ГОСТ Р 53139-2008. Национальный стандарт Российской Федерации. Соки и соковая продукция. Идентификация. Определение аскорбиновой кислоты ферментативным методом
(утв. и введен в действие Приказом Ростехрегулирования от 18.12.2008 № 568-ст)
Внимание
Документ утратил силу с 15 февраля 2015 года в связи с изданием Приказа Росстандарта от 29.11.2012 № 1594-ст. Взамен введен в действие ГОСТ 31717-2012. Документ утратил силу с 15 февраля 2015 года в связи с изданием Приказа Росстандарта от 29.11.2012 № 1594-ст. Взамен введен в действие ГОСТ 31717-2012. Документ включен в Перечень стандартов, содержащих правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения требований технического регламента Таможенного союза «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей» (ТР ТС 023/2011) и осуществления оценки (подтверждения) соответствия продукции (Решение Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 № 882). Документ включен в Перечень национальных стандартов, содержащих правила и методы исследований (испытаний) и измерений, в том числе правила отбора образцов, необходимые для применения и исполнения Федерального закона «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей» и осуществления оценки соответствия (Распоряжение Правительства РФ от 19.05.2009 № 690-р). Документ введен в действие с 1 января 2010 года.
ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ
flowchart LR n0["ГОСТ Р 53139-2008"]:::rst click n0 "https://bukva.ai/docs/gost-r-53139-2008" "ГОСТ Р 53139-2008. Национальный стандарт Российской Федерации. Соки и соковая продукция. Идентификация. Определение аскорбиновой кислоты ферментативным методом (утв. и введен в дей" n1["ГОСТ 31717-2012"]:::doc click n1 "https://bukva.ai/docs/gost-31717-2012" "ГОСТ 31717-2012. Межгосударственный стандарт. Соки и соковая продукция. Идентификация. Определение аскорбиновой кислоты ферментативным методом (введен в действие Приказом Росстанда" n0 --> n1 classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000; classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000; classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;
Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 18 декабря 2008 г. № 568-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СОКИ И СОКОВАЯ ПРОДУКЦИЯ. ИДЕНТИФИКАЦИЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ ФЕРМЕНТАТИВНЫМ МЕТОДОМ
Juices and juice products. Identification. Determination of ascorbic acid by enzymatic method
Предисловие
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения».
Сведения о стандарте
1. Подготовлен Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» Министерства образования и науки Российской Федерации (ГОУ ВПО МГУПП).
2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 93 «Продукты переработки фруктов, овощей и грибов» и Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств» Министерства образования и науки Российской Федерации (ГОУ ВПО МГУПП).
3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 декабря 2008 г. № 568-ст.
4. В настоящем стандарте учтены основные нормативные положения следующих международных (региональных) стандартов:
- CODEX-STAN 247-2005 «Единый стандарт на фруктовые соки и нектары» (CODEX-STAN 247-2005 «Codex general standard for fruit juices and nectars») в части требований к обеспечению качества, подлинности, необходимого состава и методов оценки показателей соков и нектаров;
- ИФУ № 5:2000 «Рекомендации к анализу витамина C» Сборник методов физико-химического анализа соков Международной федерации производителей фруктовых соков [IFU Recommendation No. 5, 2000 «Recommendations for Vitamin C Analysis», (International Federation of Fruit Juice Produces)].
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет.
1. Область применения
Настоящий стандарт распространяется на соки и соковую продукцию, включая соки и соковую продукцию для детского питания, в т.ч. фруктовые и овощные соки, нектары, морсы и сокосодержащие напитки, фруктовые и овощные пюре, а также на концентрированные фруктовые и овощные соки, концентрированные морсы, концентрированные фруктовые и овощные пюре и устанавливает метод ферментативного определения массовой концентрации аскорбиновой кислоты (витамина C) в виде кислоты или ее соли. Диапазон определения массовой концентрации аскорбиновой кислоты составляет от 0,0003 до 0,2 г/дм3 включительно.
2. Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 245-76 Реактивы. Натрий фосфорнокислый однозамещенный 2-водный. Технические условия
ГОСТ 841-64 Реактивы. Кислота метафосфорная. Технические условия
ГОСТ 1625-89 Формалин технический. Технические условия
ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия
ГОСТ 3652-69 Реактивы. Кислота лимонная моногидрат и безводная. Технические условия
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 12026-76 Бумага фильтровальная лабораторная. Технические условия
ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования
ГОСТ 24363-80 Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 26313-84 Продукты переработки плодов и овощей. Правила приемки, методы отбора проб
ГОСТ 26671-85 Продукты переработки плодов и овощей, консервы мясные и мясорастительные. Подготовка проб для лабораторных анализов
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 29227-91 (ИСО 835-2-81) Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования
Примечание. При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3. Обозначения и сокращения
В настоящем стандарте применены следующие сокращения и обозначения:
МТТ — бромид 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолия;
ФМС — переносчик электронов — феназинметосульфат;
4. Сущность метода
Аскорбиновая кислота (витамин C) и другие редуцирующие вещества (x - H_{2}) восстанавливают бромид 3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолия (МТТ) в присутствии переносчика электронов феназинметосульфата (ФМС) при pH 3,5 до комплекса МТТ-формазана. В кювете с пробой измеряют сумму редуцирующих веществ:
Для обеспечения специфичного определения аскорбиновой кислоты в контрольной кювете проводят окисление аналита аскорбатоксидазой (АО) в присутствии кислорода воздуха. Образующаяся дегидроаскорбиновая кислота не взаимодействует с МТТ и ФМС:
\text{Аскорбиновая}_\text{кислота} + 1/2O_{2}^{\text{АО}} \rightarrow \text{дегидроаскорбиновая}_\text{кислота} + H_{2}O .
