МУК 4.1.2325-08. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Хромато-масс-спектрометрическое определение в атмосферном воздухе летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки. Методические указания
(утв. Роспотребнадзором 28.01.2008)
Примечание
Документ введен в действие с 28 апреля 2008 года.
Утверждаю Руководитель Федеральной
службы по надзору в сфере
защиты прав потребителей
и благополучия человека,
Главный государственный
санитарный врач
Российской Федерации
Г. Г. Онищенко
28 января 2008 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ХРОМАТО-МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ЛЕТУЧИХ КОМПОНЕНТОВ АРОМАТИЗАТОРОВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЖЕВАТЕЛЬНОЙ РЕЗИНКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.2325-08
1. Разработаны ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН (д.б.н., проф. А.Г. Малышева, к.х.н. А.А. Беззубов, к.х.н. Н.Ю. Козлова).
2. Рекомендованы к утверждению Комиссией по санитарно-эпидемиологическому нормированию при Федеральной службе по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (протокол от 06 декабря 2007 г. № 3).
3. Утверждены Руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации Г.Г. Онищенко 28 января 2008 г.
4. Введены в действие с 24 апреля 2008 г.
Предисловие
Ароматизаторы — душистые вещества, обладающие специфическим, в основном приятным запахом, применяются в пищевой промышленности, медицине, парфюмерно-косметическом производстве, используются в качестве полупродуктов в химическом синтезе.
Основным источником ароматизаторов являются эфирные масла, выделяемые из растительного сырья, а также их аналоги, получаемые путем химического синтеза. По своей природе ароматизаторы относятся к терпеноидам (моно- и сесквитерпенам), сложным эфирам, альдегидам и кетонам, спиртам, а также производным ароматических углеводородов.
В производстве жевательной резинки используются различные ароматизаторы, придающие ей ароматы мяты, клубники, лимона, яблок, малины и т.д. Проведенный нами хромато-масс-спектрометрический анализ около 30 различных ароматизаторов, применяемых в производстве жевательной резинки, показал наличие в их составе до 100 и более химических веществ. Среди них терпеноиды, включая моно- и сесквитерпеновые углеводороды и кислородсодержащие монотерпены, спирты, карбонильные соединения, сложные эфиры, ароматические углеводороды, моно-, ди- и триацетаты глицерина, ангидриды янтарной кислоты и др.
Анализ компонентного и группового состава широкого спектра ароматизаторов, применяемых при производстве жевательной резинки, с учетом комплекса критериев (уровень концентраций, распространенность, специфичность) позволил выделить 22 приоритетных для контроля органических соединения, поступающих в атмосферный воздух в процессе производства жевательной резинки. К ним относятся терпеновые углеводороды (лимонен, \alpha - и \beta - \text{пинены} , оцимен, \beta - \text{фелландрен} , 3-карен, мирцен и кариофиллен), кислородсодержащие терпены (ментол, липалоол, цинеол, цитраль и ментон), сложные эфиры (ацетаты ментола, изоамилового, гексилового и гептилового спиртов, этиловые эфиры бутановой и гексановой кислот и триацетат глицерина), ангидрид 3-метилянтарной кислоты и п-цимол.
Население в жилой зоне вблизи расположения производств на основе использования ароматизаторов, несмотря на приятный запах, нередко предъявляет жалобы на его присутствие в атмосферном воздухе. Для гигиенической оценки опасности влияния на здоровье человека душистых веществ установлен гигиенический норматив (\text{ПДК}_{\text{м}.\text{р}.}) летучих компонентов ароматизаторов, применяемых в производстве жевательной резинки, в атмосферном воздухе населенных мест. Методические указания предназначены для контроля загрязнения атмосферного воздуха вблизи расположения производств жевательной резинки.
1. Область применения
Методические указания по хромато-масс-спектрометрическому определению в атмосферном воздухе летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки предназначены для использования лабораториями центров гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий, научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения аналитического контроля загрязнения атмосферного воздуха в районах производства жевательной резинки.
