Візуальне бінарне тестування домішок метанола в етиловому спирті
Анотація
В роботі запропоновано спосіб контролю домішки метанолу в етиловому спирті-ректифікаті і в алкогольних напоях, заснований на візуальному бінарному тестуванні з застосуванням одного зразка порівняння. Для скринінгу спиртовмісних зразків на вміст метанолу обрали індикаторну реакцію взаємодії формальдегіду (продукту окиснення метанолу) з хромотроповою кислотою. Умови проведення індикаторної реакції аналогічні відомій методиці спектрофотометричного визначення метанолу: метанол окислювали перманганатом калію в кислому середовищі до формальдегіду; формальдегід потім реагував з хромотроповою кислотою в присутності гарячої концентрованої сульфатної кислоти з утворенням продукту фіолетового кольору (колір продукту стабільний протягом 12 годин). Встановлено, що спектр поглинання продукту реакції не змінюється при переході від етанольних (96%) до водно-етанольних розчинів з об'ємною часткою етанолу 40%, максимум світлопоглинання відповідав довжині хвилі 570 нм. Всі подальші дослідження проводили у водно-етанольних розчинах з об'ємною часткою етанолу 40%.
Згідно нормативних документів, гранично допустимий вміст метанолу в етиловому спирті сорту "Люкс" (найбільш поширеному в алкогольній промисловості) і алкогольних напоях на його основі (сгран) становить 0.01% об. в перерахунку на безводний етиловий спирт. Зразок порівняння – розчин забарвленого продукту індикаторної реакції – повинен був відповідати концентрації метанолу (спорів) нижче значення сгран настільки, щоб ризик помилкових негативних результатів тестування не перевищив 5%.
Для оцінювання порогової концентрації (спорів) в зразку порівняння застосовували статистику спостережень. З цією метою готували розчин забарвленого продукту, який відповідав нормованій концентрації метанолу сгран=0.01% об. (нормований зразок) і зразки порівняння з меншими концентраціями метанолу. Спостерігачі виявили інтервал ненадійності – область концентрацій метанолу, в якій частота виявлення відмінностей в кольорі зразків порівняння і нормованого зразка, P(c), змінювалася від 0 до 1 – від 0.0072 до 0.010% об. метанолу в перерахунку на безводний спирт.
Виявлений діапазон розбили на 8 концентрацій з кроком Dс=0.0004% об. Приготували три серії розчинів і для кожної концентрації отримали по 48 спостережень. Отриману експериментальну криву ефективності (усереднену залежність Р(с)) перевірили на відповідність математичним функціям відомих розподілів: нормального, логістичного, логнормального, експоненціального та функції розподілу Вейбула, використовуючи статистичні критерії c2 і Колмогорова-Смирнова λ. Криву ефективності описали теоретичні функції логнормального розподілу та розподілу Вейбула. Обчислене при довірчій ймовірності 0.95 значення порогової концентрації метанолу в зразку порівняння склало 0.0073% об. в перерахунку на безводний етиловий спирт. Візуальне бінарне тестування домішки метанолу провели в зразках алкогольних напоїв. Правильність тестування підтвердили методом газової хроматографії.
Завантаження
Посилання
Vaskova H. Spectroscopic determination of methanol content in alcoholic drinks. https://www.researchgate.net/publication/288094399
Barroso J., Díez-Buitrago B., Saa L., Möller M., Briz N., Pavlov V. Specific bioanalytical optical and photoelectrochemical assays for detection of methanol in alcoholic beverages. Biosensors and Bioelectronics 2018, 101, 116-122. https://doi.org/10.1016/j.bios.2017.10.022
Klavons J.A., Bennett R.D. Determination of methanol using alcohol oxidase and its application to methyl ester content of pectins, J. Agric. Food Chem. 1988, 34, 597-599. https://doi.org/10.1021/jf00070a004
Garcia de Maria Ch., Manzano T., Duarte R., Alonso A. Selective flow-injection determination of methanol using immobilized enzyme reactors. Anal. Chim. Acta 1995, 309, 241-250. https://doi.org/10.1021/ac00260a031
Mangos T.J., Haas M.J. Enzymatic Determination of Methanol with Alcohol Oxidase, Peroxi-dase, and the Chromogen 2,2‘-Azinobis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic acid) and Its Applica-tion to the Determination of the Methyl Ester Content of Pectins. J. Agric. Food Chem. 1996, 44, 2977-2981. https://doi.org/10.1021/jf960274z
Min-Chang Wu, Chii-Ming Jiang, Yen-Yi Ho, Szu-Chuan Shen, Hung-Min Chang. Convenient quantification of methanol in juices by methanol oxidase in combination with basic fuchsin. Food Chemistry 2007, 100, 412-418. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.09.017
Sibiraj W., Grabek-Lejko1 D., Gonchar M. The Use of Enzymes for Ethanol, Methanol, Formal-dehyde Determination in Food Products. J. Microbiol Biotech Food Sci. 2015, 4 (5), 393-397. https://doi.org/10.15414/jmbfs.2015.4.5.393-397
Anthon G.E., Barrett D.M. Combined enzymatic and colorimetric method for determining the uronic acid and the methylester content of pectin: Application to tomato products. Food Chemistry 2008, 110, 239-247. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2008.01.042
Migunova U.M., Zolotova G.A., Dolomanova O.F. Enzymic Method for the Determination of Ethanol and Methanol with Spectrophotometric Detection of the Rate of the Process. Analyst 1996, 121, 431-433. https://doi.org/10.1039/AN9962100431
Anthon G.E., Barrett D.M. Comparison of Three Colorimetric Reagents in the Determination of Methanol with Alcohol Oxidase. Application to the Assay of Pectin Methylesterase. J. Agric. Food Chem. 2004, 52, 3749-3753. https://doi.org/10.1021/jf035284w
Yan-Yan Zhana, Yan Zhang, Quan-Min Lia, Xin-Zhen Duc. A Novel Visible Spectrophotometric Method for the Determination of Methanol Using Sodium Nitroprusside as Spectroscopic Probe. Journal of the Chinese Chemical Society 2010, 57, 230-235. https://doi.org/10.1002/jccs.201000035
Kramarenko V.P. Toxicological Chemistry: Textbook: Per. from the Russians. Kyiv: Higher school: 1995; pp. 114-119. [in Ukr].
