Виды рода Sorbus L. (рябина) - древесные растения, произрастающие в Северном полушарии, представляют интерес как декоративные, пищевые и лекарственные растения. Плоды рябины содержат уникальный комплекс макро- и микроэлементов, а также биологически активных веществ, включая фенольные соединения. Сложность состава растительных образцов требует разработки высокоселективных и чувствительных способов для определения содержания органических компонентов разных классов. Для определения фенольных кислот в плодах рябины предложен способ, основанный на их двухстадийной химической модификации и предполагающий получение метиловых эфиров в условиях кислотного метанолиза, жидкостную экстракцию толуолом, промежуточную реэкстракцию в водно-щелочной раствор, последующее силилирование N, O-бис-(триметилсилил) трифторацетамидом (BSTFA) и газохроматографическое определение полученных производных с пламенно-ионизационным или масс-спектрометрическим детектором. Изучены условия экстракционного извлечения фенольных кислот из плодов рябины по следующим параметрам: тип экстрагента, соотношение массы образца и экстрагента при проведении экстрагирования, а также продолжительность экстракции (механическое перемешивание). Оптимизирована стадия газохроматографического определения получаемых производных фенолкислот, установлены их хроматографические характеристики. Показано, что в процессе пробоподготовки удается добиться практически полного отделения алифатических кислот и других сопутствующих компонентов некислотной природы от фенольных соединений, что значительно повышает как селективность, так и чувствительность определения аналитов. Интервал определяемых содержаний фенольных кислот (4-гидроксибензойная кислота, 2-гидроксибензойная кислота, 4-гидрокси-3-метокси-бензойная кислота, 4-гидроксикоричная кислота, 4-гидрокси-3-метокси-коричная кислота) в плодах рябины составляет 0.005-0.5 мг/г, предел обнаружения 0.001-0.002 мг/г, относительная погрешность 10-15%, масса навески растительного образца - 0.5 г, общая продолжительность анализа - 4 ч.
Идентификаторы и классификаторы
Виды рода Sorbus L. (рябина) – древесные растения, произрастающие в Северном полушарии. Благодаря уникальным биологическим особенностям (способность произрастать в условиях экстремального климата, неприхотливость к почвам) многие виды рябины удается культивировать и в условиях Севера. Представители этого рода интересны также как декоративные, пищевые и лекарственные растения [1].
Плоды рябины обыкновенной – фармакопейный вид лекарственного растительного сырья, известный в медицине как поливитаминное средство. Плоды рябины содержат сахар (до 5 %), яблочную, лимонную, винную и янтарную кислоты (до 2.5 %), дубильные и пектиновые вещества (до 1 %), аскорбиновую кислоту (до 0.2 %), каротиноиды (до 0.02 %), а также аминокислоты, эфирные масла, флавоноиды, тритерпеновые соединения, макро- и микроэлементы (калий, кальций, магний, натрий) [2–4].
Список литературы
1. Скроцкая, О. В., Пунегов В. В. Содержание каротиноидов в плодах растений видов и сортов рода Sorbus L. при интродукции в условиях Севера (Республика Коми) // Самарский научный вестник. 2021. Т. 10, № 3. С. 112-116. EDN: TGVGYQ
2. Фоменко С. Е., Кушнерова Н. Ф., Спрыгин В. Г. Химический состав и биологическое действие экстракта из плодов рябины // Химия растительного сырья. 2015. Т. 2. С. 161-168. EDN: VCLNFR
3. Antioxidant Capacity and Phenolic Content of Sweet Rowanberries / A.T. Hukkanen [et al.] // J. Agric. FoodChem. 2006. V. 54, № 1. P. 112-119.
4. Соколов П. Д. Растительные ресурсы СССР. Цветковые растения, их химический состав, использование. Семейства Hydrangeaceae - Haloragaceae. Л.: Наука, 1987. 326 с.
5. Olszewska M. A., Presler A., Michel P. Profiling of Phenolic Compounds and Antioxidant Activity of Dry Extracts from the Selected Sorbus Species // Molecules. 2012. V. 17, № 3. P. 3093-3113. EDN: PHTZVR
6. Assessment of the Content of Phenolics and Antioxidant Action of Inflorescences and Leaves of Selected Species from the Genus Sorbus Sensu Stricto / M.A. Olszewska [et al.] // Molecules. 2010. V. 15, № 12. P. 8769-8783.