2. Общие положения
Настоящие методические указания устанавливают количественный хромато-масс-спектрометрический анализ атмосферного воздуха для определения в нем летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки, в диапазоне концентраций 0,016 — 0,16 мг/м3 для терпеновых углеводородов (лимонена, \alpha - и \beta - \text{пиненов} , оцимена, \beta - \text{фелландрена} , 3-карена, мирцена и кариофиллена), кислородсодержащих терпенов (ментола, линалоола, цинеола, цитраля и ментона), сложных эфиров (ацетатов ментола, изоамилового, гексилового и гептилового спиртов, этиловых эфиров бутановой и гексановой кислот и триацетата глицерина), ангидрида 3-метилянтарной кислоты и п-цимола.
Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 «Методики выполнения измерений» [1]. Методические указания одобрены и рекомендованы к практическому применению на бюро секции по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды при Проблемной комиссии «Научные основы экологии человека и гигиены окружающей среды» и бюро Комиссии по государственному санитарно-гигиеническому нормированию Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
3. Физико-химические и токсикологические свойства, гигиенический норматив
Физико-химические свойства летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки представлены в табл. 1.
Терпеноиды, приведенные в табл. 1, за исключением ментола, являются бесцветными или слабоокрашенными жидкостями со своеобразным, часто приятным запахом мяты, лимона, хвои сосны, камфоры и др. По химическим свойствам эти вещества весьма неустойчивы, на свету в присутствии кислорода воздуха легко изомеризуются, окисляются и полимеризуются.
Сложные эфиры, входящие в состав ароматизаторов при производстве жевательной резинки, представляют собой бесцветные жидкости с приятным фруктовым запахом. По химическим свойствам в отсутствие влаги относительно стабильны к нагреванию, термически устойчивы. В присутствии кислот и щелочей легко гидролизуются до соответствующих кислот и спиртов.
Терпеноиды по общему характеру влияния на здоровье человека близки к действию летучих наркотиков (углеводородов, эфиров и др.). В высоких концентрациях их пары также действуют наркотически, часто отмечаются поражения почек (нефриты). Даже невысокие приятно действующие концентрации этих веществ могут вызвать головную боль, головокружение и даже невралгию [2].
Сложные эфиры обладают наркотическими свойствами. Они часто гидролизуются в организме, поэтому характер их действия зависит от образующихся из них кислот и спиртов [2].
Максимально разовая предельно допустимая концентрация \text{ПДК}_{\text{м}.\text{р}.} в атмосферном воздухе летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки составляет 0,02 мг/м3.
при производстве жевательной резинки
Примечание: р — растворим; н.р. — не растворим; л.р. — легко растворим; \infty — растворяется во всех отношениях; т.р. — трудно растворим.
4. Метрологическая характеристика
5. Метод измерений
Измерение летучих компонентов ароматизаторов при производстве жевательной резинки основано на улавливании их из атмосферного воздуха и концентрировании на твердом сорбенте, экстракции диэтиловым эфиром, упаривании до органического масла, реэкстракции этанолом, газохроматографическом разделении на капиллярной колонке, идентификации по масс-спектрам и временам выхода, количественному определению индивидуальных веществ с использованием градуировочных растворов и суммированию концентраций идентифицированных веществ для последующей гигиенической оценки загрязнения атмосферного воздуха в соответствии с \text{ПДК}_{\text{м}.\text{р}.} .
Нижний предел измерения суммарной концентрации летучих веществ в анализируемом объеме пробы 0,0154 мкг.
Определению не мешают другие органические вещества. Продолжительность проведения хромато-масс-спектрометрического анализа 36 мин.
6. Средства измерений, вспомогательные устройства, материалы, реактивы
При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы.
