RU2782424C1 - Method for the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals - Google Patents

Method for the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals Download PDF

Info

Publication number
RU2782424C1
RU2782424C1 RU2022108344A RU2022108344A RU2782424C1 RU 2782424 C1 RU2782424 C1 RU 2782424C1 RU 2022108344 A RU2022108344 A RU 2022108344A RU 2022108344 A RU2022108344 A RU 2022108344A RU 2782424 C1 RU2782424 C1 RU 2782424C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furan
methylfuran
sample
distillate
cartridge
Prior art date
Application number
RU2022108344A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Валентиновна Нурисламова
Нина Владимировна Зайцева
Татьяна Сергеевна Уланова
Ольга Андреевна МАЛЬЦЕВА
Дарья Юрьевна Субботина
Нина Анатольевна Попова
Original Assignee
Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью filed Critical Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью
Application granted granted Critical
Publication of RU2782424C1 publication Critical patent/RU2782424C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medical toxicological research.
SUBSTANCE: invention relates to medical toxicological research, in particular to sanitary toxicology, sample preparation and solid-phase extraction are carried out on a device containing a carbon cartridge. The method for the quantitative determination of furan and methylfuran in children's cereals includes sample preparation, for which a porridge weighing 20 g is diluted with water of 100 cm3, salting out reagents are added to it in the amount of 5 g of sodium sulfate and 5 g of sodium chloride, acidified with 2.5 cm3 of 2% - sulfamic acid solution and 0.5 cm3 of 60% sulfuric acid to pH=3. Then, 70 cm3 of sample distillate is distilled off with superheated water vapor. The resulting distillate is subjected to solid-phase extraction on a device containing a Chromabond C18 cartridge, which is first washed sequentially with 2 cm3 heptane for 3 s, 2 cm3 ethyl acetate for 5 s, and 2 cm3 water for 5 s. Next, the resulting sample distillate is loaded and the sample distillate is eluted from the cartridge with 3 cm3 heptane for 1 min. The resulting eluents are analyzed by chromato-mass-spectrometric method, establishing the quantitative content of furan and methylfuran from the chromatograms.
EFFECT: proposed method for the quantitative determination of furan and methylfuran in children's cereals allows you to reliably determine the content of a toxic substance in the product.
1 cl, 6 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинским токсикологическим исследованиям, в частности, к санитарной токсикологии и может быть использовано для количественного определения фурана и метилфурана в продуктах питания, в частности, в детских кашах на основе круп.The invention relates to medical toxicological studies, in particular, to sanitary toxicology and can be used for the quantitative determination of furan and methylfuran in food products, in particular, in children's cereals based on cereals.

Химическая безопасность пищевых продуктов является темой, вызывающей растущее беспокойство как в Российской Федерации, так и в Европейских странах. Высказано предположение, что химические загрязнители, обнаруженные в пищевых продуктах (и кормах) при низких уровнях концентраций, могут быть этиологическими факторами, стоящими за некоторыми заболеваниями (например, раком), причины которых до сих пор в значительной степени неизвестны.Chemical food safety is a topic of growing concern both in the Russian Federation and in European countries. It has been suggested that chemical contaminants found in food (and feed) at low concentration levels may be etiological factors behind some diseases (eg cancer), the causes of which are still largely unknown.

Фуран и метилфуран - это ароматические гетероциклические соединения, которые отличаются высокой летучестью.Furan and methylfuran are aromatic heterocyclic compounds that are highly volatile.

В последние годы изучению фурана и его производных в пищевых продуктах уделяется особое внимание. Из-за своей токсичности и канцерогенности фуран включен Международным агентством по изучению рака в группу 2 В как потенциально канцерогенный для человека. Наибольшее воздействие фурана было установлено на детях до года, в рационе которых преобладают готовые детские зерновые каши и детские пищевые продукты на основе зерна. Референтная доза (RfD) для фурана и метилфурана при хроническом пероральном поступлении составляет 0,001 мг/кг.In recent years, special attention has been paid to the study of furan and its derivatives in food products. Due to its toxicity and carcinogenicity, furan is classified by the International Agency for Research on Cancer as a group 2 B as potentially carcinogenic to humans. The greatest exposure to furan was found in children under one year of age, whose diet is dominated by ready-made baby cereals and grain-based baby foods. The reference dose (RfD) for furan and methylfuran for chronic oral intake is 0.001 mg/kg.

В связи с вышеизложенным, для решения проблемы канцерогенной безопасности пищи необходимо обеспечить их надежный контроль. Однако анализ фурана и метилфурана в пищевых продуктах является сложным из-за их высокой летучести, низкого молекулярного веса и низких уровней концентрации содержания в пищевых продуктах.In connection with the above, in order to solve the problem of carcinogenic food safety, it is necessary to ensure their reliable control. However, the analysis of furan and methylfuran in food products is difficult due to their high volatility, low molecular weight, and low concentration levels in food products.

Из уровня техники не известны способы определения фурана, известны только способы определения некоторых его производных.Methods for determining furan are not known from the prior art, only methods for determining some of its derivatives are known.

Было установлено, что, например, в авт. свид-ве СССР №1697000 описан способ качественного определения производных 5-нитрофурана с помощью роданида аммония.It was found that, for example, in ed. Svid-ve USSR No. 1697000 describes a method for the qualitative determination of derivatives of 5-nitrofuran using ammonium thiocyanate.

Также известен Способ определения карбофурана и его метаболитов в воздухе методом тонкослойной хроматографии (Авт. свид-во СССР №1390562).Also known Method for the determination of carbofuran and its metabolites in the air by thin-layer chromatography (Ed. USSR certificate No. 1390562).

