МУК 4.1.3655-20. 4.1. Методы контроля. Химические факторы. Определение стеринов в кондитерских изделиях методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием. Методические указания
(утв. Роспотребнадзором 26.10.2020)
Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации А. Ю. Попова 26 октября 2020 года
4.1 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕРИНОВ В КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЯХ МЕТОДОМ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С МАСС-СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.3655-20
1. Разработаны ФБУЗ «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Роспотребнадзора (В.Ю. Ананьев, А.А. Гарбузова, М.В. Зароченцев, О.В. Андросова, А.А. Константинов, М.И. Емельянов, А.О. Белушенко, М.М. Дударев).
2. Утверждены руководителем Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации А.Ю. Поповой 26 октября 2020 г.
I. Общие положения и область применения
1.1. Настоящие методические указания (далее — МУК) распространяются на кондитерские изделия и устанавливают метод определения стеринов (холестерин, брассикастерин, стигмастерин, кампестерин и \beta - \text{ситостерин} ) методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием.
1.2. Стерины, стеролы — природные органические соединения, производные стероидов, содержащие гидроксильную группу, относятся к группе стероидных спиртов. Физические свойства: стерины — твердые кристаллические вещества, нерастворимые в воде и растворимые в жирах и органических растворителях.
Для производства всех видов кондитерских изделий применяются масла и жиры, но при этом единственным животным жиром, используемым в подобной продукции, является сливочное масло. Для жировой фракции животного происхождения характерно наличие холестерина, а для жиров растительного происхождения характерно наличие кампестерина, стигмастерина, брассикастерина, \beta - \text{ситостерина} .
1.3. МУК предназначены для органов и организаций Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, осуществляющих контроль качества и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов, а также могут быть использованы организациями, аккредитованными в установленном порядке на проведение исследований продовольственного сырья, пищевых продуктов.
1.4 МУК носят рекомендательный характер.
II. Метод измерений
2.1. Метод основан на предварительном гидролизе в жировой фазе кондитерских изделий стероидов в стерины и хроматографическом разделении методом газовой хроматографии и сравнении полученных масс-спектров стеринов со спектрами и временем удерживания стандартных веществ.
III. Метрологические характеристики
3.1. При соблюдении всех регламентированных условий проведения анализа в точном соответствии с данной методикой погрешность (и ее составляющие) результатов измерений при доверительной вероятности P = 0,95 не превышает значений, приведенных в таблице 1 для соответствующих диапазонов концентраций (в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-(1-6).
Значения характеристики погрешности, нормативов оперативного контроля точности, повторяемости, воспроизводимости
VI. Средства измерений, посуда, реактивы, вспомогательные устройства и материалы
4.1 Средства измерений
| Хроматограф газовый, оснащенный масс-спектрометрическим детектором, позволяющим проводить измерения в диапазоне масс от 2 до 500 а.е.м. в режиме ионизации электронным ударом при энергии электронов 70 эВ, масс-спектральном разрешении не более 1 а.е.м. по всей шкале масс, и программным обеспечением для сбора и обработки данных | |
|---|---|
| Весы лабораторные аналитические | ГОСТ OIML R 76-1 |
| Микрошприц вместимостью 10 мм3 с погрешностью дозирования не более 5% | |
| Колбы мерные с притертыми пробками 2-5-2, 2-100-2, 2-1000-2 | ГОСТ 1770 |
| Цилиндры 2-25, 2-50 | ГОСТ 1770 |
Примечание. Допускается использование средств измерения с аналогичными или лучшими характеристиками.
4.2 Реактивы
| Натрия сульфат, безводный | ГОСТ 4166 |
|---|---|
| Натрия гидроокись, хч | ГОСТ 4328 |
| Вода дистиллированная | ГОСТ Р 52501 |
| Калия гидроокись, чда | ГОСТ 24363 |
| Метанол-яд | ГОСТ 6995 |
| Спирт этиловый ректификованный | ГОСТ 5962 |
| Дихлорметан (хлористый метилен) | ГОСТ 9968-86 |
| Гелий газообразный марки А (объемная доля гелия не менее 99,995%) | |
| Холестерин с массовой долей основного вещества не менее 95,0% | |
| Брассикастерин с массовой долей основного вещества не менее 95,0% | |
| Кампестерин с массовой долей основного вещества не менее 95,0% | |
| Стигмастерин с массовой долей основного вещества не менее 95,5% | |
| \beta - \text{ситостерин} с массовой долей основного вещества не менее 70,5% |
Примечание. Допускается использование реактивов с аналогичными или лучшими характеристиками.