Количество образовавшегося комплекса МТТ-формазан, эквивалентное количеству аскорбиновой кислоты в исходной пробе, определяют спектрофотометрическим измерением оптической плотности исследуемого раствора пробы при длине волны 578 нм.
5. Отбор проб
5.1. Отбор проб — по ГОСТ 26313, подготовка проб — по ГОСТ 26671.
6. Проведение определения
6.1. Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы
Гидроокись калия по ГОСТ 24363, ч.д.а., раствор молярной концентрации c(KOH) = 10 моль/дм3.
Поливинилполипирролидон (код пищевой добавки E1202) с содержанием основного вещества не менее 95% по [1].
Лимонная кислота моногидрат, C_{6}H_{8}O_{7} \cdot H_{2}O , по ГОСТ 3652, ч.д.а.
Аскорбиновая кислота, C_{6}H_{8}O_{6} , по [2], [3], х.ч.
Формалин по ГОСТ 1625, раствор с объемной долей 5%.
3-(4,5-диметилтиазол-2-ил)-2,5-дифенил-2Н-тетразолий бромид (МТТ) с содержанием основного вещества не менее 95% по [1].
Феназинметосульфат (феназин/ФМС) с содержанием основного вещества не менее 95% по [1].
Аскорбатоксидаза (сухой лиофилизат/АО), E 1.10.3.3 с содержанием основного вещества не менее 95% по [1].
Метафосфорная кислота, (HPO_{4})_{n} , по ГОСТ 841, раствор массовой концентрации 15 г/дм3.
Дистиллированная вода по ГОСТ 6709.
Спектрофотометр, позволяющий проводить измерения при длине волны 578 нм, или фотометр фотоэлектрический с шириной спектральной полосы не более 10 нм и допустимой абсолютной погрешностью измерений не более +/- 1%, или спектрофотометр на ртутной лампе, позволяющий проводить измерения при 578 нм.
Кюветы из оптического стекла или полимерных материалов с длиной оптического пути 1 см.
Иономер или pH-метр с погрешностью измерения не более +/- 0,05 pH.
Пипетки номинальной вместимостью 0,01; 0,02; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5 и 10 см3 с относительной погрешностью дозирования +/- 1% по ГОСТ 29227 1-го класса точности или дозаторы пипеточные с аналогичными или изменяемыми объемами доз с относительной погрешностью дозирования не более +/- 1% [4], или импортные с аналогичными характеристиками.
Колбы мерные по ГОСТ 1770 вместимостью 100, 250 и 1000 см3.
Стаканы по ГОСТ 25336 вместимостью 20 и 200 см3.
Цилиндры по ГОСТ 1770 вместимостью 50 и 100 см3.
Лабораторная воронка по ГОСТ 25336 диаметром 5 см.
Термометр жидкостный стеклянный по ГОСТ 28498 для диапазона температур от 0 °C до 100 °C с пределом допускаемой погрешности не более +/- 1 °C.
Весы лабораторные по ГОСТ 24104 с пределом допускаемой абсолютной погрешности однократного взвешивания не более +/- 0,1 мг.
Шпатели пластиковые или палочки стеклянные оплавленные длиной от 8 до 10 см диаметром 2 — 3 мм для перемешивания содержимого кювет при проведении ферментативного определения.
Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026.
Водяной или воздушный термостат, обеспечивающий поддержание заданной температуры ферментативной реакции в диапазоне 30 °C — 40 °C и контроль температуры с погрешностью не более 0,5 °C.
Допускается применять другие средства измерений с метрологическими характеристиками, вспомогательные устройства с техническими характеристиками, а также реактивы, в том числе готовые наборы реактивов, по качеству не ниже перечисленных в настоящем разделе.
6.2 Приготовление растворов реактивов <1>
<1> Допускается использование готового набора реактивов для ферментативного определения аскорбиновой кислоты производства «Roche Diagnostics/R-Biopharm AG» (номер набора 10 409 677 035) согласно схеме дозирования и смешивания реактивов, прилагаемой к набору. Указанный набор реактивов является рекомендуемым для применения. Эта информация дана для сведения пользователей настоящего стандарта и не означает, что стандарт устанавливает обязательное применение этого набора реактивов.