Но эти известные способы не могут быть использованы для определения фурана и метилфурана в кашах из крупы.But these known methods cannot be used to determine furan and methylfuran in cereals.

Из документа МУ 2711-83 «Методические указания по газохроматографическому определению фурана, тетрагидрофурана и сильвана в воздухе» (утверждены заместителем главного государственного санитарного врача СССР А.И. Заиченко 21 апреля 1983 г. N 2711-83) известен способ определения фурана методом газожидкостной хроматографии на приборе с пламенно-ионизационным детектором. Согласно этому способу воздух аспирируют через поглотительные сосуды с бутиловым спиртом, далее эту пробу микрошприцем вводят в испаритель хроматографа и определение производят методом абсолютной калибровки по высоте пиков. Однако указанный способ применим только для определения фурана в воздушной среде и неприменим для анализа фурана в каше.From the document MU 2711-83 "Guidelines for the gas chromatographic determination of furan, tetrahydrofuran and sylvan in the air" (approved by the Deputy Chief State Sanitary Doctor of the USSR A.I. Zaichenko on April 21, 1983 N 2711-83), a method for determining furan by gas-liquid chromatography is known on a device with a flame ionization detector. According to this method, air is aspirated through absorbing vessels with butyl alcohol, then this sample is introduced into the chromatograph evaporator with a microsyringe and the determination is carried out by the method of absolute peak height calibration. However, this method is applicable only to the determination of furan in air and is not applicable to the analysis of furan in porridge.

При этом из уровня техники не были выявлены известные способы количественного определения фурана и метилфурана в детских кашах, поэтому сделать выбор ближайшего аналога к заявляемому изобретению не представляется возможным.At the same time, known methods for the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals have not been identified from the prior art, so it is not possible to make a choice of the closest analogue to the claimed invention.

Технический результат, достигаемый предлагаемым способом, заключается в разработке достоверного способа количественного определения фурана и метилфурана в детских кашах.The technical result achieved by the proposed method is to develop a reliable method for the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals.

Указанный технический результат достигается предлагаемым способом количественного определения фурана и метилфурана в детских кашах, включающим пробоподготовку и проведение твердофазной экстракции на приборе, содержащем угольный картридж, причем на стадии пробоподготовки пробу каши массой 20 г разбавляют водой объемом 100 см3, добавляют к ней высаливающие реагенты в количестве 5 г сульфата натрия и 5 г хлорида натрия, подкисляют 2,5 см3 2%-ным раствором сульфаминовой кислоты и 0,5 см3 60%-ной серной кислотой до рН=3, затем с помощью перегретого водяного пара отгоняют 70 см3 дистиллята пробы, и далее полученный дистиллят подвергают твердофазной экстракции на приборе, содержащем картридж марки Chromabond С18, при этом вначале производят последовательную промывку картриджа гептаном объемом 2 см3 в течение 3 сек, этилацетатом объемом 2 см3 в течение 5 сек. и промывку водой объемом 2 см3 в течение 5 сек., затем загружают ранее полученный дистиллят пробы, осуществляют элюирование дистиллята пробы с картриджа гептаном объемом 3 см3 в течение 1 мин., и полученные элюенты анализируют хромато-масс-спектрометрическим методом, устанавливая по хроматограммам количественное содержание фурана и метилфурана.The specified technical result is achieved by the proposed method for the quantitative determination of furan and methylfuran in children's cereals, including sample preparation and solid-phase extraction on a device containing a carbon cartridge, and at the stage of sample preparation, a porridge sample weighing 20 g is diluted with water with a volume of 100 cm 3 , salting out reagents are added to it in in the amount of 5 g of sodium sulfate and 5 g of sodium chloride, acidify with 2.5 cm 3 with a 2% solution of sulfamic acid and 0.5 cm 3 with 60% sulfuric acid to pH = 3, then 70 cm 3 sample distillates, and then the resulting distillate is subjected to solid-phase extraction on a device containing a Chromabond C18 cartridge, while first the cartridge is sequentially washed with 2 cm 3 heptane for 3 sec, 2 cm 3 ethyl acetate for 5 sec. and washing with water with a volume of 2 cm 3 for 5 seconds, then the previously obtained sample distillate is loaded, the sample distillate is eluted from the cartridge with heptane with a volume of 3 cm 3 for 1 min. chromatograms quantitative content of furan and methylfuran.

Поставленный технический результат достигается за счет следующего.The set technical result is achieved due to the following.

Известные приемы и способы пробоподготовки такие как - экстракция органическим растворителем, дистилляция с перегретым водяным паром, не позволяют достичь высокой полноты извлечения, а, следовательно, необходимой точности определений для реальной оценки содержания фурана и метилфурана в пищевых продуктах.Known techniques and methods of sample preparation, such as extraction with an organic solvent, distillation with superheated water vapor, do not allow to achieve a high completeness of extraction, and, consequently, the necessary accuracy of determinations for a real assessment of the content of furan and methylfuran in food products.

Благодаря использованию в предлагаемом способе операции твердофазной экстракции (далее - ТФЭ) при заявленных режимах и используемых реагентах и была обеспечена полнота извлечения фурана и метилфурана из пробы детской каши.Thanks to the use in the proposed method of the operation of solid-phase extraction (hereinafter referred to as SPE) under the declared modes and the reagents used, the completeness of the extraction of furan and methylfuran from a sample of baby porridge was ensured.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом по трем этапам:The proposed method is implemented as follows in three stages:

- пробоподготовка,- sample preparation,

- выполнение ТФЭ,- performance of SPE,

- анализ полученных элюентов хромато-масс-спектрометрическим методом.- analysis of the obtained eluents by chromato-mass-spectrometric method.