4.3 Вспомогательные устройства, материалы
| Колонка капиллярная с неполярной неподвижной фазой и верхней температурной границей рабочего диапазона не менее 320 °C. Длина и диаметр газохроматографической колонки, толщина слоя неподвижной фазы должны обеспечивать приемлемое хроматографическое разрешение и число теоретических тарелок для полного разделения стеринов | |
|---|---|
| Баня водяная с регулируемым обогревом | |
| Испаритель роторный | ГОСТ 28165 |
| Воронки делительные ВД-3-250ХС с фторопластовым краном | ГОСТ 25336 |
| Колба коническая Кн-1-100-29/32 ТС, Кн-1-250-29/32 ТС | ГОСТ 25336 |
| Колбы круглодонные К-1-50-29/32, К-1-100-29/32, К-1-250-29/32 | ГОСТ 25336 |
| Стаканы В-1-50, В-1-100, В-1-1000 | ГОСТ 25336 |
| Воронки В-56-80, В-75-110 | ГОСТ 25336 |
| Емкости стеклянные (виалы) для жидких проб вместимостью 2 см3, снабженные крышками с силиконовой и тефлоновой мембраной | |
| Бумага фильтровальная лабораторная | ГОСТ 12026 |
| Бумага индикаторная универсальная для определения pH | |
| Устройство вакуумное для твердофазной экстракции | |
| Картридж для твердофазной экстракции (далее — ТФЭ) объемом не менее 6 см3 | ГОСТ 31694 |
Примечание. Допускается применение оборудования с аналогичными или лучшими техническими характеристиками.
V. Требования безопасности
5.1. При выполнении измерений необходимо соблюдать требования техники безопасности при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007, требования пожарной безопасности — по ГОСТ 12.1.004 и ГОСТ 12.1.018.
Требования электробезопасности при работе с приборами — по ГОСТ 12.1.019 и в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.
5.2. Измерения в соответствии с настоящей методикой может выполнять специалист, имеющий опыт эксплуатации данного оборудования, освоивший данную методику и подтвердивший экспериментально соответствие получаемых результатов нормативам контроля погрешности измерений.
VI. Условия измерений
6.1 При выполнении анализа в лаборатории следует соблюдать следующие условия:
VII. Подготовка к выполнению измерений
7.1 Подготовка хромато-масс-спектрометра.
7.1.1. Хромато-масс-спектрометр для анализа в режиме ионизации пробы электронным ударом готовят в соответствии с инструкцией по эксплуатации и устанавливают требуемый режим для проведения анализа.
7.1.2 Хроматографические условия проведения анализа:
- инжектируемый объем анализируемой пробы — 1 мм3;
- температура испарителя — 300 °C;
- время задержки включения детектора — 5 мин;
- тип колонки — HP-5MS;
- газ-носитель — гелий;
- скорость потока гелия через колонку — 1 см3/мин;
- режим работы — без деления потока;
- температурная программа: начальная температура колонки — 150 °C, время анализа при этой температуре — 1 мин, скорость нагрева колонки 20 °C/мин до 290 °C, время анализа при этой температуре 12 мин, далее 20 °C/мин до 315 °C, время анализа при этой температуре 15 мин;
- энергия ионизации — 70 эВ;
- температура ионного источника — 200 °C;
- температура интерфейса — 270 °C.
- диапазон сканирования масс ионов в режиме мониторинга отдельных ионов (англ. Single Ion Monitoring) (далее — SIM) (табл. 2).
Основные и подтверждающие ионы определяемых веществ
При соблюдении всех вышеуказанных условий продолжительность анализа составляет 36 мин.
Допустимо использование других хроматографических условий, обеспечивающих разделение компонентов в пробе, необходимую чувствительность и воспроизводимость.
7.2 Приготовление стандартных растворов стеринов.
7.2.1. Приготовление растворов стеринов массовой концентрации 1,0 мг/см3.
Взвешивают 10,0 мг индивидуального стерина (холестерина, брассикастерина, кампестерина, стигмастерина, \beta -ситостерина) переносят в мерную колбу вместимостью 10 см3 и растворяют в гексане. Растворы хранят в холодильнике при температуре минус 18 °C в течение 6 месяцев.
7.2.2 Приготовление смеси градуировочных растворов стеринов.
Для определения стеринов из индивидуальных растворов массовой концентрации 1,0 мг/см3 готовят смесь градуировочных растворов массовой концентрации 100 мкг/см3 (раствор 1), 50 мкг/см3 (раствор 2), 25 мкг/см3 (раствор 3), 5 мкг/см3 (раствор 4), 1 мкг/см3 (раствор 5).