6.2.1. Фосфатно-цитратный буферный раствор (натрий фосфорнокислый однозамещенный молярной концентрации 0,2 моль/дм3, раствор моногидрата лимонной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм3, pH 3,6)
Растворяют 35,6 г натрия фосфорнокислого однозамещенного в мерной колбе вместимостью 1000 см3 в 500 см3 дистиллированной воды, полученной непосредственно перед приготовлением раствора реактива. После полного растворения реактива объем раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой.
Растворяют 21,0 г лимонной кислоты моногидрата в мерной колбе вместимостью 1000 см3 в 500 см3 свежей дистиллированной воды. После полного растворения реактива объем раствора в колбе доводят до метки дистиллированной водой.
Для приготовления фосфатно-цитратного буферного раствора с pH 3,6 смешивают 31,6 частей раствора натрия фосфорнокислого однозамещенного молярной концентрации 0,2 моль/дм3 и 68,4 частей раствора моногидрата лимонной кислоты молярной концентрации 0,1 моль/дм3.
Фосфатно-цитратный буферный раствор годен для применения в течение 1 мес при условии хранения при температуре 4 °C. Перед использованием необходимо контролировать pH и температуру фосфатно-цитратного буферного раствора, значения которых должны составлять соответственно 3,6 и 20 °C — 25 °C. Контроль температуры осуществляют термометром. При отклонении от требуемого значения pH фосфатно-цитратный буферный раствор готовят заново.
6.2.2 Рабочий раствор МТТ массовой концентрации 5 мг/см3
Растворяют 200 мг МТТ в 40 см3 фосфатно-цитратного буферного раствора с pH 3,6 (см. 6.2.1). Объем рабочего раствора МТТ достаточен для проведения примерно 20 отдельных определений аскорбиновой кислоты (см. 6.4).
Рабочий раствор МТТ годен для применения в течение 1 мес при условии хранения при температуре 4 °C (без доступа света!). Перед использованием необходимо контролировать pH и температуру рабочего раствора МТТ, значения которых должны составлять соответственно 3,6 и 20 °C — 25 °C. Контроль температуры осуществляют термометром. При отклонении от требуемого значения pH рабочий раствор МТТ готовят заново.
6.2.3 Рабочий раствор ФМС массовой концентрации 0,6 мг/см3
Растворяют 30 мг ФМС в 50 см3 дистиллированной воды, полученной непосредственно перед приготовлением раствора реактива и нагретой на электроплитке до 40 °C — 50 °C. Рабочий раствор ФМС годен для применения в течение 12 мес при условии хранения при температуре 4 °C. Незначительно красное окрашивание, которое может появиться при хранении рабочего раствора ФМС, не влияет на результаты ферментативного определения аскорбиновой кислоты.
6.2.4 Рабочий раствор АО (1700 U/см3) <1>
<1> Допускается использовать в определении готовые препараты аскорбатоксидазы. Аскорбатоксидаза, иммобилизованная на пластиковом шпателе на целлюлозной подложке (рабочая активностью фермента 17 U), входит в состав готового набора реактивов для определения аскорбиновой кислоты производства «Roche Diagnostics/R-Biopharm AG» (номер набора 10 409 677 035). Пример схемы ферментативного определения с использованием готового набора реактивов приведен в таблице 3. Указанный набор реактивов является рекомендуемым для применения. Эта информация дана для сведения пользователей настоящего стандарта и не означает, что стандарт устанавливает обязательное применение этого набора реактивов.
Навеску сухого лиофилизата, соответствующую активности фермента 1700 U, растворяют в 1,0 см3 фосфатно-цитратного буферного раствора с pH 3,6 (см. 6.2.1). Раствор готовят непосредственно перед использованием.
6.2.5 Раствор гидроокиси калия молярной концентрации c(KOH) = 10 моль/дм3
Растворяют 14,03 г гидроокиси калия в мерной колбе вместимостью 250 см3 в 150 см3 дистиллированной воды, полученной непосредственно перед приготовлением раствора реактива. После полного растворения реактива объем раствора в колбе доводят до метки.
6.2.6 Раствор формалина с объемной долей 5%
В химический стакан на 20 см3 вносят 3 см3 раствора формалина с объемной долей формальдегида 35%. Добавляют 4 см3 дистиллированной воды. Раствор перемешивают стеклянной палочкой и используют для подготовки пробы согласно 6.3.3.
6.2.7 Раствор метафосфорной кислоты массовой концентрации (HPO_{4})_{n} = 15\text{г}/\text{дм}^{3}
Растворяют 15 г метафосфорной кислоты массовой долей 33,5% в мерной колбе вместимостью 1000 см3 в 500 см3 дистиллированной воды, полученной непосредственно перед приготовлением раствора реактива. После полного растворения реактива объем раствора в колбе доводят до метки.