ISO 1388-8:1981. Ethanol for industrial use — Methods of test — Part 8: Determination of methanol content (methanol contents between 0.10 and 1.50 % (V/V)) — Visual colorimetric method
ISO 1388-8:1981. Ethanol for industrial use — Methods of test — Part 7: Determination of methanol content (methanol contents between 0.01 and 0.20 % (V/V)) — Photometric method
Rectified ethyl alcohol. Raw ethyl alcohol. Acceptance rules and test methods: DSTU 4181:2003 - [Introduced 2004-03-01] Kyiv. : Derzhstandart Ukrainy, 2004. - 34 p. [in Ukr].
Fagnani E., Melios C.B., Pezza L., Pezza H.R. Chromotropic acid-formaldehyde reaction in strongly acidic media. The role of dissolved oxygen and replacement of concentrated sulphuric acid. Talanta 2003, 60, 171-176. https://doi.org/10.1016/S0039-9140(03)00121-8
Igarashi S. Improved method on the determination of methanol using chromotropic acid. Japan Analyst 1973, 22, 444-446. https://doi.org/10.2116/bunsekikagaku.22.444
Matsukawa M., Hamano M., Ito K., Tanaka T. Simplification of the Colorimetric Method to De-tect Methanol Contamination in the Cambodian Local Rice Liquor. International Journal of En-vironmental and Rural Development 2017, 8-1, 150-155. https://doi.org/10.32115/ijerd.8.1_150
Ghadirzadeh M.R., Rafizadeh A., Fattahi A., Mirtorabi S.D., Nazari H., Rafizadeh M. Introducing a New Kit based on Modified Chromotropic Acid Method for Easy Determination of Methanol. American Journal of Pharmacology and Toxicology 2019, 14 (1), 1-6. https://doi.org/10.3844/ajptsp.2019.1.6
Saadat F., Rafizadeh A. Rapid Determination of Methanol In Herbaceous Distillates For Their Safety Evaluation by A New Modified Chromotropic Acid Method. Iranian Journal of Pharma-ceutical Research 2019, 18 (2), 696-703. https://doi.org/10.22037/ijpr.2019.1100661
Rectified ethyl alcohol. Technical conditions: Change № 1 DSTU 4221:2003 - [Introduced 2018-06-06] Kyiv. : SE "UkrNDNC", 2018. - 8 р. [in Ukr].
Vodkas and vodkas are special. Technical conditions: DSTU 4256:2003 - [Introduced 2004-10-01] Kyiv. : Derzhstandart Ukrainy, 2004. - 9 p. [in Ukr].
Reshetnyak O.O., Nimets N.M., Asmolov V.E., Panteleimonov A.V., Kholin Yu.V. Method of visual binary testing of sulfate ions in samples of return concomitant formation waters. Utility model Pat. №57810. Ukraine № u 2010 10731; Claimed 06.09.2010; Bull. 10.03.2011, 5, 6. [in Ukr].
Reshetnyak E.A., Nemets N.N., Chernyshova O.S., Panteleimonov A.V., Ostrovskaya V.M. Vis-ual Binary Testing of Hydrogen Sulfide Dissolved in Return Underground Local-Water of Oil and Gas Condensate Fields. Methods and objects of chemical analysis 2019, 14 (3), 146-152 [in Russ]. https://doi.org/10.17721/moca.2019.146-152
Reshetnyak O.O., Nimets N.M,; Kravets P.O., Titova N.P., Panteleimonov A.V. Method of visual binary testing of Fe (II, III) in terrestrial and groundwater. Utility model Pat. № 131970. Ukraine № u 2018 08134; Claimed 07.23.2018; Bull. 02.11.2019, 3, 5. [in Ukr].
Reshetnyak E.A., Solokha A.Yu, Khadzhikova A.A., Panteleimonov A.V. Samples of Compari-son for Visual Binary Testing of p-Chloroaniline as Impurity in Substance Chlorhexidine Diglu-conate. Methods and objects of chemical analysis 2017, 12 (3), 123-129 [in Russ]. https://doi.org/10.17721/moca.2017.123-129
Dubinin M.M. Synthetic zeolites. Moscow: 1962; p. 86. [in Russ].
Vodka, ethyl alcohol and water-alcohol solutions. Gas chromatographic method for determining the content of microcomponents: DSTU 4222:2003 - [Introduced 2004-10-01] Kyiv. : Derzhstandart Ukrainy, 2004. - 12 p. [in Ukr].
Reshetnyak E.A., Nikitina N.A., Loginova L.P., Ostrovskaya V.M. Limit of Detection in Test Methods of Analysis with Visual Indication: Affecting Factors. J. Anal. Chem. 2005, 60(10), 982-989. https://doi.org/10.1007/s10809-005-0221-8
