13000 об/мин. Техническим результатом является уменьшение времени анализа, повышение чувствительности, а также упрощение анализа. 2 табл.

Известен способ определения высокомолекулярных некрахмалистых полисахаридов в содержащем их сырье [Патент SU №1455297, опубл. 30.09.89]. Навеску исследуемого материала подвергают трехминутному гидролизу смесью 60%-ного раствора серной кислоты и этилацетата в соотношении 9:1. В полученном гидролизате определяют высокомолекулярные некрахмалистые полисахариды (способные гидролизоваться до глюкозы) фотоколориметрическим методом с использованием смеси серной кислоты, антрона и этилацетата в соотношении 20:0,01:1 соответственно. При наличии в исходном продукте крахмала его предварительно удаляют гидролизом 1% соляной кислотой.

Недостатками данного известного способа являются сложность подготовки образцов к количественному определению, использование дорогостоящих реактивов, невозможность покомпонентного определения углеводов в содержащем их сырье, длительное время анализа, 2 ч.

Известен газохроматографический способ определения глюкозы и/или фруктозы в жидких средах [Патент SU №1434368, опубл. 30.10.1988]. Сахара, содержащиеся в жидких средах, определяют газохроматографически в виде их летучих производных, которые получают термической дегидратацией сахаров исследуемой пробы непосредственно в камере испарителя газового хроматографа при температуре 230-240°С.

Недостатками данного известного способа являются длительное время анализа, около 0,5 ч, невозможность определения массовой концентрации мальтозы, возможность испарения веществ во время анализа.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ определения глюкозы, сахарозы, фруктозы в сельскохозяйственном сырье и продукции его переработки [Патент РФ №2492458, опубл. 10.09.2013]. Способ включает разбавление пробы до суммарного содержания сахаров не более 10 г/дм³, центрифугирование и выполнение анализа на системе капиллярного электрофореза в кварцевом капилляре длиной 0,5 м, внутренним диаметром 75 мкм, при этом согласно изобретению для проведения анализа используют ведущий электролит, содержащий 4 г/дм³ сорбата калия, 8 г/дм³ 10%-ного водного раствора цетилтриметил-аммоний-основания, 36 г/дм³ глицерина, 0,16 г/дм³ гидроокиси калия, при отрицательной полярности и длине волны детектирования 254 нм.

Недостатками данного известного способа являются использование дорогостоящих реактивов, меньший диапазон измерений массовой концентрации углеводов, до 10 г/дм³, более длительное время анализа, 20 мин.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является повышение чувствительности определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства, уменьшение времени, затрачиваемого на анализ при одновременном упрощении способа, отсутствие потерь при пробоподготовке, отсутствие потерь за счет испарения вещества при проведении анализа.

Достигается указанный технический результат тем, что способ количественного определения мальтозы, глюкозы, фруктозы в полупродуктах спиртового производства методом высокоэффективной жидкостной хроматографии предусматривает отбор пробы полупродукта, центрифугирование в течение 7 мин при 13000 об/мин, разделение мальтозы, глюкозы, фруктозы методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с рефрактометрическим детектором на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex Н⁺, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм), скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см³/мин, давление 2,3 МПа, максимальная температура в колонке 80°С и количественное определение мальтозы, глюкозы, фруктозы по полученной хроматограмме.

Экспериментальным путем обнаружено, что для обеспечения указанного технического результата необходимо соблюдать предлагаемые режимные параметры пробоподготовки и хроматографического разделения углеводов, содержащихся в полупродуктах спиртового производства. При реализации предлагаемых режимных параметров уменьшается время, затрачиваемое на анализ, повышается чувствительность метода, а также упрощается способ, отсутствуют потери при пробоподготовке, отсутствуют потери за счет испарения вещества при проведении анализа, прослеживается динамика изменения массовой концентрации углеводов в технологическом процессе производства спирта. Сравнительные данные настоящего изобретения с прототипом и аналогом представлены в таблице 1.

Ниже приведены примеры реализации изобретения.

Пример 1. 5-мл пробу сусла фильтровали через бумажный фильтр, микродозатором отбирали 1 см³ фильтрата и помещали его в эппендорф, затем центрифугировали в течение 7 мин при 13000 об/мин. Микрошприцем отбирали пробу надосадочной жидкости, разбавляли дистиллированной водой и проводили количественное определение мальтозы, глюкозы и фруктозы в подготовленных пробах хроматографическим методом с использованием жидкостного хроматографа с рефрактометрическим детектором на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex НГ, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм), скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см³/мин. Давление 2,3 МПа, температура в колонке 80°С. По полученной хроматограмме было установлено, что сусло содержит глюкозу в количестве 7,7 г/100 см³, мальтозу, 7,1 г/100 см³ и фруктозу, 0,96 г/100 см³.