6.1 Средства измерений
| Газовый хроматограф с масс-селективным детектором и программным обеспечением типа HPG 1034 VS Chem Station (серии DOS) | |
|---|---|
| Библиотека NBS-54 | |
| Весы аналитические ВЛА-200 | ГОСТ 24104-01 |
| Меры массы | ГОСТ 7328-01 |
| Посуда стеклянная лабораторная | ГОСТ 1770-74 |
| ГОСТ 25336-82 | |
| Микрошприц МШ-10 М | ГОСТ 8043-75 |
| Коническая стеклянная емкость на 100 мм3 фирма Agilent Technologies кат. № 5183-2085 (2005 — 2006 г.) | |
| Барометр-анероид М-67 | ТУ 2504-1797-75 |
| Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2 | ГОСТ 215-73 |
| Электроаспиратор ПУ-2ЭП или аналогичный |
6.2 Вспомогательные устройства
6.3 Материалы
6.4 Реактивы
| Диэтиловый эфир, чда | ТУ 2600-001-43852015-02 |
|---|---|
| Этанол, хч | ГОСТ 18300-72 |
| Силохром С-120, фракция 0,35 - 0,5 мм | ТУ 6-09-17-48-82 |
| Молекулярные сита 5А | |
| Силикагель КСК, крупнозернистый | |
| Уголь активированный любой марки | |
| Лимонен, ч | ТУ 18-16-118-63 |
| Линалоол, ч | ТУ 18-16-236-85 |
| Цитраль, ч | ТУ 18-16-41-84 |
| Ментол, ч | ФС 42-1866-82 |
| Ментилацетат, ч | ТУ 18-16-178-84 |
| Изоамилацетат, ч | ТУ 18-16-155-83 |
| Этилбутират, ч | ТУ 6-09-18-29-77 |
| Триацетат глицерина, чда | ТУ 6-09-4960-81 |
| Ангидрид 3-метилянтарной кислоты кат. N М8, 140-3, фирма Алдрич | |
| п-Цимол, ч | ТУ 6-09-14-1788-85 |
| Бихромат калия, чда | ГОСТ 4220-75 |
| Кислота серная, хч | ГОСТ 4204-77 |
| Вода дистиллированная | ГОСТ 6709-72 |
Допускается использование других средств измерения, вспомогательного оборудования, материалов и реактивов с техническими и метрологическими характеристиками не хуже приведенных выше.
7. Требования безопасности
7.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работы с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТ 12.1.005-88.
7.2. При выполнении измерений концентраций веществ с использованием хромато-масс-спектрометра и электроаспиратора следует соблюдать правила электробезопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 и инструкциями по эксплуатации приборов.
7.3. Все работы с веществами следует проводить в вытяжном шкафу с включенной вентиляцией, избегая их попадания на кожу и в органы дыхания.
8. Требования к квалификации оператора
К выполнению измерений и обработке результатов на хромато-масс-спектрометре допускают лиц, имеющих квалификационную группу не ниже четвертой при работе на установках, находящихся под высоким напряжением, прошедших курс обучения и знающих устройство и правила эксплуатации прибора.
9. Условия измерений
При выполнении измерений соблюдают следующие условия:
9.1. Процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят в нормальных условиях при температуре воздуха 20 +/- 5 °C, атмосферном давлении 630 - 800 мм рт. ст. и влажности воздуха не более 80%.
9.2. Выполнение измерений на газовом хроматографе с масс-селективным детектором проводят в условиях, рекомендованных технической документацией к прибору и настоящими методическими указаниями.
10. Подготовка к выполнению измерений
Перед выполнением измерений проводят следующие работы:
- подготовка хроматографической колонки
- подготовка сорбента
- подготовка стеклянной посуды
- подготовка сорбционных трубок
- приготовление растворов для градуировки
- установление градуировочной характеристики
- отбор проб
10.1 Подготовка хроматографической колонки
Хроматографическую колонку подсоединяют к испарителю хроматографа и нагревают термостат в течение 4-х часов, постепенно повышая температуру с 65 °C до температуры 270 °C. После чего подсоединяют выходной конец колонки к интерфейсу масс-селективного детектора и проверяют нулевую линию. При отсутствии флуктуаций приступают к работе.
