ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАЛИЧИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ В НАПИТКАХ

Предлагаемая полезная модель относится к пищевой промышленности, более конкретно, к устройствам для контроля качества напитков. Полезная модель представляет собой тест-систему для определения наличия синтетических красителей в напитках, которая может быть применена на предприятиях для контроля качества напитков.
В настоящее время контроль качества напитков представляет собой важную и актуальную задачу. В частности, некоторые напитки, заявляемые как приготовленные из натуральных компонентов, могут содержать синтетические красители. Следует учесть, что некоторые синтетические красители могут быть вредны для здоровья, вызывая аллергию, астму или другие расстройства. В связи с этим, существует необходимость в создании устройств для определения наличия синтетических красителей в напитках.
Определение синтетических красителей обычно проводят с применением хроматографии, капиллярного электрофореза и других методов. Устройства для реализации данных методов, такие как приборы для хроматографии или электрофореза, достаточно сложны, имеют большое число компонентов и требуют значительного количества дополнительных приспособлений для регулирования параметров проведения анализа, в связи с этим их стоимость достаточно высока. Кроме того, анализ указанными методами требует больших временных затрат за счет длительной пробоподготовки. В связи с этим, создание простых устройств - тест-систем, позволяющих быстро и с минимальными расходами определить наличие синтетических красителей в напитках, позволит значительно сократить как временные, так и материальные затраты на проведение анализа.
В патенте РФ 2384840 на изобретение «Способ экспресс-диагностики натуральности винных изделий» предложена тест-система, представляющая собой предметное стекло с нанесенной в виде дорожки жидкой смесью 0,1%-ного водного раствора смеси аминокислот, взятых в равных пропорциях, 0,5%-ного водного раствора нейромедиатора дофамина, 1 мМ водной концентрации нуклеотидных оснований ДНК гуанина, цитозина, тимина, аденина, взятых в равных пропорциях, и 25%-ного водного раствора сернокислой магнезии. По периферии дорожки наносят образец анализируемого напитка. О натуральности образца напитка судят по наличию в тест-системе ориентированных субпараллельных агрегатов или структурных элементов при исследовании в поляризационном свете с использованием кварцевого компенсатора. Данная тест-система предназначена для комплексной оценки, поэтому ее компонентный состав достаточно сложен. Кроме того, поскольку контактирующая с напитком смесь является жидкостью, требуется аккуратное нанесение дорожек и образца анализируемого напитка, что увеличивает затраты и время проведения анализа.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели (прототипом) является тест-система для определения наличия синтетических красителей, в качестве которой можно было бы использовать патрон для твердофазной экстракции, например, как описано в ГОСТ Р 52470-2005 «Продукты пищевые. Методы идентификации и определения массовой доли синтетических красителей в алкогольной продукции».
Такая тест-система представляет собой емкость, внутри которой расположен адсорбент, предназначенный для контакта с образцом анализируемого напитка, при этом адсорбент расположен в виде неподвижного слоя, через который сверху пропускают образец анализируемого напитка, а снизу выходит оставшаяся после адсорбции жидкость с непросорбировавшимися компонентами.
Проходя через слой адсорбента, синтетические красители, содержащиеся в напитке, адсорбируются, о чем можно судить по изменению цвета адсорбента. Жидкость после адсорбции на выходе из емкости также имеет окраску, отличную от окраски исходного напитка, в случае наличия в нем синтетических красителей. Таким образом, изменение окраски позволит сделать вывод о наличии синтетических красителей в образце напитка.
Однако такая конструкция тест-системы имеет ряд недостатков.
В частности, для обеспечения необходимой полноты сорбции требуется обеспечить достаточное время контакта образца напитка с адсорбентом. Это достигается путем создания слоя адсорбента определенной высоты (как правило, 10 мм и более). Таким образом, для такой тест-системы требуется сравнительно большое количество адсорбента.
3
Например, при использовании в качестве адсорбента оксида алюминия, предложенного в указанном выше стандарте, необходимое количество адсорбента составит не менее чем примерно 1-2 г на один патрон для пропускания одного образца напитка (примерно 25 см).
