Российские химики научились экологически извлекать пищевые красители
Сотрудники химического факультета МГУ разработали эффективные экстракционные системы и методики для извлечения пищевых красителей.
Работа опубликована в издании Microchemical Journal. На очереди – белки, витамины и стероиды.
Экстракция – широко используемый метод выделения, разделения и концентрирования веществ с помощью растворителя. Это важнейший этап подготовки образца к анализу. Экстракция часто применяется в современной химии ввиду универсальности, простоты выполнения и доступности реагентов. Однако традиционные органические растворители летучи, пожароопасны и токсичны. Поэтому химики постоянно ищут новые, экологически безопасные растворители.
Сотрудники лаборатории концентрирования кафедры аналитической химии МГУ под руководством профессора Игоря Плетнева разработали эффективные экстракционные системы на основе ионных жидкостей и подобрали оптимальные параметры для извлечения пищевых красителей.
«Наши исследования связаны с изучением экстракционных систем нового поколения – комбинированных растворителей. Это жидкости, для существования которых необходимо присутствие как минимум двух типов частиц – молекул и ионов», – рассказала одна из участниц исследования, доцент кафедры аналитической химии к.х.н. Светлана Смирнова.
Основное преимущество комбинированных растворителей – их двойная природа. Регулировать свойства обычного молекулярного растворителя достаточно сложно. В комбинированных растворителях есть уникальная возможность направленного изменения свойств через изменение состава и природы компонентов. К такому типу растворителей относятся ионные жидкости – расплавы органических солей, жидкие при комнатной температуре.
«В качестве альтернативы химически инертным и дорогим классическим ионным жидкостям нами были предложены очень необычные гидрофильно-гидрофобные ионные жидкости. Они не смешиваются с водой, мало в ней растворяются, но сама вода хорошо в них растворяется. Получается, что мы имеем дело похожими на воду органическими растворителями. Синтетические пищевые красители, которые мы изучали в работе, полноценно извлекаются в таких системах», – добавила Светлана Смирнова.
Основная проблема, с которой сталкиваются при определении красителей – это проблема их количественного выделения из сложных систем. Например, одни из самых популярных пигментов - сульфокрасители существуют в водных растворах в отрицательно заряженных формах и поэтому очень плохо переходят в обычный молекулярный растворитель. Для их перевода в органический растворитель нужно провести дополнительные химические реакции. И всё же не всегда удается достичь эффективной экстракции. С ионными жидкостями таких проблем не возникло, авторам удалось добиться количественного извлечения красителей.
«Определение красителей может быть полезно для оценки качества продуктов, загрязненности объектов окружающей среды. В пищевых продуктах краситель находится в больших концентрациях, а в сточных водах с предприятий пищевой промышленности он может содержаться в низких количествах. Однако низкие содержания все равно нужно контролировать, потому что красители способны накапливаться в окружающей среде и наносить вред здоровью животных, ухудшать качество воды. В таком случае нужно концентрировать краситель, потому что чувствительности метода анализа может быть недостаточно для прямого определения. Системы, с которыми мы работаем, позволяют с помощью малого объема растворителя извлечь вещество из большого объема водной фазы», – рассказала еще одна участница исследования, аспирант химического факультета МГУ Кристина Лысковцева.
В будущем авторы планируют продолжить изучение свойств разработанных ионных жидкостей, а также искать новые биосовместимые, экологически безопасные и доступные растворители. Ведется работа с определением биологически важных соединений: аминокислот, биогенных аминов, витаминов и стероидных противовоспалительных препаратов.