6.3. Подготовка пробы
Концентрированные соки и пюре перед определением восстанавливают согласно нормативным документам свежей дистиллированной водой до содержания растворимых сухих веществ согласно нормативным документам для соответствующего вида продукции.
6.3.1 Прозрачные или мутные слабоокрашенные пробы
С помощью раствора гидроокиси калия (10 моль/дм3) проводят корректировку pH пробы до значения 3,5 — 4,0. В зависимости от количества аскорбиновой кислоты пробу разбавляют дистиллированной водой или раствором метафосфорной кислоты (15 г/дм3) согласно таблице 1.
| Массовая концентрация аскорбиновой кислоты в пробе <1>, г/дм3 | Разбавление | Фактор разбавления F |
| < 0,20 | - | 1 |
| 0,20 — 2,0 | 1 + 9 | 10 |
| 2,0 — 20,0 | 1 + 99 | 100 |
| > 20 | 1 + 999 | 1000 |
| <1> Для оценки количества аскорбиновой кислоты используют документы, содержащие сведения о составе соков и соковой продукции [[5]](#p100368). | ||
Пробу, содержащую мутную взвесь, после разбавления фильтруют через бумажный складчатый фильтр. Для определения аскорбиновой кислоты используют визуально прозрачный слабоокрашенный фильтрат в количестве 0,100 см3.
6.3.2 Прозрачные или мутные сильноокрашенные пробы
С помощью раствора гидроокиси калия молярной концентрации 10 моль/дм3 проводят корректировку pH пробы до значения 3,5 — 4,0. В зависимости от количества аскорбиновой кислоты пробу разбавляют дистиллированной водой или раствором метафосфорной кислоты массовой концентрации 15 г/дм3 согласно таблице 1.
Для удаления природных красящих пигментов к 10 см3 пробы добавляют 100 мг поливинилполипирролидона. Пробу перемешивают в течение 1 мин, затем фильтруют через бумажный складчатый фильтр.
Для определения аскорбиновой кислоты используют визуально прозрачный слабоокрашенный фильтрат в количестве 0,100 см3.
6.3.3 Подготовка проб, содержащих в повышенных количествах диоксид серы
К 10 см3 пробы добавляют одну каплю разбавленного раствора формалина объемной долей 5%. Пробу перемешивают и выдерживают 5 мин при комнатной температуре. Значение pH пробы при необходимости корректируют раствором гидроокиси калия (10 моль/дм3) и разбавляют согласно таблице 1. Мутные пробы дополнительно фильтруют (см. 6.3.1, 6.3.2). Сильноокрашенные пробы обрабатывают поливинилполипирролидоном согласно 6.3.2.
В определении по 4.5 используют от 0,200 до 0,500 см3 фильтрата.
6.4. Условия определения
Длина волны при фотометрическом измерении составляет 578 нм. Для измерения используют стеклянную кювету <1> с толщиной оптического слоя 1 см, равной ширине грани. Ферментативное определение проводят при температуре 37 °C. Общий объем инкубационной смеси в кювете составляет 2,70 см3.
<1> Вместо кювет из оптического стекла допускается использование одноразовых кювет из полимерных материалов.
Измерение оптической плотности инкубационной смеси проводят против воздуха (без кюветы в световом пути прибора). Проба в инкубационной смеси в кювете должна содержать от 0,5 до 20 мкг аскорбиновой кислоты в 0,1 — 1,6 см3 пробы.
6.5. Ферментативное определение
Ферментативное определение аскорбиновой кислоты в пробе проводят по схеме дозирования и смешивания реактивов, приведенной в таблице 2. Если в определении используют иммобилизованную АО и готовые наборы реактивов, дозирование и смешивание реактивов проводят по схеме таблицы 3.