10.2 Подготовка сорбента
Силохром С-120 промывают тремя порциями этанола, подсушивают на воздухе под тягой и прогревают в сушильном шкафу при 250 °C в течение 4-х часов в токе азота. Азот предварительно пропускают через молекулярное сито 5А. После охлаждения до комнатной температуры силохром С-120 помещают в склянку с притертой пробкой и хранят в эксикаторе.
10.3 Подготовка стеклянной посуды
Стеклянную посуду тщательно моют хромпиком, промывают дистиллированной водой и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 °C.
10.4 Подготовка сорбционных трубок
В сорбционную трубку помещают 0,1 г силохрома С-120, уплотняют стекловатой или стекловолокном, закрывают тефлоновыми заглушками или силиконовым шлангом со стеклянными пробками. Трубки хранят в эксикаторе, на дно которого положен силикагель, а по бокам - мешочки с активированным углем.
Стекловолокно или стекловату промывают разбавленной (1:1) серной кислотой, дистиллированной водой и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 °C.
10.5 Приготовление растворов для градуировки
Исходный раствор лимонена N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг лимонена вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор лимонена N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора лимонена N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор лимонена N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора лимонена N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор лимонена N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора лимонена N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор линалоола N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг линалоола вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор линалоола N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора линалоола N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор линалоола N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора линалоола N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор линалоола N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора линалоола N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор цитраля N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг цитраля вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор цитраля N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора цитраля N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор цитраля N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора цитраля N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор цитраля N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора цитраля N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор ментола N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг ментола вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор ментола N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора ментола N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор ментола N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора ментола N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор ментола N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора ментола N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор ментилацетата N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг ментилацетата вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор ментилацетата N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора ментилацетата N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор ментилацетата N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора ментилацетата N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор ментилацетата N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора ментилацетата N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор изоамилацетата N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг изоамилацетата вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор изоамилацетата N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора изоамилацетата N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор изоамилацетата N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора изоамилацетата N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор изоамилацетата N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора изоамилацетата N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор этилбутирата N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг этилбутирата вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор этилбутирата N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора этилбутирата N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор этилбутирата N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора этилбутирата N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор этилбутирата N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора этилбутирата N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор триацетата глицерина N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг триацетата глицерина вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор триацетата глицерина N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора триацетата глицерина N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор триацетата глицерина N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора триацетата глицерина N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор триацетата глицерина N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора триацетата глицерина N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор ангидрида 3-метилянтарной кислоты N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг ангидрида 3-метилянтарной кислоты вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор ангидрида 3-метилянтарной кислоты N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора ангидрида 3-метилянтарной кислоты N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор ангидрида 3-метилянтарной кислоты N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора ангидрида 3-метилянтарной кислоты N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор ангидрида 3-метилянтарной кислоты N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора ангидрида 3-метилянтарной кислоты N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор п-цимола N 1 (c = 1,92 мг/см3). 192,0 мг п-цимола вносят в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Исходный раствор п-цимола N 2 (c = 0,192 мг/см3). 10 см3 исходного раствора п-цимола N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
Рабочий раствор п-цимола N 1 (c = 0,0192 мг/см3). 10,0 см3 исходного раствора п-цимола N 2 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 7 дней в холодильнике.
Рабочий раствор п-цимола N 2 (c = 0,384 мг/см3). 20,0 см3 исходного раствора п-цимола N 1 помещают в мерную колбу вместимостью 100 см3, приливают этанол до метки и тщательно перемешивают. Срок хранения раствора 14 дней в холодильнике.
10.6 Установление градуировочной характеристики
Градуировочную характеристику устанавливают на рабочих растворах N 1 и N 2 соответствующих летучих веществ ароматизаторов. Она выражает зависимость суммарной площади индивидуальных характеристических ионов этих веществ (безразмерные единицы) от их количества в мкг и строится по 6 сериям рабочих растворов.