1. Пробоподготовка.1. Sample preparation.

При открытии коробки каши, берут навеску каши массой 20 г, разбавляют водой объемом 100 см3 и полученную пробу помещают в круглодонную колбу объемом 500 см3 для отгона.When opening a box of porridge, take a portion of porridge weighing 20 g, diluted with water with a volume of 100 cm 3 and the resulting sample is placed in a round-bottomed flask with a volume of 500 cm 3 for distillation.

Добавляют к ней высаливающие реагенты (5 г сульфата натрия и 5 г хлорида натрия).Salting out reagents are added to it (5 g of sodium sulfate and 5 g of sodium chloride).

Подкисляют 2,5 мл 2%-ным раствором сульфаминовой кислоты и 0,5 мл 60%-ным раствором серной кислоты до рН=3.Acidify with 2.5 ml of a 2% solution of sulfamic acid and 0.5 ml of a 60% solution of sulfuric acid to pH=3.

С помощью перегретого водяного пара при температуре парообразователя, равной 100±5°С, и температуре колбы с пробой, равной 80±5°С, отгоняют 70 см3 дистиллята пробы.With the help of superheated water vapor at a temperature of the steam generator equal to 100±5°C and a temperature of the flask with a sample equal to 80±5°C, 70 cm 3 of the distillate of the sample are distilled off.

2. Выполнение ТФЭ.2. Performing SPE.

Вначале производят стадию кондиционирования - активацию угольного картриджа марки Chromabond С18, для чего его последовательно промывают гептаном объемом 2 см3 в течение 3 сек, этилацетатом объемом 2 см3 в течение 5 сек. и водой объемом 2 см3 в течение 5 сек.First, the conditioning stage is performed - activation of the carbon cartridge of the Chromabond C18 brand, for which it is sequentially washed with heptane with a volume of 2 cm 3 for 3 seconds, with ethyl acetate with a volume of 2 cm 3 for 5 seconds. and water with a volume of 2 cm 3 for 5 seconds.

Далее загружают ранее полученный дистиллят пробы объемом 70 см3 в течение 1 мин.Next, the previously obtained sample distillate with a volume of 70 cm 3 is loaded for 1 min.

Осуществляют элюирование дистиллята пробы с картриджа гептаном объемом 3 см3 в течение 1 мин. в пробирку, находящейся в положении второй каретки автоматической системы ТФЭ.The sample distillate is eluted from the cartridge with 3 cm 3 heptane for 1 min. into a test tube located in the position of the second carriage of the automatic SPE system.

3. Анализ полученных элюентов хромато-масс-спектрометрическим методом.3. Analysis of the obtained eluents by chromato-mass-spectrometric method.

Полученные элюенты анализируют известным хромато-масс-спектрометрическим методом, устанавливая по хроматограммам количественное содержание фурана и метилфурана.The resulting eluents are analyzed by a known chromato-mass-spectrometric method, establishing the quantitative content of furan and methylfuran from the chromatograms.

Отработка оптимальных хромато-масс-спектрометрических параметров определения фурана и метилфурана в образцах каш осуществлялась с использованием Исследования проводили на масс-спектрометре. Отработка оптимальных хромато-масс-спектрометрических параметров определения в образцах пищевых продуктов фурана и метилфурана осуществлялась с использованием газовой хроматографии и масс-спектрометрии (ГХ/МС): газовый хроматограф Agilent 7890А (USA) с масс-селективным детектором 5975С и квадрупольным масс-анализатором. Режим ионизации электронным ударом при 70 эВ. Качественное разделение фурана и метилфурана с близкими физико-химическими свойствами было достигнуто на капиллярной колонке серии VOC-5MS 90m⋅0,250 mm⋅0,250 μm длиной 90 метров, внутренним диаметром 0,250 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0,250 μm.The development of optimal chromato-mass spectrometric parameters for the determination of furan and methylfuran in cereal samples was carried out using the Research was carried out on a mass spectrometer. The development of optimal chromato-mass-spectrometric parameters for the determination of furan and methylfuran in food samples was carried out using gas chromatography and mass spectrometry (GC/MS): an Agilent 7890A gas chromatograph (USA) with a 5975C mass selective detector and a quadrupole mass analyzer. Electron impact ionization mode at 70 eV. Qualitative separation of furan and methylfuran with similar physical and chemical properties was achieved on a capillary column of the VOC-5MS 90m⋅0.250 mm⋅0.250 μm series, 90 meters long, with an internal diameter of 0.250 mm and a film thickness of the stationary phase of 0.250 μm.

Хроматограмма стандартного раствора фурана и метилфурана с содержанием фурана (Сф=1,0 мкг/см3), метилфурана (Смф=1,0 мкг/см3) при оптимально подобранных в предлагаемом способе условиях хромато-масс-спектрометрического анализа, зарегистрированная по полному ионному току, представлена на рисунке 1.Chromatogram of a standard solution of furan and methylfuran containing furan (C f =1.0 μg/cm 3 ), methylfuran (C MF =1.0 μg/cm 3 ) under conditions of chromato-mass spectrometric analysis optimally selected in the proposed method, registered according to the total ion current, is shown in Figure 1.