Пример 2. В производственных условиях отбирали пробу сусла, затем из каждого бродильного чана (или выборочно) отбирали пробу бражки, 5 мл пробу бражки фильтровали через бумажный фильтр, микродозатором отбирали 1 см³ фильтрата и помещали его в эппендорф, затем центрифугировали в течение 7 мин при 13000 об/мин. Микрошприцем отбирали пробу надосадочной жидкости, при необходимости пробу разбавляли дистиллированной водой и проводили количественное определение мальтозы, глюкозы и фруктозы в подготовленных пробах хроматографическим методом с использованием жидкостного хроматографа Shimadzu LC - 20 с рефрактометрическим детектором RID - 10А на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex Н⁺, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм), скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см³/мин. Давление 2,3 МПа, температура в колонке 80°С. По полученной хроматограмме было установлено содержание мальтозы, глюкозы, фруктозы. Динамика изменения массовой концентрации углеводов в технологическом процессе производства спирта представлена в таблице 2.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет быстро, с высокой точностью и без потерь вещества определять мальтозу, глюкозу, фруктозу в полупродуктах спиртового производства.

Способ количественного определения мальтозы, глюкозы и фруктозы в полупродуктах спиртового производства методом высокоэффективной жидкостной хроматографии, включающий отбор пробы полупродуктов, подготовку ее к анализу и количественное определение мальтозы, глюкозы и фруктозы методом высокоэффективной жидкостной хроматографии по полученной хроматограмме, отличающийся тем, что пробоподготовка представляет собой центрифугирование пробы в течение 7 мин при 13000 об/мин, хроматографическое определение мальтозы, глюкозы и фруктозы в полупродуктах спиртового производства осуществляют с использованием жидкостного хроматографа с рефрактометрическим детектором на хроматографической аналитической колонке RHM-Monosaccharide Phenomenex H⁺, заполненной сорбентом, смолой с 8% со степенью сшивки, в водородной ионной форме (300×7,8 мм, размер частиц 8 мкм), скорость потока подвижной фазы (дистиллированная вода) 0,6 см³/мин, давление 2,3 МПа, максимальная температура в колонке 80°С.

Изобретение относится к области масс-спектрометрии. Особенностями способа являются вертикальная ориентация мениска жидкости в пространстве, из вершины которого происходит эмиссия заряженных частиц в неоднородном постоянном электрическом поле и организации встречного потока фонового газа при нормальных условиях.

Способ хроматографического разделения комбинированной твердой лекарственной формы, содержащей амлодипин и валсартан // 2603941

Изобретение относится к области хроматографии и может быть использовано для анализа и исследования лекарственных препаратов на основе амлодипина и валсартана, обладающих схожестью химической структуры и сорбционных свойств.

Установка для исследования каталитических газохимических процессов // 2601265

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано, в частности, для исследования каталитических газохимических процессов. Установка для исследования каталитических газохимических процессов включает в себя каталитический реактор, газовый хроматограф, средства контроля давления, выполненные в виде первого и второго манометров, средство регулирования давления, выполненное в виде регулятора давления, средство для контроля температуры, выполненное в виде, по меньшей мере, одного датчика температуры, запорно-регулирующую арматуру, выполненную в виде вентилей.

Способ идентификации диэтиламина и изопропилового спирта в газовых смесях // 2601216

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть использовано для идентификации диэтиламина и изопропилового спирта в газовых смесях.

Способ и устройство для определения массовой доли ацетальдегида // 2595869

Группа изобретений относится к определению массовой доли ацетальдегида, выделяющегося в полиэтилентерефталате (ПЭТ) или его композитах. Способ определения массовой доли ацетальдегида в ПЭТ или его композитах включает запаивание пробы в стеклянные ампулы диаметром 5-6 мм на воздухе или путем вакуумирования, помещение ампул в термостат при температуре 120±2°С и выдерживание в течение 2 ч, последующее помещение ампул в термостатированную ячейку с ударным механизмом, продуваемую инертным газом и нагреваемую до температуры 20-80°С, с последующим вскрытием ампул с помощью ударного механизма и оценкой содержания ацетальдегида методом газовой хроматографии.

Хроматографические матрицы, содержащие новые лиганды на основе белка a staphylococcus aureus // 2595430

Настоящее изобретение относится к биохимии, в частности к лигандам для аффинной хроматографии на основе различных доменов белка A (SpA) Staphylococcus. Лиганд содержит либо несколько доменов C, либо несколько доменов B, либо несколько доменов Z белка SpA.