7. A reproducible, rapid and inexpensive Folin-Ciocalteu micromethod in determining phenolics of plant methanol extracts / N. Cicco [et al.] // Microchem. J. 2009. V. 91, № 1. P. 107-110.
8. Николаева Т. Н., Лапшин П. В., Загоскина Н. В. Метод определения суммарного содержания фенольных соединений в растительных экстрактах с реактивом Фолина-Дениса и реактивом Фолина-Чокальтеу: модификация и сравнение // Химия растительного сырья. 2021. № 2. С. 291-299. EDN: CSUVWV
9. Lapornik B., Prošek M., Golc Wondra A. Comparison of extracts prepared from plant by-products using different solvents and extraction time // J. Food Eng. 2005. V. 71, № 2. P. 214-222.
10. Box J. D. Investigation of the Folin-Ciocalteau phenol reagent for the determination of polyphenolic substances in natural waters // Water Res. 1983. V. 17, № 5. P. 511-525.
11. Analysis of Eleven Phenolic Compounds Including Novel p-Coumaroyl Derivatives in Lettuce (Lactuca sativa L.) by Ultra high-performance Liquid Chromatography with Photodiode Array and Mass Spectrometry Detection / A. Ribas Agustí [et al.] // Phytochem. Anal. 2011. V. 22, № 6. P. 555-563.
12. Phenolic acids determination by HPLC-DAD-ESI/MS in sixteen different Portuguese wild mushrooms species / L. Barros [et al.] // Food Chem. Toxicol. 2009. V. 47, № 6. P. 1076-1079.
13. Quantities of phenolic compounds and their impacts on the perceived flavour attributes of rye grain / R.-L. Heiniö [et al.] // J. Cereal Sci. 2008. V. 47, № 3. P. 566-575.
14. Direct characterisation of phenolic antioxidants in infusions from four Mapuche medicinal plants by liquid chromatography with diode array detection (HPLC-DAD) and electrospray ionisation tandem mass spectrometry (HPLC-ESI-MS) / M.J. Simirgiotis [et al.] // Food Chem. 2012. V. 131, № 1. P. 318-327.
15. Extraction and Determination of Phenolic Compounds in the Berries of Sorbus americana Marsh and Lonicera oblongifolia (Goldie) Hook / M. Becerra-Herrera [et al.] // Food Anal. Methods. 2015. V. 8, № 10. P. 2554-2559. EDN: BIMSYV
16. Characterization of Primary Standards for Use in the HPLC Analysis of the Procyanidin Content of Cocoa and Chocolate Containing Products / W. Hurst [et al.] // Molecules. 2009. V. 14, № 10. P. 4136-4146.
17. Kalili K. M., De Villiers A. Off-line comprehensive 2-dimensional hydrophilic interaction×reversed phase liquid chromatography analysis of procyanidins // J. Chromatogr. A. 2009. V. 1216, № 35. P. 6274-6284.
18. Kivilompolo M., Obůrka V., Hyötyläinen T. Comparison of GC-MS and LC-MS methods for the analysis of antioxidant phenolic acids in herbs // Anal. Bioanal. Chem. 2007. V. 388, № 4. P. 881-887. EDN: PQWHAQ
19. Michalkiewicz A., Biesaga M., Pyrzynska K. Solid-phase extraction procedure for determination of phenolic acids and some flavonols in honey // J. Chromatogr. A. 2008. V. 1187, № 1-2. P. 18-24. EDN: KFCJMB
20. Rostagno M. A., Palma M., Barroso C.G. Solid-phase extraction of soy isoflavones // J. Chromatogr. A. 2005. V. 1076, № 1-2. P. 110-117. EDN: KEYEFR
21. Груздев И. В., Зенкевич И. Г., Кондратенок Б. М. Дериватизация при газохроматографическом определении следов фенолов и анилинов в водных средах (обзор) // Успехи химии. 2015. Т. 84, № 6. С. 653-664. EDN: TSNILZ
22. Citová I., Sladkovský R., Solich P. Analysis of phenolic acids as chloroformate derivatives using solid phase microextraction-gas chromatography // Anal. Chim. Acta. 2006. V. 573-574. P. 231-241. EDN: KDVUJB
23. Analytical procedure for the in-vial derivatization-extraction of phenolic acids and flavonoids in methanolic and aqueous plant extracts followed by gas chromatography with massselective detection / Y.C. Fiamegos [et al.] // J. Chromatogr. A. 2004. V. 1041, № 1-2. P. 11-18. EDN: KEXMPP
24. Smolarz H. D. Application of GC-MS method for analysis of phenolic acids and their esters in chloroformic extracts from some taxons of Polygonum L. genus // Chem. Anal. 2001. V. 46, № 3. P. 439-444.