Для выбора оптимальных режимов и используемых реагентов предлагаемого способа были проведены лабораторные исследования по установлению необходимых марок картриджей в приборе ТФЭ, отработаны условия схем элюирования ТФЭ и дистилляции на стандартных образцах фурана и метилфурана.To select the optimal modes and used reagents of the proposed method, laboratory studies were carried out to establish the necessary brands of cartridges in the SPE device, the conditions for the schemes of SPE elution and distillation on standard samples of furan and methylfuran were worked out.

Выбор органического растворителя для экстракции фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции.The choice of an organic solvent for the extraction of furan and methylfuran from food samples.

С целью установления оптимальной растворимости исследуемых соединений использовали ряд органических растворителей. Для этого в исследуемый образец органического растворителя (объем 2 мл) добавляли стандартный раствор фурана и метилфурана (С=1 мкг/мл). Средние значения полноты растворения фурана и метилфурана с использованием стандартных образцов в различных растворителях представлены в таблице 1.In order to establish the optimal solubility of the studied compounds, a number of organic solvents were used. To do this, a standard solution of furan and methylfuran (C=1 μg/ml) was added to the organic solvent sample (volume 2 ml). The average values of the completeness of dissolution of furan and methylfuran using standard samples in various solvents are presented in Table 1.

Выполненные исследования показали, что оптимальным растворителем для экстракции фурана и метилфурана из проб детских каш является гептан (полнота растворения составила 115% и 14% соответственно).The performed studies showed that the optimal solvent for the extraction of furan and methylfuran from samples of baby cereals is heptane (the completeness of dissolution was 115% and 14%, respectively).

В ходе испытаний было исследовано влияние температуры на экстракцию фурана и метилфурана из образцов детских каш. Изучена эффективность извлечения фурана и метилфурана из проб пищевой продукции при изменении температуры образца. Результаты степени экстракции фурана и метилфурана с использованием в качестве растворителя гептана представлены в таблице 2.During the tests, the effect of temperature on the extraction of furan and methylfuran from samples of baby cereals was investigated. The efficiency of extraction of furan and methylfuran from food samples was studied with a change in sample temperature. The results of the degree of extraction of furan and methylfuran using heptane as a solvent are presented in table 2.

Данные, приведенные в таблице 2, показывают, что при повышении температуры образца степень экстракции повышается незначительно на 0,02% для фурана и на 0,001% для метилфурана, что позволяет проводить определение этих веществ с достаточной точностью и при комнатной температуре.The data presented in Table 2 show that with increasing sample temperature, the degree of extraction increases slightly by 0.02% for furan and 0.001% for methylfuran, which allows the determination of these substances with sufficient accuracy even at room temperature.

При испытаниях определяли влияние рН среды на экстракцию фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции.During the tests, the influence of the pH of the medium on the extraction of furan and methylfuran from food samples was determined.

При проведении экспериментальных исследований при отработке способа подготовки образцов пищевой продукции к хромато-масс-спектрометрическому анализу и достижения оптимальной степени экстракции изучена эффективность извлечения фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции органическими растворителями различной природы и изменения рН среды. Средние значения полноты экстракции фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции с использованием различного рН среды представлены в таблице 3.When conducting experimental studies in the development of a method for preparing food samples for chromato-mass spectrometric analysis and achieving the optimal degree of extraction, the efficiency of extracting furan and methylfuran from food samples with organic solvents of various nature and changing the pH of the medium was studied. The average values of the completeness of the extraction of furan and methylfuran from food samples using different pH of the medium are presented in Table 3.

Проведенные исследования (таблица 3) показали недостаточно высокую полноту извлечения фурана и метилфурана из проб пищевой продукции при отработанных условиях пробоподготовки. Поэтому проведены дополнительные исследования по изучению экстракции изучаемых соединений из образца с использованием высаливающих реагентов.The conducted studies (Table 3) showed an insufficiently high completeness of the extraction of furan and methylfuran from samples of food products under the established conditions of sample preparation. Therefore, additional studies were carried out to study the extraction of the studied compounds from the sample using salting out reagents.

Влияние высаливающих реагентов на экстракцию фурана и метилфурана из образцов детских каш.Effect of salting out reagents on the extraction of furan and methylfuran from samples of baby cereals.

При отработке способа подготовки образцов пищевой продукции к хромато-масс-спектрометрическому анализу и достижения оптимальной степени экстракции экспериментально подобраны различные условия процедуры экстракции. Прецизионность анализа и эффективность извлечения фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции устанавливали экспериментальным способом «введено-найдено» с применением стандартных образцов и многократной экстракцией. Средние значения полноты экстракции фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции с применением смеси нейтральных солей щелочных металлов и гептана при n=5 (число опытов) и р=0,95 представлены в таблице 4.When developing a method for preparing food samples for chromatography-mass-spectrometric analysis and achieving the optimal degree of extraction, various conditions for the extraction procedure were experimentally selected. The precision of the analysis and the efficiency of extraction of furan and methylfuran from food samples were established experimentally by the "introduced-found" method using standard samples and multiple extractions. The average values of the completeness of the extraction of furan and methylfuran from food samples using a mixture of neutral salts of alkali metals and heptane at n=5 (number of experiments) and p=0.95 are presented in table 4.

По результатам экстракции (таблица 4) рассчитана степень извлечения фурана и метилфурана из детских каш, которая составляет 1,5% для фурана и не более 1% для метилфурана. Эти опыты показали, что традиционный метод экстракции веществ (без использования ТФЭ), в частности, фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции даже с использованием смеси нейтральных солей щелочных металлов (Na2SO4, NaCl), гептана и многократной экстракции показал очень низкую степень экстракции, а значит был сделан вывод о необходимости дополнительного использования метода ТФЭ.According to the results of extraction (table 4), the degree of extraction of furan and methylfuran from baby cereals was calculated, which is 1.5% for furan and not more than 1% for methylfuran. These experiments showed that the traditional method of extracting substances (without the use of SFE), in particular, furan and methylfuran from food samples, even using a mixture of neutral alkali metal salts (Na 2 SO 4 , NaCl), heptane and repeated extraction showed a very low degree extraction, which means that it was concluded that it was necessary to additionally use the SPE method.