Следует отметить, что одна тест-система используется только для одного анализа, поскольку пропускание нового образца напитка через отработанный адсорбент может исказить результаты теста.
3
Таким образом, для проведения одного анализа необходимо обеспечить соотношение массы адсорбента к объему образца анализируемого напитка не менее 40-80 г/дм, что значительно удорожает и усложняет тест-систему.
3
Кроме того, для достижения степени сорбции красителей, которую возможно оценить визуально, для каждого анализа требуется пропускать через указанный патрон образцы напитка в количестве примерно по 25 см. Чтобы избежать «проскока» красителей, необходимо образец анализируемого напитка вносить в тест-систему по частям, таким образом, требуется включение в тест-систему дополнительных элементов дозирования, что усложняет конструкцию тест-системы.
Задачей заявленной полезной модели является создание тест-системы для определения наличия синтетических красителей в напитках с меньшим количеством адсорбента и меньшим количеством дополнительных дозирующих устройств по сравнению с прототипом.
Предложенная в заявленной полезной модели тест-система представляет собой емкость, внутри которой расположен адсорбент, предназначенный для контакта с образцом анализируемого напитка, отличающаяся тем, что указанный адсорбент расположен с возможностью перемешивания с образцом анализируемого напитка.
За счет возможности перемешивания, отсутствующей в прототипе, предложенная полезная модель позволяет обеспечить следующие технические результаты:
- уменьшение количества адсорбента, необходимого для анализа одного образца (при одном и том же объеме емкости и одном и том же объеме образца напитка), поскольку необходимое время контакта напитка с адсорбентом обеспечивается не за счет создания слоя адсорбента определенной высоты, увеличивая количество адсорбента, а за счет перемешивания в течение необходимого времени;
- устранение необходимости в дополнительных дозирующих устройствах и устройствах, регулирующих скорость прохождения образца напитка через адсорбент (при одном и том же объеме образца напитка) за счет одновременного перемешивания всего объема образца напитка с адсорбентом и избежания «проскока» красителей через адсорбент;
- уменьшение времени проведения анализа (при одном и том же объеме образца напитка), поскольку для обеспечения необходимой полноты сорбции красителей при одновременном перемешивании всего объема анализируемого напитка с адсорбентом требуется меньше времени, чем при пропускании каждой порции образца напитка через слой адсорбента в патроне.
Все это обеспечивает удешевление и упрощение анализа напитков на наличие синтетических красителей.
Осуществление полезной модели происходит следующим образом.
В тест-систему, представляющую собой емкость, внутри которой расположен адсорбент, наливают образец анализируемого напитка. При этом адсорбент расположен с возможностью перемешивания с образцом напитка, в отличие от прототипа, где адсорбент расположен в виде неподвижного слоя без возможности перемешивания.
Осуществляют перемешивание адсорбента с образцом напитка любым удобным способом: либо путем взбалтывания вручную, либо с применением перемешивающих устройств, шейкеров и т.п.
За счет перемешивания, осуществляемого в свободном пространстве емкости, обеспечивается равномерный контакт адсорбента с образцом анализируемого напитка, в результате чего происходит адсорбция синтетических красителей, содержащихся в напитке. Перемешивание осуществляют до появления видимых изменений окраски.
Адсорбент извлекает синтетические красители, при этом окраска образца напитка в тест-системе изменяется, о чем можно судить либо визуально, либо проводя измерения при помощи фотометра.
Если напиток не содержал синтетических красителей, его окраска практически не изменяется.
Таким образом, о наличии синтетических красителей в напитке можно судить по изменению окраски образца после перемешивания с адсорбентом в предложенной тест-системе.
В качестве адсорбента в составе тест-системы может использоваться любой адсорбент, подходящий для определения наличия синтетических красителей в напитках.
В одном из вариантов адсорбент представляет собой полимерный адсорбент, содержащий аминогруппы. Примером такого адсорбента может быть хитозан, хитин, хитозан-глюкановый комплекс, хитозансодержащий адсорбент или и т.п.
3
В одном из вариантов реализации, отношение массы адсорбента в тест-системе к объему образца анализируемого напитка составляет от 1 до 15 г/дм.