25. Chu T. Microwave-accelerated derivatization processes for the determination of phenolic acids by gas chromatographymass spectrometry // Talanta. 2001. V. 54, № 6. P. 1163-1171. EDN: AQBRCN
26. Ifeanacho M.O., Ikewuchi C.C., Ikewuchi J.C. Investigation of the profile of phenolic compounds in the leaves and stems of Pandiaka heudelotii using gas chromatography coupled with flame ionization detector // Food Sci. Nutr. 2017. V. 5, № 3. P. 646-652.
27. Quantitative characterization of important metabolites of avocado fruit by gas chromatography coupled to different detectors (APCI-TOF MS and FID) / E. Hurtado-Fernández [et al.] // Food Res. Int. 2014. V. 62. P. 801-811.
28. Determination of phenolic acids in Korean rice (Oryza sativa L.) cultivars using gas chromatography-time-of-flight mass spectrometry / S.-Y. Park [et al.] // Food Sci. Biotechnol. 2012. V. 21, № 4. P. 1141-1148. EDN: QSSOTA
29. Proestos C., Sereli D., Komaitis M. Determination of phenolic compounds in aromatic plants by RP-HPLC and GCMS // Food Chem. 2006. V. 95, № 1. P. 44-52.
30. Ichihara K., Fukubayashi Y. Preparation of fatty acid methyl esters for gas-liquid chromatography // J. Lipid Res. 2010. V. 51, № 3. P. 635-640.
31. Груздев. И. В., Кондратенок Б. М., Лю-Лян-Мин Е. И. Определение монозамещенных нитрофенолов в воде методом газовой хроматографии // Аналитика и контроль. 2020. Т. 24, № 2. С. 142-151. EDN: CCPCGQ
32. Столяров Б. В., Савинов И. М., Витенберг А. Г. Практическая газовая и жидкостная хроматография. СПб.: Изд-во СПб гос. ун-та, 2002. 616 с.
33. Новак Й. Количественный анализ методом газовой хроматографии. М.: Мир, 1978. 179 с.
34. U.S. Environmental Protection Agency: Guidelines Establishing Test Procedures for the Analysis of Pollutants (Part 136, Appendix A & B). U.S. Code of Federal Regulations, 2024. P. 110-631.
35. Robards K. Strategies for the determination of bioactive phenols in plants, fruit and vegetables // J. Chromatogr. A. 2003. V. 1000, № 1-2. P. 657-691. EDN: BJATQT
36. Stalikas C. D. Extraction, separation, and detection methods for phenolic acids and flavonoids // J. Sep. Sci. 2007. V. 30, № 18. P. 3268-3295. EDN: YAKKEV
Выпуск
Другие статьи выпуска
Составлен иллюстрированный библиографический указатель таблиц спектральных линий и атласов спектров, применяемых в практических атомно-эмиссионных, атомно-абсорбционных и атомно-флуоресцентных анализах. Временной диапазон изданий охватывает период от возникновения данных аналитических методов по настоящее время. В указателе представлены наиболее значимые для практической работы издания, опубликованные в различных странах. Для каждой публикации приведены полное библиографическое описание и краткая аннотация издания. Большинство книг и атласов в указателе сопровождены иллюстрациями обложек или титульных листов, а также электронными адресами или идентификаторами, позволяющими легко и быстро найти издание в сети Интернет. Указатель предназначен для практической деятельности аналитиков, специализирующихся в области атомного спектрального анализа.