Была проведена отработка и оптимизация условий способа подготовки пробы детских каш к химическому анализу в них фурана и метилфурана с использованием современного метода твердофазной экстракции (ТФЭ).The conditions of the method for preparing a sample of baby cereals for the chemical analysis of furan and methylfuran in them were tested and optimized using the modern method of solid phase extraction (SPE).

Подготовка образцов пищевой продукции для хромато-масс-спектрометрического анализа фурана и метилфурана включала ряд последовательных операций, которые позволяют получить представительную пробу определенного химического состава исследуемого образца и перевод ее в удобную для химического анализа форму с выраженными аналитическими свойствами:The preparation of food samples for the chromato-mass-spectrometric analysis of furan and methylfuran included a number of sequential operations that make it possible to obtain a representative sample of a certain chemical composition of the test sample and convert it into a form convenient for chemical analysis with pronounced analytical properties:

- дистилляция фурана и метилфурана с перегретым водяным паром (для увеличения полноты экстракционного извлечения аналитов);- distillation of furan and methylfuran with superheated water vapor (to increase the completeness of extraction extraction of analytes);

- концентрирование дистиллята на картриджах автоматической системы твердофазной экстракции (ТФЭ) при использовании пробоподготовки и экспериментальной схемы элюирования.- concentration of the distillate on cartridges of the automatic system of solid-phase extraction (SPE) using sample preparation and experimental scheme of elution.

Этап дистилляции включал отработку условий и параметров (рН, природа и концентрация высаливателей, объем дистиллята) метода дистилляции фурана и метилфурана стандартного образца и сорбции на картриджах различной природы.The distillation stage included the development of conditions and parameters (pH, nature and concentration of salting out agents, volume of distillate) of the method of distillation of furan and methylfuran of a standard sample and sorption on cartridges of various nature.

После окончания процедуры дистилляции фурана и метилфурана из стандартного образца полученный дистиллят пропускали через картриджы системы твердофазной экстракции по экспериментальной схеме элюирования. При этом в исследованиях использовали картриджи различных марок.After completion of the distillation of furan and methylfuran from the standard sample, the obtained distillate was passed through the cartridges of the solid-phase extraction system according to the experimental scheme of elution. At the same time, cartridges of various brands were used in the studies.

Для выбора сорбционных патронов (картриджа) для ТФЭ использовали экспериментальную схему ТФЭ. Процедура ТФЭ состоит из следующих основных этапов:To select sorption cartridges (cartridges) for SPE, an experimental scheme of SPE was used. The SPE procedure consists of the following main steps:

1) активация патрона (картриджа) путем последовательной промывки картриджа гептаном объемом 2 см3 в течение 3 сек, этилацетатом объемом 2 см3 в течение 5 сек. и промывки водой объемом 2 см3 в течение 5 сек.,1) activation of the cartridge (cartridge) by sequential washing of the cartridge with heptane with a volume of 2 cm 3 for 3 seconds, with ethyl acetate with a volume of 2 cm 3 for 5 seconds. and washing with water with a volume of 2 cm 3 for 5 seconds,

2) внесение подготовленной пробы на картридж (загрузка пробы дистиллята объемом 70 см3 на картридж в течение 1 мин).2) introduction of the prepared sample onto the cartridge (loading a sample of distillate with a volume of 70 cm 3 onto the cartridge for 1 min).

3) выполнение элюирования дистиллята пробы с картриджа гептаном объемом 3 см3 в течение 1 мин.3) elution of the sample distillate from the cartridge with 3 cm3 heptane for 1 min.

Полученные элюаты проанализированы хромато-масс-спектрометрическим методом. Результаты исследований представлены в таблице 5.The resulting eluates were analyzed by chromato-mass-spectrometric method. The research results are presented in table 5.

Результаты, приведенные в таблице 5, показали, что на картридже Chromobond С18 полнота извлечения фурана и метилфурана из образца пищевой продукции составила 100%. Поэтому, этот картридж выбран для дальнейших исследований.The results shown in Table 5 showed that on the Chromobond C18 cartridge, the completeness of extraction of furan and methylfuran from a food sample was 100%. Therefore, this cartridge was selected for further research.

В таблице 6 приведены результаты исследования полноты извлечения фурана и метилфурана с применением картриджа Chromobond С18 и различных схем пробоподготовки проб каши к химическому анализу и процесса элюирования.Table 6 shows the results of the study of the completeness of the extraction of furan and methylfuran using the Chromobond C18 cartridge and various schemes for preparing porridge samples for chemical analysis and the elution process.

