Express method of measuring antioxidant activity in beverages using a potentiometric sensor system
Authors: Тарасов А.В. , Заворохина Н.В. , Чугунова О.В. 
Published: August 2023

Внесение антиоксидантов в пищевые продукты является важным современным трендом, способствующим снижению окислительного стресса, профилактике сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Количественное определение антиоксидантной активности (АОА) в пищевых продуктах связано с проблемами: необходимостью пробоподготовки, использования различных единиц измерения АОА, различных стандартных веществ при ее расчете, что приводит к невозможности сравнительного количественного анализа АОА в различных пищевых продуктах. Цель исследования – разработка экспресс-метода измерения антиоксидантной активности жидких пищевых продуктов с использованием одноразовой потенциометрической сенсорной системы (ПСС-тест). Объекты исследования: крупнолистовой зеленый и черный байховый чай Greenfield Flying Dragon и Greenfield Golden Ceylon (ООО «ОРИМИ», Россия); зерновой кофе сорта арабика средней и темной степени обжарки; свежевыжатый и товарные гранатовые соки. Экстракты чая и кофе были получены способом горячего заваривания и настаивания в течение 5 мин с гидромодулем 1:50. Приведены данные о разработке одноразовой потенциометрической сенсорной системы (ПСС) и ее применении в оценке антиоксидантной активности (АОА) жидких пищевых образцов. Толстопленочные электроды ПСС были изготовлены с помощью масштабируемой технологии трафаретной печати. Углеродсодержащий электрод, модифицированный многослойными углеродными нанотрубками (МУНТ), использовался в качестве индикаторного электрода. Серебросодержащий электрод служил электродом сравнения. АОА оценивали потенциометрическим методом с использованием медиаторной системы гексацианоферратов калия (K3[Fe(CN)6/K4[Fe(CN)6]). Результаты анализа функциональных напитков растительного происхождения, полученные с использованием ПСС, сопоставимы с результатами, полученными с использованием коммерческих электродов. Применение ПСС в анализе характеризуется следующими преимуществами: отсутствие подготовки электродов к выполнению измерений. В комплектации с потенциометрическим анализатором портативного типа предложенная ПСС может использоваться во внелабораторных условиях. Использование одноразовой ПСС позволяет получить результаты, сопоставимые с традиционным потенциометрическим измерением АОА с использованием коммерческих электродов, при этом не требуется обслуживания электродов и дополнительной пробоподготовки.

The introduction of antioxidants into food products is an important modern trend that contributes to the reduction of oxidative stress, prevention of cardiovascular and oncological diseases. Quantitative determination of antioxidant activity (AOA) in food products is associated with the need for sample preparation; the use of different units of measurement of AOA, various standard substances in its calculation, which leads to the impossibility of comparative quantitative analysis of AOA in various foods. The aim of the study is to develop an express method for measuring the antioxidant activity of liquid foods using a disposable potentiometric sensor system (PSS test). Objects of research: large-leaf green and black bayh tea Greenfield Flying Dragon and Greenfield Golden Ceylon (LLC «ORIMI», Russia); Arabica coffee beans of medium and dark degree of roasting; freshly squeezed and commercial pomegranate juices. Extracts of tea and coffee were obtained by hot brewing and infusing for five minutes with a hydromodule of 1:50. Data on the development of a single-use potentiometric sensor system (PSS) and its application in the assessment of antioxidant activity (AOA) of liquid food samples are presented. Thick-film PSS electrodes were manufactured using scalable screen printing technology. A carbon-containing electrode modified with multilayer carbon nanotubes (MNT) was used as an indicator electrode. The silver-containing electrode served as a reference electrode. AOA was evaluated by a potentiometric method using a mediator system of potassium hexacyanoferrates (K3[Fe(CN)6/K4[Fe(CN)6]). The results of the analysis of functional beverages of plant origin obtained using PSS are comparable with the results obtained using commercial electrodes. The use of PSS in analysis is characterized by the following advantages: the lack of preparation of electrodes for measurements. In combination with a portable type potentiometric analyzer, the proposed PSS can be used in non-laboratory conditions. The use of a single-use PSS allows you to obtain results comparable to traditional potentiometric measurement of AOA using commercial electrodes, while no maintenance of the electrodes and additional sample preparation is required.