Пурев Зузаан родился 15 июля 1944 года в сомоне Завхан, Увс аймаке Монголии. П. Зузаан в 1967 г. окончил Монгольский государственный университет (МонГУ) по специальности «физика и преподаватель физики». В 1967-1968 годах он был учителем физики в медицинском колледже в провинции Дорногоби. В 1968 г. он перешёл в МонГУ в организованную академиком Н. Содномом новую лабораторию ядерных исследований (ЛЯИ), где работал в должности техника-оператора (1968- 1970 гг.), научного сотрудника (1972-1989 гг.), старшего научного сотрудника (1989-1991 гг.).
В статье описана разработанная авторами лабораторная установка для разрушения водонефтяных эмульсий, которую возможно применять как новое вспомогательное оборудование в испытательных химико-аналитических лабораториях для пробоподготовки cырых нефтей, являющихся водонефтяными эмульсиями, с целью получения обезвоженной нефти. Лабораторная установка включает два блока из боросиликатного стекла - нагревательный и осушающий. Нагревательный блок представлен сосудом конической формы, оснащенным нагревательным элементом для программируемого нагрева и термостатирования сосуда. Осушающий блок представлен сосудом со сливным отверстием снизу, в который по необходимости помещается водопоглощающий реагент - хлорид кальция, применяемый для более глубокого обезвоживания отделённой нефтяной фазы. Блоки соединены между собой стеклянным переходником, который снабжен двумя фторопластовыми кранами или кранами типа КхН-1 для осуществления сбора водной и нефтяной фазы в разные приемные бутыли. Целесообразность применения хлорида кальция в качестве реагента осушителя подтверждалась серией экспериментов на модельном образце нефти, в котором предварительно освобождались от фракций, выкипающих при температуре ниже 300 °С. Полученные данные подтвердили отсутствие частичной адсорбции смолисто-асфальтеновых веществ во время прохождения отделенной нефтяной фазы через слой осушающего реагента. Для оценки эффективности применения лабораторной установки были рассчитаны метрологические характеристики определения доли отделенной воды. Результатом применения разработанной лабораторной установки является полное разрушение исследуемых водонефтяных эмульсий прямого и обратного типа разной степени устойчивости, которые не поддавались деэмульсации традиционными лабораторными методами. В итоге были получены отделенные нефтяные фазы с содержанием воды менее 1 %, что дает возможность проводить лабораторные исследования нефтей по определению их состава и свойств как для характеристики самих нефтей, так и для установления причин устойчивости анализируемых эмульсий.
Прямые газохроматографические поликапиллярные колонки (ПКК) с капиллярами диаметром 40 мкм (далее ПКК 40 мкм) известны достаточно давно и хорошо изучены, они находят применение в составе портативных газоанализаторов. Исследованы также некоторые хроматографические характеристики появившихся относительно недавно ПКК 25 мкм, между тем коммерчески доступные ПКК 60 и 80 мкм малоизучены. В данной работе определены основные аналитические характеристики ПКК 60 и 80 мкм и проведено их сравнение с характеристиками ПКК 25 и 40 мкм. Показано, что максимальная удельная эффективность колонок уменьшается с увеличением диаметра капилляров колонок и составляет примерно 24.8, 18.2, 13.7 и 9.5 тысяч теоретических тарелок (т. т.) на метр длины для ПКК 25, 40, 60 и 80 мкм соответственно. Установлено, что высота, эквивалентная т. т., ПКК 60 и 80 мкм не сильно изменяется в широком интервале скоростей газа-носителя (азот и гелий), что позволяет эксплуатировать ПКК при высоких потоках газа-носителя без существенной потери их эффективности. При этом для всех ПКК скорость разделения для пиков с фактором удерживания более 10 превышает 600 т. т./с, а для пиков с меньшим фактором удерживания может составлять несколько тысяч т. т./с, что значительно выше, чем для обычных капиллярных и наполненных колонок. Установлено, что для ПКК 60 мкм и особенно ПКК 80 мкм возможно создание очень высоких потоков газа-носителя (до 1000 см3/мин и более) при относительно низком перепаде давлений на колонке. Поэтому они могут работать в составе хроматографических систем, требующих высокий поток газа-носителя.