Пояснения к таблице 6:Explanations for table 6:

Пробоподготовка 1. Навеску каши 20 г помещали в колбу на 500 см3 для отгона. К продукту добавляли стандартный образец С=1 мкг/см3 фурана и метилфурана в объеме 100 см3, добавляли высаливающие реагенты (5 г сульфата натрия и 5 г хлорида натрия). Пробу подкисляли 2,5 см3 2%-ным раствором сульфаминовой кислоты и 0,5 см3 60%-ным раствором серной кислоты до рН=3. С помощью перегретого водяного пара при tпарообразователя=100±5°С и tколбы со стандартным образцом=80±5°С отгоняли 70 см3 дистиллята.Sample preparation 1. A 20 g portion of porridge was placed in a 500 cm3 flask for distillation. A standard sample C=1 μg/cm 3 of furan and methylfuran in a volume of 100 cm 3 was added to the product, salting out reagents (5 g of sodium sulfate and 5 g of sodium chloride) were added. The sample was acidified with 2.5 cm 3 2% solution of sulfamic acid and 0.5 cm 3 60% sulfuric acid solution to pH=3. Using superheated water vapor at t steam generator =100±5°C and t flask with a standard sample =80±5°C distilled 70 cm 3 distillate.

Пробоподготовка 2. Навеску каши 20 г помещали в колбу на 500 см3 для отгона. К продукту добавляли стандартный образец С=1 мкг/см3 фурана и метилфурана в объеме 100 см3, добавляли щелочь (KOH) в количестве 5 г. С помощью нагретого водяного пара отгоняли 70 см3 дистиллята.Sample preparation 2. A 20 g portion of porridge was placed in a 500 cm3 flask for distillation. A standard sample C=1 μg/cm 3 of furan and methylfuran in a volume of 100 cm 3 was added to the product, alkali (KOH) was added in an amount of 5 g. 70 cm 3 of distillate were distilled off with heated steam.

Схема элюирования 1:Elution scheme 1:

1) стадия кондиционирования с целью активации картриджа: промывка гептаном объемом 2 см3 в течение 3 сек, этилацетатом объемом 2 см3 в течение 5 сек., водой объемом 2 см3 в течение 5 сек.1) conditioning step to activate the cartridge: flushing with 2 cm 3 heptane for 3 seconds, 2 cm 3 ethyl acetate for 5 seconds, 2 cm 3 water for 5 seconds.

2) загрузка пробы дистиллята объемом 70 см3 на картридж Chromabond 6 см3 в течение 1 мин.2) loading a 70 cm3 sample of distillate onto a 6 cm3 Chromabond cartridge for 1 min.

3) элюирование целевых аналитов гептаном с картриджа объемом 3 см3 в течение 1 мин.3) elution of the target analytes with heptane from a 3 cm3 cartridge for 1 min.

4) химический анализ полученного элюата на содержание фурана и метилфурана методом хромато-масс-спектрометрии.4) chemical analysis of the resulting eluate for the content of furan and methylfuran by chromatography-mass spectrometry.

Схема элюирования 2:Elution scheme 2:

Также, как и Схема элюирования 1, только на этапе 3) элюирование целевых аналитов гептаном с картриджа объемом 2 см3 в течение 1 мин. Схема элюирования 3:Same as Elution Scheme 1, only in step 3) elution of target analytes with heptane from a 2 cm 3 cartridge for 1 min. Elution scheme 3:

Также, как и Схема элюирования 1, только на этапе 3) элюирование целевых аналитов гептаном с картриджа объемом 5 см3 в течение 1 мин.Same as Elution Scheme 1, only at step 3) elution of target analytes with heptane from a 5 cm 3 cartridge for 1 min.

В процессе выполненных исследований (таблица 6) установлено, что наиболее высокая полнота 100% извлечения фурана и метилфурана из стандартного образца достигнута при использовании дистилляции с перегретым водяным паром (дистиллят объемом 70 см3) и последующей пробоподготовки 1 и схемой элюирования 1 методом твердофазной экстракции на картридже Chromobond, т.е. при выполнении всех операций и их режимов по предлагаемому способу.In the course of the studies performed (Table 6), it was found that the highest completeness of 100% extraction of furan and methylfuran from the standard sample was achieved using distillation with superheated water vapor (distillate with a volume of 70 cm 3 ) and subsequent sample preparation 1 and elution scheme 1 by the method of solid-phase extraction on Chromobond cartridge, i.e. when performing all operations and their modes according to the proposed method.

При этих, оптимально установленных условиях ТФЭ, далее при последующем хромато-масс-спектрометрического анализе при реализации предлагаемого способа была достигнута высокая эффективность разделения фурана и метилфурана, что наглядно иллюстрирует хроматограмма, приведенная на Рис. 1. Эта хроматограмма показывает, что в стандартном растворе содержатся следующие вещества: содержание фурана (Сф=1,0 мкг/см3), содержание метилфурана (Смф=1,0 мкг/см3).Under these optimally established SPE conditions, further, during the subsequent chromato-mass-spectrometric analysis, when implementing the proposed method, a high separation efficiency of furan and methylfuran was achieved, which is clearly illustrated by the chromatogram shown in Fig. 1. This chromatogram shows that the standard solution contains the following substances: furan content (C f =1.0 μg/cm 3 ), methylfuran content (C MF =1.0 μg/cm 3 ).

Было доказано, что полнота извлечения указанных веществ из пробы каши составляет 100% при реализации предлагаемого способа (таблица 6).It was proved that the completeness of the extraction of these substances from a sample of porridge is 100% when implementing the proposed method (table 6).

Следует пояснить, что абсолютно такие же данные (таблицы 6), что и по стандартным образцам, были получены и для проб исследуемых каш, что подтверждает достоверность представленных данных.It should be clarified that absolutely the same data (Table 6) as for standard samples were obtained for samples of the studied cereals, which confirms the reliability of the data presented.