Способ определения примесных кислот в водном растворе глиоксаля // 2582899

Изобретение относится к аналитической химии, а именно к способам определения карбоновых кислот в водных растворах глиоксаля. В процессе синтеза глиоксаля образуются примеси гликолевой и глиоксалевой кислот, которые мешают дальнейшему его использованию, так как наряду с последним вступают в реакции конденсации, сильно загрязняя продукты на основе глиоксаля.

Способ парофазного определения массовой концентрации четыреххлористого углерода, метиленхлорида, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, 1.1.2-трихлорэтана в донных отложениях методом газовой хроматографии // 2581745

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения содержания ЛХС (летучих хлорорганических соединений): четыреххлористого углерода, метиленхлорида, хлороформа, 1,2-дихлорэтана, 1.1.2-трихлорэтана в донных отложениях.

Потоковый газовый хроматограф // 2576337

Потоковый газовый хроматограф предназначен для определения качественного и количественного состава различных газов, например природного газа на технологических потоках предприятий газовой, нефтеперерабатывающей и других отраслей промышленности.

Способ определения этиленгликоля в водных растворах // 2573172

Изобретение относится к способам исследования материалов с использованием инфракрасной спектрометрии и может быть использовано в промышленных, экологических и научно-исследовательских лабораториях при исследовании состава и качества любых (сточной, попутной, поверхностной, питьевой) проб воды.

Способ определения 2,6-бис-[бис-(бета-оксиэтил)-амино]-4,8-ди-n-пиперидино-пиримидо(5,4-d)пиримидина в биологическом материале // 2617176

Изобретение относится к биологии и токсикологической химии, а именно к способам определения 2,6-бис-[бис-(бета-оксиэтил)-амино]-4,8-ди-N-пиперидино-пиримидо(5,4-d)пиримидина в биологическом материале, и может быть использовано в практике санэпидстанций, химико-токсикологических, экспертно-криминалистических и ветеринарных лабораторий. Способ осуществляется следующим образом: биологический материал, содержащий 2,6-бис-[бис-(β-оксиэтил)-амино]-4,8-ди-N-пиперидино-пиримидо(5,4-d)пиримидин, двукратно настаивают с ацетоном, каждый раз в течение 30 минут, полученные извлечения объединяют, объединенное извлечение фильтруют. Затем фильтрат испаряют до получения сухого остатка, остаток неоднократно обрабатывают ацетоном, ацетоновые извлечения отделяют и объединяют. Далее растворитель из объединенного извлечения испаряют, остаток растворяют в хлороформе, экстрагируют 0,1 н. раствором хлороводородной кислоты, хлороформный слой отбрасывают, полученный кислотный экстракт промывают органическим растворителем, которым является смесь эфира и гексана в соотношении 1:1 по объему, слой органического растворителя отбрасывают и водный слой подщелачивают 10% раствором гидроксида натрия до рН 8-10, насыщают хлоридом натрия. Затем экстрагируют этилацетатом, полученный экстракт отделяют, обезвоживают, экстрагент испаряют, остаток растворяют в смеси ацетонитрила и 1 н. раствора серной кислоты, взятых в соотношении 9:1 по объему, хроматографируют в макроколонке с сорбентом «Силасорб С-18» с размером частиц 15 мкм, используя подвижную фазу, включающую ацетонитрил и 1 н. раствор серной кислоты в соотношении 9:1 по объему, фракции элюата, содержащие анализируемое вещество, объединяют и определяют анализируемое вещество физико-химическим методом, которым является ВЭЖХ. Далее хроматографируют элюат в колонке сорбента Zorbax SB С8, термостатируемой при 40°C, с использованием подвижной фазы ацетонитрил - 0,025 М раствор дигидрофосфата калия в соотношении 3:2 по объему и детектора на основе фотодиодной матрицы. Техническим результатом является повышение чувствительности. 3 табл., 2 пр.

Установка облагораживания синтетических нефтяных фракций // 2620795

Изобретение относится к области химической промышленности. Установка состоит из блока гидрирования, блока гидрооблагораживания, блока фракционирования и блока циркуляции водорода. Блок гидрирования включает в себя последовательно соединенные первый воздушный холодильник, первый каталитический реактор, второй воздушный холодильник и первый сепаратор. Блок гидрооблагораживания включает в себя связанные друг с другом первый рекуперативный теплообменник, второй каталитический реактор, первую печь для нагрева газожидкостной смеси, третий воздушный холодильник, второй и третий сепараторы. Блок фракционирования включает в себя второй, третий и четвертый рекуперативные теплообменники, установленные последовательно, вторую печь, основную ректификационную колонну, первую и вторую боковые ректификационные колонны, четвертый сепаратор, четвертый, пятый и шестой воздушные холодильники. Блок циркуляции водорода включает в себя последовательно связанные пятый сепаратор, первый водородный компрессор, седьмой воздушный холодильник, блок короткоцикловой адсорбционной очистки водорода (КЦА), второй водородный компрессор и восьмой воздушный холодильник. Обеспечивается повышение эффективности облагораживания синтетических нефтяных фракций за счет обеспечения возможности подбора оптимальных условий процесса облагораживания, что способствует усовершенствованию существующих процессов и, при необходимости, разработке новых. 5 ил.