Схема дозирования и смешивания реактивов для ферментативного определения аскорбиновой кислоты
| Дозирование в кювету | Контрольная проба | Проба |
| Рабочий раствор МТТ <1> (см. 6.2.2) | 1,000 см3 | 1,000 см3 |
| Дистиллированная вода | 1,490 см3 | 1,500 см3 |
| Проба <2> (см. 6.3) | 0,100 см3 | 0,100 см3 |
| Рабочий раствор АО (см. 6.2.4) | 0,01 см3 | - |
| Перемешивают. Помещают контрольную кювету и кювету с пробой в термостат при температуре 37 °C. В течение 6 мин <3> интенсивно перемешивают содержимое кюветы с контрольной пробой пластиковой или стеклянной палочкой с целью насыщения инкубационной смеси воздухом (необходимое условие полного окисления аскорбиновой кислоты в контрольной пробе!). После выдержки в контрольной кювете и в кювете с пробой измеряют значение оптической плотности A_{1} . Продолжают реакцию добавлением: | ||
| Рабочий раствор ФМС <4> (см. 6.2.3) | 0,100 см3 | 0,100 см3 |
| Перемешивают. Инкубируют (в темноте!) при температуре 37 °C в течение 15 мин, после чего немедленно измеряют значение оптической плотности A_{2} в кювете с контрольной пробой и в кювете с пробой | ||
| <1> Температура раствора должна составлять 37 °C. <2> Перед дозированием в кювету пипетку или наконечник дозатора следует ополоснуть фильтратом пробы (см. 6.3). <3> При определении аскорбиновой кислоты в пробах, содержащих повышенные количества диоксида серы, время выдержки кюветы с контрольной пробой увеличивают до 10 мин. <4> После внесения рабочего раствора ФМС кюветы изолируют от доступа света. | ||
Схема дозирования и смешивания реактивов
для ферментативного определения аскорбиновой кислоты
при использовании иммобилизованной АО
| Дозирование в кювету | Контрольная проба | Проба |
| Рабочий раствор МТТ (см. 6.2.2) | 1,000 см3 | 1,000 см3 |
| Дистиллированная вода | 1,500 см3 | 1,500 см3 |
| Проба (см. 6.3) | 0,100 см3 | 0,100 см3 |
| Иммобилизованная АО | Один шпатель | - |
| Перемешивают. Помещают контрольную кювету и кювету с пробой в термостат при температуре 37 °C. В течение 6 мин интенсивно перемешивают содержимое кюветы с контрольной пробой шпателем с иммобилизованной АО с целью насыщения инкубационной смеси воздухом (необходимое условие полного окисления аскорбиновой кислоты в контрольной пробе!). После выдержки в контрольной кювете и в кювете с пробой измеряют значение оптической плотности A_{1} . Продолжают реакцию добавлением: | ||
| Рабочий раствор ФМС (см. 6.2.3) | 0,100 см3 | 0,100 см3 |
| Перемешивают. Инкубируют (в темноте!) при температуре 37 °C в течение 15 мин, после чего немедленно измеряют значение оптической плотности A_{2} в кювете с контрольной пробой и в кювете с пробой | ||
7. Обработка результатов измерений
Значение разницы между конечным и начальным значениями оптической плотности контроля и пробы рассчитывают по формуле
\Delta A = (A_{2} - A_{1})_{\text{проб}} - (A_{2} - A_{1})_{\text{конт}} . (1)
Значение разницы оптических плотностей \Delta A должно составлять не менее 0,100.
Искомую массовую концентрацию аскорбиновой кислоты в исходной пробе, г/дм3, рассчитывают по общей формуле
c = \frac{V \cdot MW}{\epsilon \cdot d \cdot v \cdot 1000} \cdot \Delta A , (2)
MW — молекулярный вес аскорбиновой кислоты или аскорбата (176,13 и 175,12 г/моль соответственно);
d — длина оптического пути кюветы, см;
\epsilon — молярный коэффициент оптической плотности формазана (при измерении и длине волны 578 нм составляет 16,9 дм3/ммоль x см).
Подставляя в формулу (2) необходимые значения для аскорбиновой кислоты, получают модифицированную формулу (3) для расчета массовой концентрации аскорбиновой кислоты (в г/дм3) в пробе:
c = \frac{2,70 \cdot 176,13}{16,9 \cdot 1 \cdot 0,100 \cdot 1000} \cdot \Delta A = 0,2814 \cdot \Delta A . (3)
Если перед ферментативным определением проба подвергалась разбавлению, то результат, полученный по формуле (3), умножают на коэффициент разбавления F.
В случае концентрированных соков или пюре результат определения выражают в г/100 г продукта. Расчет осуществляют с учетом навески, взятой для получения восстановленного продукта (см. 6.3), по формуле
где c — массовая концентрация аскорбиновой кислоты в исследованной пробе, рассчитанная по формуле (2), г/дм3;
m — навеска концентрированного сока или пюре, взятая для получения восстановленного продукта (см. 6.3), г.
8. Дополнительные указания
8.1. Факторы, влияющие на определение
Если общая разница оптических плотностей \Delta A менее 0,100, то необходимо повторно провести определение, используя бо́льшую навеску или увеличенный объем пробы, дозируемой в инкубационную смесь (до 1,490 см3 по схеме дозирования таблицы 2 или до 1,500 см3 по схеме дозирования таблицы 3). В этом случае объем воды, добавляемой в кювету, должен быть уменьшен на соответствующее значение для сохранения общего объема инкубационной смеси (2,70 см3) в кювете с неизменными контролем и пробой. Увеличенный объем пробы необходимо принимать во внимание при расчете конечного результата согласно формуле (3).
8.2. Специфичность определения
Метод специфичен для определения общей аскорбиновой кислоты, включающей D- и L-изомеры.