Предлагаемый способ был опробован для различных видов детских каш, а именно: Овсяная молочная Винни, Мультизлаковая молочная ФрутоНяня, Гречневая с персиками и абрикосами ФрутоНяня, каша Сады Придонья рисовая. Исследования проводили путем определения для фурана и метилфурана «введено-найдено». Полученные результаты соответствуют полноте извлечения 99,6-100%.The proposed method was tested for various types of children's cereals, namely: Winnie's oatmeal milk porridge, FrutoNyanya's multi-cereal milk porridge, FrutoNyanya's buckwheat with peaches and apricots, Sady Pridonya rice porridge. The studies were carried out by determining for furan and methylfuran "introduced-found". The results obtained correspond to the completeness of the extraction of 99.6-100%.

Исследования стандартных образцов и проб каш различных производителей на содержание фурана и метилфурана выполняли методом хромато-масс-спектрометрии: газовый хроматограф Agilent 7890А (USA) с масс-селективным детектором 5975С и квадрупольным масс-анализатором. Режим ионизации электронным ударом при 70 эВ. Качественное разделение фурана и метилфурана с близкими физико-химическими свойствами было достигнуто на капиллярной колонке серии VOC-5MS 90m⋅0,250 mm⋅0,250 μm длиной 90 метров, внутренним диаметром 0,250 мм и толщиной пленки неподвижной фазы 0,250 μm.Studies of standard samples and samples of cereals from various manufacturers for the content of furan and methylfuran were performed by chromato-mass spectrometry: an Agilent 7890A (USA) gas chromatograph with a 5975C mass selective detector and a quadrupole mass analyzer. Electron impact ionization mode at 70 eV. Qualitative separation of furan and methylfuran with similar physical and chemical properties was achieved on a capillary column of the VOC-5MS 90m⋅0.250 mm⋅0.250 μm series, 90 meters long, with an internal diameter of 0.250 mm and a film thickness of the stationary phase of 0.250 μm.

Таким образом, предлагаемый способ имеет следующие преимущества перед известными.Thus, the proposed method has the following advantages over the known ones.

Традиционный метод экстракции фурана и метилфурана из образцов пищевой продукции с использованием смеси нейтральных солей щелочных металлов (Na2SO4, NaCl), органического растворителя гептана и многократной экстракции показал степень экстракции не более 1,5%, в то время как при реализации предлагаемого способа степень экстракции составила 100% для обоих аналитов.The traditional method of extraction of furan and methylfuran from food samples using a mixture of neutral alkali metal salts (Na 2 SO 4 , NaCl), heptane organic solvent and multiple extraction showed an extraction degree of not more than 1.5%, while when implementing the proposed method the degree of extraction was 100% for both analytes.

Предлагаемый способ обеспечивает максимальную чувствительность и селективность, а также обеспечивает относительно низкие пределы обнаружения (LOD; 0,001 мкг/мл).The proposed method provides maximum sensitivity and selectivity, and also provides relatively low detection limits (LOD; 0.001 μg/ml).

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Claims (1)

Способ количественного определения фурана и метилфурана в детских кашах, включающий пробоподготовку и проведение твердофазной экстракции на приборе, содержащем угольный картридж, причем на стадии пробоподготовки пробу каши массой 20 г разбавляют водой объемом 100 см3, добавляют к ней высаливающие реагенты в количестве 5 г сульфата натрия и 5 г хлорида натрия, подкисляют 2,5 см3 2%-ным раствором сульфаминовой кислоты и 0,5 см3 60%-ной серной кислотой до рН=3, затем с помощью перегретого водяного пара отгоняют 70 см3 дистиллята пробы и далее полученный дистиллят подвергают твердофазной экстракции на приборе, содержащем картридж марки Chromabond С18, при этом вначале производят последовательную промывку картриджа гептаном объемом 2 см3 в течение 3 с, этилацетатом объемом 2 см3 в течение 5 с и промывку водой объемом 2 см3 в течение 5 с, затем загружают ранее полученный дистиллят пробы, осуществляют элюирование дистиллята пробы с картриджа гептаном объемом 3 см3 в течение 1 мин, и полученные элюенты анализируют хромато-масс-спектрометрическим методом, устанавливая по хроматограммам количественное содержание фурана и метилфурана.A method for the quantitative determination of furan and methylfuran in children's cereals, including sample preparation and solid-phase extraction on a device containing a carbon cartridge, and at the stage of sample preparation, a porridge sample weighing 20 g is diluted with water with a volume of 100 cm 3 , salting-out reagents are added to it in an amount of 5 g of sodium sulfate and 5 g of sodium chloride, acidified with 2.5 cm 3 of a 2% solution of sulfamic acid and 0.5 cm 3 of 60% sulfuric acid to pH = 3, then 70 cm 3 of the distillate of the sample are distilled off using superheated water vapor, and then the resulting distillate is subjected to solid-phase extraction on a device containing a Chromabond C18 cartridge, while first sequential washing of the cartridge with heptane with a volume of 2 cm 3 for 3 s, ethyl acetate with a volume of 2 cm 3 for 5 s and washing with water with a volume of 2 cm 3 for 5 c, then the previously obtained sample distillate is loaded, the sample distillate is eluted from the cartridge with 3 cm 3 heptane for 1 min, and the resulting eluents are analyzed by chromato-mass-spectrometric method, establishing the quantitative content of furan and methylfuran from the chromatograms.
RU2022108344A 2022-03-28 Method for the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals RU2782424C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2782424C1 true RU2782424C1 (en) 2022-10-26