Для приготовления раствора 1 градуированной пипеткой в мерную колбу вместимостью 50 см3 переносят соответственно по 5 см3 индивидуального раствора стерина, доводят до метки гексаном и тщательно перемешивают.
Для приготовления градуировочного раствора 2 в хроматографическую виалу переносят 0,5 см3 градуировочного раствора 1 и 0,5 см3 гексана.
Для приготовления градуировочного раствора 3 в хроматографическую виалу переносят 0,5 см3 градуировочного раствора 2 и 0,5 см3 гексана.
Для приготовления градуировочного раствора 4 в хроматографическую виалу переносят 0,2 см3 градуировочного раствора 3 и 0,8 см3 гексана.
Для приготовления градуировочного раствора 5 в хроматографическую виалу переносят 0,2 см3 градуировочного раствора 4 и 0,8 см3 гексана.
Растворы хранят в холодильнике при температуре 4 °С в течение 1 месяца.
Допускается изменять массу навесок стеринов при приготовлении растворов стеринов массовой концентрации 1,0 мг/см3.
7.3. Раствор гидроксида калия в этаноле молярной концентрации 2 моль/дм3.
В мерной колбе вместимостью 1000 см3 взвешивают (112,1 +/- 0,1) г предварительно измельченного гидроксида калия и доводят объем раствора до метки этанолом, интенсивно перемешивают до полного растворения гидроксида калия и остужают до комнатной температуры.
Срок хранения раствора в плотно закрытой склянке при температуре 4 °С — не более 6 месяцев.
7.4 Построение градуировочной кривой.
При построении градуировочной зависимости для количественного определения стеринов анализируют рабочие стандартные градуировочные растворы п. 7.2.2 различных уровней концентраций в указанных условиях п. 7.1. Затем строят графики зависимости массы стеринов во вводимой пробе от площади хроматографического пика для фрагментарного иона, используемого для количественного определения. Построение графиков можно проводить при помощи программы для работы с электронными таблицами.
Масс-спектрометрический анализ проводят в режиме SIM по характеристическим ионам стеринов. Значения масс характеристических ионов приведены в табл. 3. При наличии неразделенных хроматографических пиков стеринов корректируют условия хроматографирования.
Градуировочная зависимость считается приемлемой, если рассчитанное значение квадрата коэффициента корреляции для градуировочной кривой составляет не менее 0,98.
Для построения градуировочной кривой каждый раствор (1 — 5) п. 7.2.2 анализируется не менее 5 раз.
VIII. Отбор проб
8.1. Отбор проб к анализу производится по ГОСТ 5904. Перед анализами отобранные пробы кондитерских изделий хранят при температуре 4 °C.
IX. Выполнение измерений
9.1. В коническую колбу вместимостью 250 см3, вносят 1 г анализируемой пробы продукта <1> (в зависимости от содержания жира масса навески может варьироваться), добавляют 20 см3 2М раствора гидроокиси калия, тщательно перемешивают и проводят гидролиз: кипячением на водяной бане с обратным холодильником не менее 60 мин, периодически тщательно перемешивая. Содержимое колбы охлаждают до температуры 40 °C и добавляют 10 см3 дистиллированной воды, затем помещают в делительную воронку вместимостью 250 см3. Добавляют 15 см3 гексана и экстрагируют неомыляемые вещества, осторожно встряхивая на протяжении одной минуты. Чтобы добиться лучшего разделения слоев добавляют 2 — 4 см3 этилового спирта. После расслоения фаз верхний гексановый слой сливают в коническую колбу, а нижний слой повторно экстрагируют новыми порциями гексана по 15 см3 каждая дважды. Экстракцию проводят вдали от прямого солнечного света, чтобы предохранить пробу от попадания на нее ультрафиолетовых лучей. Объединенный гексановый слой промывают в делительной воронке несколькими порциями по 20 см3 дистиллированной воды до нейтральной реакции промывных вод по универсальной индикаторной бумаге. Отмытую гексановую фракцию пропускают через бумажный фильтр, переносят в колбу для упаривания, упаривают раствор на роторном испарителе <2> при температуре не выше 30 °C, далее перерастворяют в 8 см3 гексана.
<1> В случае густой или твердой пробы — следует растворить в подогретой дистиллированной воде. В случае необходимости предварительного выделения жира возможно применение метода Фолча, согласно которому экстракцию жирной фазы проводят смесью хлороформ:метанол (2:1).
<2> Допускается упаривание в токе азота.