В работе рассмотрены следующие варианты электрофоретического определения сахаров с предварительной дериватизацией: восстановительное аминирование этиловым эфиром п-аминобензойной кислоты (ЭАБ) и конденсация с 1-фенил-3-метил-5-пиразолоном (ФМП). Разделение производных проводили как в мицеллярном, так и в зонном режимах (КЗЭ) капиллярного электрофореза (КЭ) с получением сравнительных оценочных характеристик. Лучшие значения эффективности (~ 650 тыс. теоретических тарелок), факторов разрешения (2.1 - 2.4) и пределов обнаружения (ПО) (0.8 - 2.9 мкг/мл) обнаружены для восстановительного аминирования с последующим определением в условиях мицеллярной электрокинетической хроматографии (МЭКХ). Условия дериватизации восстановительным аминированием оптимизированы с использованием центрального композитного дизайна эксперимента. Выявлены дополнительные резервы снижения ПО за счет внутрикапиллярного концентрирования в режиме свипинга (факторы концентрирования 13 - 19). Показана принципиальная возможность внутрикапиллярного восстановительного аминирования с обеспечением электрофоретической подвижности реагента дериватизации за счет введения в раствор мицелл поверхностно-активных веществ (ПАВ). Оба подхода с применением дериватизации апробированы на образцах детского питания.
В представленной статье предлагается подход к разработке методики рентгенофлуоресцентного анализа объекта с применением кристалл-дифракционных спектрометров до проведения экспериментальных работ. Если методика рентгенофлуоресцентного анализа предназначена для замены существующей, то для анализируемого объекта по архивным данным аналитической лаборатории (или массива выбранных градуировочных образцов) рассчитывают статистические характеристики материала, для которого разрабатывают методику рентгенофлуоресцентного анализа: средние содержания определяемых элементов, дисперсия и диапазон содержаний элементов, а также требования к точности определения элементов и некоторые другие. В случае создания новой методики достаточным являются технические условия на продукт, по которым эти характеристики могут быть оценены. Для применяемого спектрометра должны быть измерены и рассчитаны аналитические характеристики во всем рабочем диапазоне измеряемых аналитических линий: основная аппаратурная погрешность, чувствительность, спектральное разрешение, контрастность. На основе этих данных оценивают метрологические характеристики методики определения элементов: предел обнаружения, дифференциальную чувствительность, инструментальную воспроизводимость измерения содержаний при выбранном времени экспозиции. На этом этапе может быть решен вопрос о необходимости разбавления проб тяжелым или легким разбавителем для получения удовлетворительной дифференциальной чувствительности. Для определяемых элементов определяют режимы регистрации аналитического сигнала: аналитические линии, кристаллы-анализаторы, режимы работы рентгеновской трубки, оценивают вероятность наложения спектральных линий, проводят выбор точек измерения фона. Проводят расчет теоретических и моделирование экспериментальных интенсивностей для выбранных градуировочных и проверочных образцов и расчет теоретических коэффициентов влияния. По статистическим характеристикам материала и теоретическим коэффициентам влияния оценивают ожидаемую погрешность анализа и определяют необходимость учета в уравнениях связи влияющих элементов для получения требуемой точности определения элементов. По смоделированным экспериментальным интенсивностям аналитических линий элементов проводят выбор регрессионных или теоретических уравнения связи, обеспечивающих требуемую точность определения элементов. Такой подход позволяет априорно оценить возможность разработки методики рентгено- флуоресцентного анализа выбранного объекта и значительно сократить время для проведения экспериментальных работ.
Издательство
- Издательство
- УрФУ
- Регион
- Россия, Екатеринбург
- Почтовый адрес
- 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
- Юр. адрес
- 620002, Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
- ФИО
- Кокшаров Виктор Анатольевич (Ректор)
- E-mail адрес
- rector@urfu.ru
- Контактный телефон
- +7 (343) 3754507
- Сайт
- https://urfu.ru/ru