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798667C1 (en) * 2022-12-12 2023-06-23 Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью Method of the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals based on grains by gas chromatography using headspace analysis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1390562A1 (en) * 1986-11-10 1988-04-23 Киевский Научно-Исследовательский Институт Гигиены Труда И Профзаболеваний Method of determining carbofuran and its metabolites in the air
SU1697000A1 (en) * 1990-01-02 1991-12-07 Курский Государственный Медицинский Институт Method of qualitative determination of 5-nitrofurans
RU2269780C1 (en) * 2004-06-08 2006-02-10 Владимир Камбулатович Шорманов Method for determination of o-(2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl)-n-methylcarbamate in biological sample
US7718441B2 (en) * 2004-10-15 2010-05-18 Merck Patent Gmbh Agent and method for identifying furfurals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1390562A1 (en) * 1986-11-10 1988-04-23 Киевский Научно-Исследовательский Институт Гигиены Труда И Профзаболеваний Method of determining carbofuran and its metabolites in the air
SU1697000A1 (en) * 1990-01-02 1991-12-07 Курский Государственный Медицинский Институт Method of qualitative determination of 5-nitrofurans
RU2269780C1 (en) * 2004-06-08 2006-02-10 Владимир Камбулатович Шорманов Method for determination of o-(2,3-dihydro-2,2-dimethyl-7-benzofuranyl)-n-methylcarbamate in biological sample
US7718441B2 (en) * 2004-10-15 2010-05-18 Merck Patent Gmbh Agent and method for identifying furfurals

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТОЖИЕВ Э. А. "Определение фурфурилового спирта и оксидов фурфурилового спирта", UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ: ЭЛЕКТРОНННЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ, 2020, 12(81); URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11060. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2798667C1 (en) * 2022-12-12 2023-06-23 Федеральное бюджетное учреждение науки "Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФБУН "ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью Method of the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals based on grains by gas chromatography using headspace analysis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Frenich et al. Multi-mycotoxin analysis in eggs using a QuEChERS-based extraction procedure and ultra-high-pressure liquid chromatography coupled to triple quadrupole mass spectrometry
Huang et al. Simultaneous determination of aflatoxins B1, B2, G1, G2, M1 and M2 in peanuts and their derivative products by ultra-high-performance liquid chromatography–tandem mass spectrometry
Devreese et al. Quantitative determination of several toxicological important mycotoxins in pig plasma using multi-mycotoxin and analyte-specific high performance liquid chromatography–tandem mass spectrometric methods
Veyrand et al. Innovative method for determination of 19 polycyclic aromatic hydrocarbons in food and oil samples using gas chromatography coupled to tandem mass spectrometry based on an isotope dilution approach
Steuer et al. Development and validation of an ultra‐fast and sensitive microflow liquid chromatography‐tandem mass spectrometry (MFLC‐MS/MS) method for quantification of LSD and its metabolites in plasma and application to a controlled LSD administration study in humans
RU2613303C1 (en) Method for quantitative determination of n-nitrosamines in baby food
Amorim Alves et al. GC-MS method for the analysis of thirteen opioids, cocaine and cocaethylene in whole blood based on a modified quechers extraction
Wang et al. Solid phase microextraction combined with thermal-desorption electrospray ionization mass spectrometry for high-throughput pharmacokinetics assays
Jia et al. Multiplexing data independent untargeted workflows for mycotoxins screening on a quadrupole-Orbitrap high resolution mass spectrometry platform
Zhang et al. Fully automated analysis of four tobacco-specific N-nitrosamines in mainstream cigarette smoke using two-dimensional online solid phase extraction combined with liquid chromatography–tandem mass spectrometry
Berg et al. Determination of phosphatidylethanol 16: 0/18: 1 in whole blood by 96‐well supported liquid extraction and UHPLC‐MS/MS
Vichi et al. Determination of volatile thiols in lipid matrix by simultaneous derivatization/extraction and liquid chromatography–high resolution mass spectrometric analysis. Application to virgin olive oil
Tretzel et al. Dried blood spots (DBS) in doping controls: a complementary matrix for improved in-and out-of-competition sports drug testing strategies
Dong et al. Simultaneous determination of major phytocannabinoids, their main metabolites, and common synthetic cannabinoids in urine samples by LC⿿ MS/MS
Gaunitz et al. Solid‐phase extraction–liquid chromatography–tandem mass spectrometry method for the qualitative analysis of 61 synthetic cannabinoid metabolites in urine
Zhang et al. Simultaneous analysis of nine aromatic amines in mainstream cigarette smoke using online solid-phase extraction combined with liquid chromatography-tandem mass spectrometry
Lauer et al. Body fluid and tissue analysis using filter paper sampling support prior to LC‐MS/MS: Application to fatal overdose with colchicine
Aguas et al. Analysis of acrylamide in coffee and cocoa by isotope dilution liquid chromatography–tandem mass spectrometry
Danaher et al. Validation and robustness testing of a HPLC method for the determination of avermectins and moxidectin in animal liver samples using an alumina column clean-up
Vitku et al. Derivatized versus non-derivatized LC-MS/MS techniques for the analysis of estrogens and estrogen-like endocrine disruptors in human plasma
García-Juan et al. Development and validation of an analytical method for the simultaneous determination of 12 ergot, 2 tropane, and 28 pyrrolizidine alkaloids in cereal-based food by LC-MS/MS
RU2782424C1 (en) Method for the quantitative determination of furan and methylfuran in baby cereals
Belo et al. Single laboratory validation of a SPE method for the determination of PAHs in edible oils by GC-MS
Szpot et al. Fragmentation patterns involving ammonium adduct fragment ions: A comparison of the determination of metaldehyde in human blood by HPLC-QqQ-MS/MS and UHPLC-Q-TOF-MS
Yilmaz et al. Development and validation of GC-MS method for determination of metoprolol in human urine