Способ подготовки проб для определения жирнокислотного состава жировой фазы молока методом газовой хроматографии // 2639817

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к способам определения жирнокислотного состава молочного жира. Для этого применяют способ подготовки проб молока методом газовой хроматографии, включающий в себя подготовку исследуемого образца. Для подготовки берут 15-45 г исследуемого молока с массовой долей жира 2-6%, добавляют 20 см3 органического растворителя, перемешивают 3-5 мин на магнитной мешалке, затем добавляют 0,1-0,2 мл 45-55% раствора лимонной кислоты и повторно перемешивают 3-6 мин. Затем смесь центрифугируют 5-7 мин с относительным ускорением 3350-4560 RCF. В качестве органического растворителя могут использовать гексан, гептан, изооктан или их смесь. Выделенный органический экстракт используют для приготовления метиловых эфиров жирных кислот и их исследования методом газовой хроматографии. Изобретение обеспечивает сокращение времени пробоподготовки, уменьшение количества расходуемого растворителя более чем в 7 раз, удешевление процесса проведения анализа, а также минимальное количество оборудования. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Способ организации средств для определения величины адсорбции адсорбтива дисперсными и пористыми материалами, устройство для определения величины адсорбции адсорбтива дисперсными и пористыми материалами, способ определения величины адсорбции адсорбтива дисперсными и пористыми материалами динамическим методом тепловой десорбции // 2645921

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, а именно к способам организации средств для определения величины адсорбции адсорбтива дисперсными и пористыми материалами, устройствам для определения величины адсорбции адсорбтива дисперсными и пористыми материалами, способам определения величины адсорбции адсорбтива дисперсными и пористыми материалами динамическим методом тепловой десорбции. Заявленное изобретение для определения величины адсорбции адсорбтива дисперсными и пористыми материалами содержит узел охлаждения, измерительную ампулу, которая выполнена с возможностью расположения в узле охлаждения, корпус, в котором размещены регулятор расхода адсорбтива, первый регулятор расхода гелия, первый ДТП, который содержит измерительную и сравнительную ячейки. При этом сформирована первая линия потока, которая выполнена с возможностью пропускания потока смеси газов адсорбтива и гелия, с возможностью подключения к ней измерительной ампулы, и содержащей, по ходу потока адсорбтива, регулятор адсорбтива, по ходу потока гелия, регулятор расхода гелия, по ходу потока смеси газов адсорбтива и гелия, первый ДТП, который выполнен содержащим сравнительную и измерительную ячейки. Дополнительно оно содержит расположенные в корпусе второй регулятор расхода гелия, первый переключатель потоков, второй переключатель потоков, второй ДТП, который выполнен содержащим измерительную и сравнительную ячейки, первую линию задержки, вторую линию задержки, третью линию задержки, четвертую линию задержки. Кроме того, оно дополнительно содержит сравнительную ампулу, которая выполнена с возможностью расположения в узле охлаждения, с возможностью подключения ко второму переключателю потоков, и имеющей форму и объем, идентичные форме и объему измерительной ампулы; вставки с малой адсорбционной поверхностью, которые выполнены с возможностью расположения в измерительной и сравнительной ампулах; устройство калибровки ДТП. При этом измерительная ампула выполнена с возможностью подключения к первому переключателю потоков, кроме того, сформирована вторая линия потока, которая выполнена с возможностью пропускания потока гелия и в которой по ходу движению потока гелия герметично соединены между собой второй регулятор расхода гелия, сравнительная ячейка второго ДТП, первый переключатель потоков, вторая линия задержки, второй переключатель потоков, устройство калибровки ДТП, четвертая линия задержки, измерительная ячейка второго ДТП; а первая линия потока дополнительно выполнена с возможностью подключения сравнительной ампулы. При этом между сравнительной ячейкой первого ДТП и измерительной ячейкой первого ДТП, по движению потока смеси газов адсорбтива и гелия, расположены и герметично соединены между собой первый переключатель потоков, первая линия задержки, второй переключатель потоков, третья линия задержки. Технический результат - расширение арсенала средств данного назначения, возможность измерять количество адсорбтива при проведении десорбции в потоке гелия при максимальной чувствительности ДТП во всем возможном диапазоне парциальных давлений адсорбтива, возможность обеспечивать минимальную погрешность в определении величины адсорбции, увеличение достоверности результатов исследуемых текстурных характеристик. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил..