Heading: 
UDC: 
543.4

Совместное определение кофеина, аспартама и сахарина в газированных напитках методами ЯМР 1H и УФ-спектроскопии с автомодельным разделением кривых

Abstract

Разработаны простые и надежные методики анализа смесей кофеина, сахарина и аспартама, основанные на УФ и ЯМР 1Н спектроскопии. Метод ЯМР 1Н спектроскопии использован для проведения скрининг-анализа образцов газированных напитков различных марок. Альтернативный метод, основанный на сочетании электронной спектроскопии и хемометрического метода независимых компонент, также применен для экспрессного и надежного определения компонентов газированных напитков без их предварительного разделения. Методом УФ-спектроскопии изучены спектроскопические характеристики стандартных растворов кофеина, сахарина, аспартама и реальных прохладительных напитков (влияние среды, интервалы подчинимости закону Бугера–Ламберта–Бера).Проведено качественное и количественное спектроскопическое определение компонентов газированных напитков различных марокс относительной погрешностью, не превышающей 10%.

References

1. Le Gall G., Colquhoun I. J. NMR Spectroscopy in food authentication (in Food authenticity and traceability). N.Y. : Woodhead Publishing, 2003. P. 131

2. Monakhova Y. B., Kuballa T., Leitz J., Andlauer C., Lachenmeier D. W. NMR spectroscopy as a screening tool to validate nutrition labeling of milk, lactose-free milk, and milk substitutes based on soy and grains // Dairy Science and Technology. 2012. Vol. 92. P. 109–120.

3. Monakhova Y. B., Kuballa T., Lachenmeier D. W. (2012) Rapid quantifi cation of ethyl carbamate in spirits using NMR spectroscopy and chemometrics ISRN Analytical Chemistry. Vol. 2012, Article ID 989174, Doi:10.5402/2012/989174.

4. Walch S. G., Lachenmeier D. W., Kuballa T., Stuhlinger W., Monakhova Y. B. Holistic control of herbal teas and tinctures based on sage (Salvia offi cinalisL.) for compounds with benefi cial and adverse effects using NMR spectroscopy // Analytical Chemistry Insights. 2012. Vol. 7. P. 1–12.

5. Maes P., Monakhova Y. B., Kuballa T., Reusch H., Lachenmeier D. W. Qualitative and quantitative control of carbonated cola beverages using 1H NMR Spectroscopy // J. Agric. Food Chem. 2012. Vol. 60(11). P. 2778–2784.

6. Monakhova Y. B., Kuballa T., Lachenmeier D. W. Nontargeted NMR analysis to rapidly detect hazardous substances in alcoholic beverages // Applied Magnetic Resonance. 2012. Vol. 42(3). P. 343–352.

7. Монахова Ю. Б., Астахов С. А., Муштакова С. П., Грибов Л. А. Методы декомпозиции спектров различной природы в анализе смесей сложного состава // Журн. аналит. химии. 2011. Т. 66, 4. С. 361–372.

8. Hyvärinen A., Karhunen J., Oja E. Independent Component Analysis. Wiley ; N.Y., 2001. 481 p.

9. Kraskov A., Stögbauer H., Grassberger P. Estimating mutual in formation // Phys. Rev. E. 2004. Vol. 69. P. 066138.

10. Stögbauer H., Kraskov A., Astakhov S. A., Grassberger P. Least dependent component analysis based on mutual information // Phys. Rev. E. 2004. Vol. 70. P. 066123.

11. Monakhova Yu. B., Kolesnikova S. S., Mushtakova S. P., Astakhov S. A. Chemometrics-assisted spectrophotometric method for simultaneous determination of vitamins in complex mixtures // Anal. Bioanal. Chem. 2010. Vol. 397. P. 1297–1306.

12. Monakhova Yu. B., Astakhov S. A., Kraskov A. V., Mushtakova S. P. Independent components in spectroscopic analysisof complex mixtures // Chemom. Intell. Lab. Syst. 2010. Vol. 103. P. 108–115.

13. McDevitt V. L., Rodriguez A., Williams K. R. Analysis of Soft Drinks: UV Spectrophotometry, Liquid Chromatography and Capillary Electrophoresis // J. Chem. Educ. 1998. Vol. 75(5). P. 625.

14. Paradkar M. M., Irudayaraj J. Rapid determination of caffeine content in soft drinks using FTIR-ATR spectroscopy // Food. Chem. 2002. Vol. 78. P. 261–266.

15. Khuranai H. K., Cho I. K., Shim J. Y., Li Q. X., Jun S. Application of Multibounce Attenuated Total Refl ectance Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Chemomtrics for Determination of Aspartame in Soft Drinks // J. Agric. Food. Chem. 2008. Vol. 56(3). P. 778–783.

16. Charlton A. J., Robb P., Donarski J. A., Godward J. Non-targeted detection of chemical contamination in carbonated soft drinks using NMR Spectroscopy, variable selection and Chemometrics // Analytica Chimica Acta. 2008. Vol. 618. P. 196–203.

17. Delaney M. F., Pasko K. M., Gsell D. S., Korologos P. C., Morawski J., Krolikowski L. J., Warren F. V. Determination of Aspartame, Caffeine, Saccharin, and Benzoic Acid in Beverages by High Performance Liquid Chromatography // J. Chem. Educ. 1985. Vol. 62 (7). P. 618.

18. Makawi S. Z. A., Taha M. I., Zakaria B. A., Siddig B., Mahmod H., Elhussein A. R. M., Gadkariem E. A. Identifi cation and Quantifi cation of 5-Hydroxymethyl Furfural HMF in some Sugar-containing Food Products by HPLC // Pakistan J. Nutrition. 2009. Vol. 8(9). P. 1391–1396.

19. Monakhova Y. B., Kuballa T., Leitz J., Lachenmeier D. W. Determination of diethyl phthalate and polyhexamethylene guanidine in surrogate alcohol from Russia //Intern. J. Analyt. Chem. 2011. Article ID 704795.7 p.

20. Монахова Ю. Б., Колесникова С. С., Степанов А. Н., Муштакова С. П. Применение алгоритмов декомпозиции спектров смесей для определения металлов в поливитаминных препаратах // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2011. Т. 77, 7. C. 25–30.

21 Колесникова С. С., Монахова Ю. Б., Муштакова С. ПАлгоритмы декомпозиции спектров смесей в анализе сплавов // Аналитика и контроль. 2012. Т. 16, 2. С. 203–209.

22. Belton P. S., Colquhoun I. J., Kemsley E. K., Delgadillo I., Roma P., Dennis M. J., Sharman M., Holmes E., Nicholson J. K., Spraul M. Application of chemometrics to 1H NMR spectra of apples juices: discrimination between apple varieties // Food Chem. 1998. Vol. 61, 1/2. P. 207–2213.

23. Le Gall G., Puaud M., Colquhoun I. J. Discrimination between orange juice and pulp wash by 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy : Identifi cation of marker compounds // J. Agric. Food Chem. 2001. 49. P. 580581.

24. Duarte I. F., Barros A., Almeida C., Spraul M., Gil A. M. Multivariate analysis of NMR and FTIR data as a potential tool for the quality control of beer // J. Agric. Food Chem. 2004. Vol. 52, 5. P. 10311038.

25. Arvanitoyannis I. S., Katsota M. N., Psarra E. P., Soufl eros E. H., Kallithraka S. Application of quality control methods for assessing wine authenticity: Use of multivariate analysis (chemometrics) // Trends Food Sci. Technol. 1999. Vol. 10, 10. P. 321336.

26. Flemming H. L., Van den Berg F., Engelsen S. B. An exploratory chemometric study of 1H NMR spectra of table wines // J. Chem. 2006. 20. P. 198208.

27. Wilson A., Myers C., Crull G., Curtis M., Patterson P. P. Analysis of soft drinks using Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy : A Mentorship // J. Chem. Educ. 1999. Vol. 76 (10). P. 14141416.