9.2. Для дополнительной очистки проводят ТФЭ: картридж для ТФЭ заполняют 0,5 г сорбента оксидом алюминия <3>. Картридж промывают 5 см3 смеси хлористый метилен:метанол, в соотношении 9:1, затем промывают 5 см3 гексана, после нанесения исследуемого раствора элюируют 10 см3 смесью хлористый метилен:метанол, в соотношении 9:1, при этом собирают элюат. Полученный раствор анализируют с помощью газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием.
<3> Допускается использование других сорбентов, например, силикагеля.
X. Проведение анализа проб
10.1. Для оценки фона (чистоты аналитической системы) перед началом работы инжектируют в прибор 1 мм3 чистого растворителя (гексан) и записывают масс-хроматограмму, на которой не должно присутствовать посторонних пиков.
10.2. В испаритель газового хроматографа вводят 1 мм3 анализируемой пробы продукта, подготовленной в соответствии с п. 9.1, далее выполняют хроматографическое разделение в условиях, приведенных в п. 1.2. Анализ проводят в режиме SIM характеристических ионов стеринов в соответствии с табл. 3 по п. 7.1.3. Записывают хроматограммы и идентифицируют индивидуальные стерины по масс-спектру и совпадению времен удерживания. Подготовленную пробу продукта анализируют не менее двух раз.
XI. Обработка результатов анализа
11.1. В соответствии с данными, полученными при анализе градуировочных растворов, создают таблицу пиков с использованием программного обеспечения. Расчеты площади пика и массовой доли стеринов выполняются системой обработки данных в автоматическом режиме.
11.2 Массовую долю стеринов X, мг/100 г, вычисляют по формуле:
X = \frac{C_{\text{ст}} \cdot S_{x} \cdot V_{\text{р}}}{S_{\text{ст}} \cdot m} \cdot 0,1 , где
Cст — массовая концентрация стеринов в градуировочном растворе, мкг/см3;
Sx — площадь пика стеринов в анализируемой пробе, усл. ед.;
Vр — объем раствора для растворения стеринов после пробоподготовки, см3;
Sст — площадь пика стеринов в градуировочном растворе, усл. ед.;
m — масса анализируемой пробы, г.
За окончательный результат принимают среднеарифметическое значение результатов двух параллельных измерений, округленное до второго знака.
11.3. Не учитывают пики стеринов с интенсивностью отклика сигнала менее 2% от высоты пика холестерина и с соотношением сигнал/шум менее 10.
Наличие фитостеринов в жировой фазе анализируемой пробы продукта свидетельствует о присутствии в ней растительных масел или жиров на растительной основе.
XII. Проверка приемлемости результатов параллельных определений
12.1. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, расхождение между которыми не превышает предела повторяемости (1):
\frac{2 \cdot |X_{1} - X_{2}| \cdot 100}{(X_{1} + X_{2})} \leq r , где (1)
X1, X2 - результаты параллельных определений, мг/100 г;
r — значение предела повторяемости (табл. 1), при этом r = 2,8 \cdot \sigma_{r} .
При невыполнении условия (1) выясняют причины превышения предела повторяемости, устраняют их и вновь выполняют анализ.
XIII. Оформление результатов
13.1 Результат анализа представляют в виде:
(\overline{X} \pm \Delta) , мг/100 г при вероятности P = 0,95, где
\overline{X} — среднее арифметическое результатов определений, признанных приемлемыми, мг/100 г;
\Delta — граница абсолютной погрешности, мг/100 г;
\Delta = \frac{\delta \cdot \overline{X}}{100} , где
\delta — граница относительной погрешности методики (показатель точности в соответствии с диапазоном концентраций, табл. 1), %.
XIV. Контроль качества результатов
14.1. Оперативный контроль погрешности и воспроизводимости измерений осуществляется в соответствии с ГОСТ Р ИСО 5725-1-6.
Библиографические ссылки
1. ГОСТ 12.1.004 «Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования».
2. ГОСТ 12.1.007 «Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».
3. ГОСТ 12.1.010 «Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования».
4. ГОСТ 12.1.018 «Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывобезопасность статического электричества. Общие требования».
5. ГОСТ 12.1.019 «Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты».
6. ГОСТ OIML R 76-1 «Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания».
7. ГОСТ 1770 (ИСО 1042-83, ИСО 4788-80) «Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия».
8. ГОСТ ИСО 5725-1 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения».
9. ГОСТ Р ИСО 5725-6 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике».
10. ГОСТ 5962 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия».
11. ГОСТ Р 52501 «Вода для лабораторного анализа. Технические условия».
12. ГОСТ 24363 «Реактивы. Калия гидроокись. Технические условия».
13. ГОСТ 25336 «Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры».
14. ГОСТ Р 53041 «Изделия кондитерские и полуфабрикаты кондитерского производства. Термины и определения».