Объемы рабочих растворов для установления градуировочной
характеристики при определении концентраций летучих веществ
ароматизаторов при производстве жевательной резинки
При построении градуировочной характеристики в сорбционные трубки, предварительно вынув стекловату или стекловолокно, на силохром С-120 наносят микрошприцем рабочие растворы N 1 и N 2 в соответствии с табл. 4, закрывают стекловатой или стекловолокном и с другого конца приливают пипеткой по каплям диэтиловый эфир в количестве 1,5 см3. Элюат собирают в микрососуд с узким коническим дном и упаривают диэтиловый эфир на водяной бане при 45 °C. Остаток растворяют 10 мм3 этанола и 4 мм3 анализируют на газовом хроматографе с масс-селективным детектором.
Условия проведения хромато-масс-спектрометрического анализа:
Температура испарителя - 220 °C
Температура интерфейса - 280 °C
Температура хроматографической колонки 4 мин изотермически при температуре 65 °C, затем нагрев со скоростью 5 °C/мин до 180 °C, после чего нагрев со скоростью 10 °C/мин до 270 °C.
Время задержки деления потока при вводе пробы - 0,5 мин
Скорость потока газа-носителя (гелия) постоянная - 0,410 см3/мин
Масс-спектры электронного удара веществ получают при:
Энергии электронного удара - 70 эВ
Температуре масс-селективного детектора - 174 °C
Число сканирований в секунду - 1,2
Времена выхода летучих компонентов ароматизаторов:
этилбутират - 8,64 мин изоамилацетат - 11,3 мин
ангидрид 3-метилянтарной кислоты — 12,92 мин
\alpha - \text{пинена} — 14,18 мин
\beta - \text{пинена} — 15,50 мин
\beta - \text{мирцен} — 15,78 мин
гексилацетат - 16,05 мин п-цимол - 16,86 мин лимонен - 17,19 мин цинеол - 17,26 мин оцимен - 18,05 мин
\beta - \text{фелландрен} — 18,12 мин
3-карен - 18,25 мин линалоол - 19,26 мин ментон - 21,10 мин ментол - 21,82 мин цитраль - 24,11 мин ментилацетат - 25,27 мин
На полученной хроматограмме идентифицируют по масс-спектрам летучие вещества ароматизаторов, измеряют площади пиков и по результатам 6 серий строят градуировочную характеристику. Градуировку проверяют 1 раз в квартал.
10.7 Отбор проб
Отбор проб атмосферного воздуха проводят согласно ГОСТ 17.2.3.01-86. Воздух аспирируют с помощью электроаспиратора через сорбционную трубку со скоростью 0,4 дм3/мин в течение 30 мин. Объем отобранного воздуха 12 дм3. Трубки с отобранными пробами закрывают заглушками. Срок хранения отобранных проб в холодильнике не более 3-х дней.
11. Выполнение измерений
Летучие компоненты ароматизаторов, сконцентрированные на твердом сорбенте, элюируют диэтиловым эфиром, упаривают его на водяной бане, добавляют к остатку 10 мм3 этанола, и 4 мм3 раствора анализируют как описано в п. 10.6. Рассчитывают площади пиков веществ, по градуировочным характеристикам определяют их содержание в пробе и суммируют.
На рисунке приведена хромато-масс-спектрограмма летучей фракции над модельной смесью наиболее широко распространенных ароматизаторов, используемых в производстве жевательной резинки.
Рис. Хроматограмма летучей фракции над модельной смесью
ряда наиболее распространенных ароматизаторов, используемых
в производстве жевательной резинки
1 — этилбутират, 2 — изоамилацетат, 3 — \alpha - \text{терпинен} ,
4 — \alpha - \text{пинен} , 5 — \alpha - \text{фелландрен} , 6 — \beta - \text{пинен} ,
7 — \beta - \text{мирцен} -мирцен, 8 — п-цимол, 9 — лимонен, 10 — 3-карен, 11 — линалоол, 12 — ментон, 13 — изоментон, 14 — ментол, 15 — ментилацетат, 16 — кариофиллен
В связи с большой идентичностью масс-спектров многих терпеноидов и сложных эфиров, а также трудной доступностью многих из них, расчет содержания терпеновых углеводородов ( \alpha\prime - и \beta - \text{пиненов} , \beta - \text{фелландрена} , 3-карена, оцимена, мирцена и кариофиллена) проводят по градуировочной характеристике лимонена; ментона и цинеола — по градуировочной характеристика ментола; гексил- и гептилацетатов — по градуировочной характеристике изоамилацетата; этилгексаноата — по градуировочной характеристике этилбутирата.
