Научные достижения химического факультета
21.05.2021

Химики МГУ придумали экологически чистый способ
извлекать пищевые красители

Химики МГУ придумали экологически чистый способ извлекать пищевые красители

Сотрудники химического факультета МГУ разработали эффективные экстракционные системы и методики для извлечения пищевых красителей. Работа опубликована в издании Microchemical Journal. На очереди –  нестероидные противовоспалительные препараты, флавоноиды.

Экстракция – широко используемый метод выделения, разделения и концентрирования веществ и элементов, часто являющийся необходимым этапом подготовки образца к анализу. Широчайшее распространение экстракционных методов в современной химии связано с их главными достоинствами – универсальностью, простотой выполнения и доступностью. К сожалению, органические растворители, в том числе и применяющиеся в экстракции, летучи, горючи, пожароопасны и токсичны. Остро необходимы новые, экологически безопасные растворители.

Сотрудники лаборатории концентрирования кафедры аналитической химии под руководством профессора Игоря Плетнева разработали эффективные экстракционные системы на основе ионных жидкостей и подобрали оптимальные параметры для извлечения пищевых красителей."Наши исследования связаны с изучением экстракционных систем нового поколения – комбинированных растворителей, – рассказывает участница исследования, доцент кафедры аналитической химии к.х.н. Светлана Смирнова. – Это жидкости, для существования которых обязательно присутствие двух и более типов частиц, молекул или ионов".

Основное преимущество комбинированных растворителей – составная природа, позволяющая варьировать их свойства в широких пределах, подстраиваясь под различные экстракционные и аналитические задачи (регулировать свойства обычных молекулярных растворителей достаточно сложно). К комбинированным растворителям относятся, в частности, ионные жидкости – расплавы органических солей, жидкие при комнатной температуре. Они еще и экологически "дружественнее", чем обычные растворители.

"В качестве альтернативы классическим ионным жидкостям нами предложены очень необычные гидрофильно-гидрофобные ионные жидкости, – говорит Светлана Смирнова. – Они не смешиваются с водой, практически в ней не растворяются, но сами растворенной воды содержат очень много. Такие "увлажненные" растворители отлично подходят для экстракции гидрофильных соединений. Синтетические пищевые красители, которые мы изучали в работе, количественно извлекаются в них".

Основная проблема при определении красителей – это их количественное выделение из сложных матриц. Например, популярные в пищевой химии сульфоазокрасители хорошо растворимы в воде и присутствуют в водных растворах в анионной форме. Экстрагировать их в обычный молекулярный растворитель крайне трудно, необходимы активные растворители, блокирующие сульфогруппы, и дополнительные реагенты-противоионы. И даже при этом не всегда удается достичь эффективной экстракции. С гидрофильно-гидрофобными ионными жидкостями, способными к ионообменной экстракции, авторам удалось добиться количественного извлечения красителей.

"Определение красителей может быть полезно для оценки качества продуктов, уровня загрязненности объектов окружающей среды, – рассказывает еще одна участница исследования, аспирант Кристина Лысковцева. – В пищевых продуктах краситель содержится в высоких концентрациях, а в сточных водах предприятий пищевой промышленности его количества могут быть малы. Однако низкие содержания все равно необходимо контролировать, поскольку красители способны накапливаться в окружающей среде и наносить вред биосистемам, ухудшать качество воды. Системы, с которыми мы работаем, позволяют сконцентрировать красители - из большого объема пробы в малый объем экстракта - перед последующим определением".

Авторы планируют продолжить изучение свойств разработанных ионных жидкостей, а также искать новые биосовместимые, экологически безопасные и доступные растворители. Ведется работа, нацеленная на определение биологически важных соединений: аминокислот, биогенных аминов, витаминов и нестероидных противовоспалительных препаратов.

Автор фото: Александра Кучерова/пресс-служба химического факультета МГУ

Контакт для связи: +79036691962 Сергей Ивашко, пресс-секретарь химического факультета МГУ