При помощи указанной тест-системы возможно анализировать любые напитки, которые могут содержать синтетические красители: вина, соки, коктейли и т.п.
Примеры
В одном из вариантов тест-система представляет собой флакон с завинчивающейся крышкой, в который помещено различное количество адсорбента. Вместимость флакона такова, чтобы обеспечить вмещение всего объема образца анализируемого напитка и обеспечить возможность перемешивания.
В тест-систему наливали анализируемый напиток. Крышку емкости плотно закрывали и начинали интенсивное перемешивание до получения видимых изменений окраски.
Адсорбент извлекает синтетические красители, при этом окраска образца напитка в тест-системе изменяется, о чем можно судить либо визуально, либо проводя измерения при помощи фотометра. Если напиток содержал натуральные красители, его окраска практически не изменяется.
Анализ изменения окраски оценивали визуально по пятибалльной шкале: 5 - ярко выраженные изменения, 4 - выраженные изменения, 3 - умеренные изменения, 2 - едва заметные изменения, 1 - изменения в окраске не обнаружены.
При оценке 4 и 5 можно с уверенностью судить о наличии синтетических красителей в напитке. При оценке 2 и 3 необходимо осуществлять определение изменений с использованием фотометра. При оценке 1 можно сделать вывод о том, что синтетические красители в напитке не обнаружены.
Проведено несколько серий опытов с применением тест-системы согласно настоящей полезной модели и тест-системы в виде патрона для твердофазной экстракции (прототип).
3
В первой серии опытов анализировали одинаковый объем напитка (25 см) с применением разных количеств хитозансодержащего адсорбента. Для избежания «проскока» образца через слой адсорбента, в тест-системе согласно прототипу напиток дозировали постепенно с применением дозирующего устройства.
Результаты представлены в таблице 1.
3
Согласно представленным результатам, для обеспечения достоверных результатов анализа при помощи тест-системы согласно настоящей полезной модели не требуется более 15 г/дм адсорбента.
3
3
Для обеспечения достоверных результатов анализа при помощи тест-системы согласно прототипу 15 и 25 г/дм адсорбента недостаточно, необходимо 50 г/дм адсорбента. При меньшем количестве адсорбента в тест-системе согласно прототипу наблюдается «проскок» красителей через слой адсорбента, следовательно, результаты анализа становятся неверными.
Показано, что время прохождения напитка через патрон было больше, чем время, в течение которого проводили перемешивание для достижения необходимой полноты сорбции.
Следовательно, предложенная тест-система позволяет при одном и том же объеме образца значительно упрощает и удешевляет проведение анализа напитков.
Таблица 1
Результаты определения синтетических красителей
Образец напитка
Отношение массы адсорбента к объему напитка, г/дм<sup>3</sup>
Определение с применением тест-системы согласно заявленной полезной модели
Определение с применением тест-системы согласно прототипу
Визуальные различия в окраске напитка до и после теста, баллы
Синтетические красители в напитке обнаружены (да/нет)
Визуальные различия в окраске напитка до и после теста, баллы
Синтетические красители в напитке обнаружены (да/нет)
Натуральный вишневый сок с добавлением синтетических красителей Е122, Е129, Е133 (50 мг/дм<sup>3</sup>)
1
4
да
1
Нет, наблюдается проскок синтетических красителей
15
5
да
1
25
5
да
2
Определение затруднено, нет достоверных различий
50
5
да
5
Да
Натуральное красное вино с добавлением синтетических красителей Е122, Е129, Е133 (50 мг/дм<sup>3</sup>)
1
4
да
1
Нет, наблюдается проскок синтетических красителей
15
5
да
1
25
5
да
3
Определение затруднено, нет достоверных различий
50
5
да
5
Да
Натуральный вишневый сок
1
1
нет
1
нет
15
1
нет
1
нет
25
2
Определение затруднено, количество адсорбента избыточно
1
нет
50
2
1
нет
Натуральное красное вино
1
1
1
нет
15
1
1
нет
25
3
Определение затруднено, количество адсорбента избыточно
1
нет
50
3
1
нет