В анализе коммерческих препаратов аскорбиновой кислоты (например, витаминов) в свежеприготовленных растворах можно ожидать, что степень повторного нахождения искомого вещества составит 94% — 100%. На качество результатов определения степени повторного нахождения влияет срок хранения коммерческого препарата аскорбиновой кислоты и растворитель, используемый для получения растворов. Рекомендуется использовать раствор метафосфорной кислоты (см. 4.1) с доведением pH пробы до 3,5 — 4,0.
На стабильность аскорбиновой кислоты в водных растворах сильно влияет присутствие ионов металлов, например железа и меди, а также наличие в пробе кислорода. В этом случае ожидаемая степень повторного нахождения будет составлять менее 100%, что обусловливается частичной потерей аскорбиновой кислоты.
С помощью настоящего ферментативного метода нельзя определить L-аскорбилпальмитат, так как в ходе щелочного гидролиза происходит спонтанное разрушение свободной аскорбиновой кислоты.
8.3. Причины возможных ошибок при проведении определения
Сахароза, содержащаяся в соках и соковой продукции, не мешает определению, если ее концентрация в кювете не превышает 30 мг.
Определению аскорбиновой кислоты мешает D-сорбит (при концентрации более 20 мг в кювете), который ингибирует аскорбатоксидазу, а также этанол в высоких концентрациях, превышающих 100 мг/кювета. Влияние большинства мешающих факторов на результат определения исключается путем увеличения длительности инкубации контрольной пробы с аскорбатоксидазой до 10 мин.
Диоксид серы в высоких концентрациях, превышающих 50 мкг/кювета, взаимодействует с МТТ и ФМС и вызывает тем самым медленно текущую реакцию. В этом случае пробу подвергают предварительной обработке согласно 6.3.3.
Ионы металлов в концентрациях более 100 мкг/кювета могут понизить pH системы и тем самым ингибировать действие аскорбатоксидазы.
Нитрит, который может содержаться в некоторых овощных соках, не мешает определению. Однако его присутствие в системе может привести к спонтанному распаду аскорбиновой кислоты.
Ионы оксалата в концентрациях от 30 мкг/кювета способны оказывать значительное ингибирующее действие на аскорбатоксидазу. Высокую концентрацию оксалата устраняют путем добавления ионов кальция до концентрации 30 мкг/кювета и выше, а также созданием в системе слабокислой среды (pH 5 — 6).
8.4. Выявление и устранение мешающих факторов при проведении анализа. Контроль ферментативного определения
8.4.1 Общие указания
Если разница оптических плотностей \Delta A менее 0,100, следует провести повторную подготовку пробы к определению, увеличив ее навеску или уменьшив разбавление. Значение pH пробы в любом определении должно находиться в интервале от 3,5 до 4,0.
8.4.2 Операции с контрольной пробой
Содержимое кюветы с контрольной пробой интенсивно перемешивают стеклянной или пластиковой палочкой (или шпателем с иммобилизованной \text{АО}^{2} ) в течение предварительной реакции.
После внесения рабочего раствора ФМС реакция проявляет повышенную чувствительность к свету, поэтому инкубирование при температуре 37 °C необходимо проводить в полной темноте. Для чего кюветы, находящиеся, например, в держателе, помещенном в водяной или воздушный термостат, накрывают плотной светонепроницаемой тканью. Попадание света приводит к возникновению нежелательной медленно текущей реакции.
В случае медленно текущей реакции, вызванной попаданием света, значение оптической плотности A_{2} системы определяют в соответствии с рекомендациями 6.4.5. Так как кюветы с пробой и контрольной пробой содержат одинаковый объем инкубационной смеси, медленно текущие реакции в них идентичны. От экстраполяции в этом случае можно отказаться. Однако необходимо принимать во внимание, что оптическую плотность A_{2} в кювете с контрольной пробой и в кювете с пробой необходимо измерять непосредственно одну за другой.
Если разница оптических плотностей (A_{2} - A_{1}) контрольной пробы менее 0,020, то следует соблюдать следующие правила: рабочий раствор МТТ должен храниться в темноте; при использовании рабочего раствора МТТ его нельзя подвергать прямому облучению солнечным или электрическим светом; содержимое кюветы с контрольной пробой необходимо интенсивно перемешивать стеклянной или пластиковой палочкой (или шпателем с иммобилизованной АО) с целью насыщения инкубационной смеси воздухом; после внесения в инкубационную смесь рабочего раствора ФМС кюветы с контрольной пробой и пробой защищают от солнечного или электрического света.
8.4.3 Стабильность аскорбиновой кислоты
Водные растворы аскорбиновой кислоты нестабильны. При анализе твердых проб рекомендуется проводить выделение аскорбиновой кислоты раствором метафосфорной кислоты концентрации 15 г/дм3. После экстрагирования pH вытяжки корректируют раствором гидроокиси калия (10 моль/дм3) до 3,5 — 4,0.