12. Вычисление результатов измерений
Концентрацию летучих веществ ароматизаторов, в атмосферном воздухе (мг/м3) вычисляют по формуле:
m — концентрация индивидуального летучего вещества ароматизаторов, найденная по градуировочным характеристикам, мкг;
V_{0} — объем воздуха, взятый для анализа и приведенный к нормальным условиям, дм3.
V_{0} — рассчитывают по формуле (2):
V_{0} = \frac{V_{1} \cdot 273 \cdot P}{(273 + t) \cdot 760} , где (2)
V_{1} — объем воздуха, отобранный для анализа, дм3;
t — температура воздуха в месте отбора пробы, °C.
13. Оформление результатов измерений
Результаты измерений суммы концентраций летучих веществ ароматизаторов в атмосферном воздухе оформляют протоколом в виде: C, мг/м3; \delta \pm 22% , с указанием даты проведения анализа, места отбора пробы, названия лаборатории, юридического адреса организации, ответственного исполнителя и руководителя лаборатории.
14. Контроль погрешности измерений
Контроль погрешности измерений концентраций летучих веществ ароматизаторов проводят на градуировочных растворах в соответствии с п. 10.6. Рассчитывают среднее значение результатов измерений каждого вещества в градуировочных растворах:
n — число измерений в градуировочной смеси,
C_{ni} — результат измерений содержания вещества в i-ой пробе градуировочного раствора, мг/м3.
S = \sqrt{\frac{\sum_{i = 1}^{n} (C_{ni} - \overline{C_{ni}})^{2}}{n - 1}} (4)
Рассчитывают доверительный интервал:
\Delta\overline{C_{ni}} = \frac{S}{\sqrt{n}} t , где (5)
t — коэффициент нормированных отклонений, определяемый по таблицам Стьюдента, при доверительной вероятности 0,95.
Затем рассчитывают относительную погрешность определения концентраций:
Если \delta \leq 22% , то погрешность измерения удовлетворительная. Если данное условие не выполняется, то выясняют причину и повторяют измерения.
Согласно п. 4.1.4 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 (4), исходя из сопоставления разности двух результатов измерений, полученных в условиях повторяемости и воспроизводимости, находят предел повторяемости
Согласно с п. 5.2 ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 проводят проверку приемлемости результатов измерений, полученных в условиях повторяемости. Если абсолютное расхождение между результатами двух измерений не превышает r, оба результата признают приемлемыми и в качестве окончательного результата указывается среднее арифметическое значение результатов двух измерений. Если абсолютное расхождение превышает r, следует получить еще два результата измерений.
Если при этом диапазон (C_{max} - C_{min}) четырех результатов измерений равен или меньше по значению критического диапазона для уровня вероятности 95% для n = 4, CR_{0,95(4)} , то в качестве окончательного результата принимают среднее арифметическое значение результатов четырех измерений. Коэффициенты критического диапазона f_{(n)} приведены в табл. 1 [3] и предназначены для использования в расчетах критического диапазона согласно равенству:
Если диапазон результатов четырех измерений больше критического диапазона для n = 4, то в качестве окончательного результата фиксируется медиана результатов четырех измерений.
15. Литература
1. ГОСТ Р 8.563-96. Методики выполнения измерений. Госстандарт России, М., 1996.
2. Вредные вещества в промышленности, под ред. Н.В. Лазарева и др. Т. 1, Химия, Ленингр. отд., 1976. с. 623.
3. ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Госстандарт России, М., 2002.