Для стабилизации аскорбиновой кислоты не рекомендуется применять растворы оксалатов, так как их ионы ингибируют аскорбатоксидазу.
Разбавление пробы дистиллированной водой или метафосфорной кислотой проводят непосредственно перед определением. В этом случае нет необходимости в проведении корректировки pH до 3,5 — 4,0.
8.4.4 Медленно текущие реакции
Из практики применения метода следует, что оптическая плотность инкубационной смеси может увеличиваться даже после окончания ферментативной реакции (возникает медленно текущая реакция). В этом случае расчет значения конечной оптической плотности проводят экстраполированием на момент внесения в инкубационную смесь рабочего раствора ФМС (см. 6.2.3).
Экстраполяцию проводят графическим способом или согласно следующей схеме: по истечении 15 мин после добавления в кюветы рабочего раствора ФМС (см. 6.2.3) проводят измерение оптической плотности (A_{2}) , измерения повторяют каждые две минуты до тех пор, пока приращение \Delta A/\Delta t не будет принимать постоянные значения. Измерения останавливают и действительное значение конечной оптической плотности инкубационной смеси на момент внесения рабочего раствора ФМС (см. Приложение А) рассчитывают по формуле
A_{2}(t_{0}) = A_{2}(t_{15}) - \frac{15 \cdot \Delta A/\Delta t}{2} . (5)
Затем по формуле (1) рассчитывают значение разницы между значениями конечной и начальной оптической плотности контроля и пробы.
8.5. Контроль ферментативного определения
Контроль определения осуществляют при необходимости проверки качества реактивов, оценки уровня квалификации персонала лаборатории, осуществляющего анализ аскорбиновой кислоты, а также для выявления и устранения случайных и систематических ошибок определения.
8.5.1 Приготовление стандартного раствора аскорбиновой кислоты
Берут навеску в 200 мг аскорбиновой кислоты и количественно переносят ее в мерную колбу вместимостью 100 см3. Объем раствора в колбе доводят до метки метафосфорной кислотой (15 г/дм3), затем тщательно перемешивают. Переносят 10 см3 приготовленного раствора в другую мерную колбу вместимостью 100 см3, затем доводят объем раствора до метки метафосфорной кислотой (15 г/дм3). Содержимое колбы тщательно перемешивают.
Стандартный раствор аскорбиновой кислоты стабилен в течение суток при температуре 20 °C, в течение трех дней при температуре 4 °C и в течение одной недели при минус 20 °C. В схемах дозирования и определения (таблицы 2, 3 и 4) допускается использовать в качестве внешнего стандарта только свежеприготовленный стандартный раствор аскорбиновой кислоты.
Схема дозирования и смешивания реактивов для ферментативного
определения с использованием раствора аскорбиновой кислоты
в качестве внешнего и внутреннего стандарта (8.5.2)
| Дозируют в кювету | Контрольная проба | Проба | Стандарт (контроль) | Стандарт (внешний) | Контроль + стандарт (внутренний) | Проба + стандарт (внутренний) |
| Рабочий раствор МТТ (см. 6.2.2) | 1,000 см3 | 1,000 см3 | 1,000 см3 | 1,000 см3 | 1,000 см3 | 1,000 см3 |
| Дистиллированная вода | 1,490 <1> см3 (1,500 <2> см3) | 1,490 <1> см3 (1,500 <2> см3) | 1,490 <1> см3 (1,500 <2> см3) | 1,490 <1> см3 (1,500 <2> см3) | 1,490 <1> см3 (1,500 <2> см3) | 1,490 <1> см3 (1,500 <2> см3) |
| Проба (см. 6.3) | 0,100 см3 | 0,100 см3 | - | - | 0,050 см3 | 0,050 см3 |
| Стандартный раствор аскорбиновой кислоты (см. 6.5.1) - - | ||||||
| 0,100 см3 | 0,100 см3 | 0,050 см3 | 0,050 см3 | Рабочий раствор АО (см. 6.2.4) или иммобилизованная АО | 0,010 <1> см3 | (один шпатель <2>) |
| - | 0,010 <1> см3 (один шпатель <2>) | - | 0,010 <1> см3 (один шпатель <2>) | - | Перемешивают. Помещают кюветы в термостат при 37 °C. В течение 6 мин интенсивно перемешивают содержимое контрольных кювет с целью насыщения инкубационной смеси воздухом (необходимое условие полного окисления аскорбиновой кислоты!). После выдержки измеряют значение начальной оптической плотности A1. Продолжают реакцию добавлением: Рабочий раствор ФМС (см. 6.2.3) | 0,100 см3 |
| 0,100 см3 | ||||||
| 0,100 см3 | 0,100 см3 | 0,100 см3 | 0,100 см3 | Перемешивают. Инкубируют (в темноте!) при температуре 37 °C в течение 15 мин, после чего немедленно измеряют значение конечной оптической плотности A2 | <1> При использовании рабочего раствора АО (см. 6.2.4). | <2> При использовании иммобилизованного препарата АО (например, шпателя с иммобилизованной АО). |
| 8.5.2. Применение стандартного раствора аскорбиновой кислоты в качестве внутреннего стандарта Ферментативное определение с применением стандартного раствора аскорбиновой кислоты (см. 6.5.1) в качестве внутреннего стандарта проводят по следующей схеме дозирования (см. таблицу 4): | ||||||
По формуле (1) рассчитывают разницу значений оптических плотностей для кювет «Проба + стандарт (внутренний)», «Стандарт (внешний)» и «Проба». Степень повторного нахождения (ПН, %) для аскорбиновой кислоты, содержащейся в стандартном растворе (см. 6.5.1), рассчитывают по формуле
\text{ПН } = \frac{2 \cdot \Delta A_{\text{проба} + \text{стандарт}} - \Delta A_{\text{проба}}}{\Delta A_{\text{стандарт}}} \cdot 100 . (6)
Ферментативное определение проведено без ошибок, если степень повторного нахождения аскорбиновой кислоты находится в интервале от 95% до 100%.
8.6. Граница чувствительности метода
Граница чувствительности метода составляет 0,30 мг/дм3 при \Delta A = 0,015 (при 578 нм) и максимальном объеме пробы v в 1,490 (или 1,600) см3.
8.7. Линейность определения
Линейность определения сохраняется в интервале от 0,5 мкг аскорбиновой кислоты в кювете (0,3 мг аскорбиновой кислоты/дм3 пробы; объем пробы — v = 1,600 см3) до 20 мкг аскорбиновой кислоты в кювете (0,2 г аскорбиновой кислоты/дм3 пробы; объем пробы v = 0,100 см3).
9. Метрологические характеристики метода
В параллельном определении возможны различия между значениями оптических плотностей, которые будут составлять от 0,005 до 0,010. Это соответствует объему пробы v = 0,100 см3 и концентрации аскорбиновой кислоты от 1,5 до 3 мг/дм3. При использовании в определении навески пробы в 1 г/100 см3 (= 10 г/дм3) ожидаемые различия между параллельными определениями составят 0,015 — 0,030 г/100 г. Метрологические характеристики метода приведены в Приложении Б.
ИНФОРМАЦИЯ О МЕДЛЕННО ТЕКУЩИХ РЕАКЦИЯХ
Ферментативные реакции в большинстве случаев являются реакциями нулевого порядка. Основная реакция характеризуется высокой скоростью. Для побочной — медленно текущей реакции — характерны низкие скорости. С практической точки зрения начало основной реакции связано с началом побочной реакции нулевого порядка. Характерным признаком медленно текущей реакции является постоянное количественное изменение оптической плотности с течением времени. Для получения достоверных результатов значение имеет только основная реакция. Концентрацию искомого вещества (субстрата в основной реакции) рассчитывают на основе количественной разницы между значением оптической плотности суммарной реакции (основная + медленно текущая реакции) и значением оптической плотности медленно текущей реакции.
Медленно текущая реакция начинается в отправной точке суммарной реакции (рисунок А.1). В этот момент времени в инкубационной смеси отсутствуют продукты ферментативной реакции, в том числе продукты медленно текущей реакции, которые могли бы привести к изменению оптической плотности системы. Для количественного определения общей разницы оптических плотностей значение конечной оптической плотности инкубационной смеси экстраполируют на момент начала основной реакции — внесение фермента или добавление рабочего реактива (рабочего раствора ФМС в ферментативном определении аскорбиновой кислоты). Контроль медленно текущей реакции позволяет получить только один количественный результат — значение оптической плотности в начальной точке суммарной реакции (основная + побочная реакции). Присутствие в инкубационной смеси медленно текущей реакции регистрируют с момента завершения основной реакции.
Суммарная реакция = основная + медленно текущая реакции
Рисунок А.1. Графическое определение конечной оптической
плотности инкубационной смеси, в которой присутствует
медленно текущая реакция
Метрологические характеристики метода, полученные в трех лабораториях, приведены в таблицах Б.1 и Б.2.
БИБЛИОГРАФИЯ
| [1] | База данных сети Интернет R-Biopharm AG. Food and Feed Analysis. Enzymatic BioAnalysis. - http://www.r-biopharm.com. — 2008 |
|---|---|
| [2] ФС 42-2668-95 | Кислота аскорбиновая (витамин C) |
| [3] ГФ СССР X, ст. 6 | Кислота аскорбиновая (витамин C) |
| [4] ТУ 64-13329-81 | Дозаторы пипеточные |
| [5] | Свод правил для оценки качества фруктовых и овощных соков Ассоциации промышленности соков и нектаров из фруктов и овощей Европейского союза (издание на русском языке). — М.: Нововита. — 2004 |
.