XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Продукты питания являются неотъемлемой частью жизни человека, поэтому важно, чтобы они были качественными и безопасными. Одним из методов определения качества продуктов является люминесцентный анализ. Явление люминесценции является одним из видов выделения веществами, в определенных условиях, лучистой энергии.

Люминесценцией называется явление свечения холодных тел. Она возникает в результате поглощения веществами первичной энергии и испускания почти всей или некоторой части этой энергии в виде светового излучения.

В зависимости от вида первичной энергии (световой, химической, механической и др.), различают:

фотолюминесценцию, основанную на свечении вещества при поглощении лучистой или световой энергии;

хемилюминесценцию, основанную на свечении вещества под действием некоторых химических процессов;

триболюминесценцию, основанную на свечении в результате трения;

катодолюминесценцию, основанную на свечении из-за бомбардировки быстролетящими электронами.

В практике физико-химического анализа наибольшее значение приобрела фотолюминесценция. Различают два её вида:

фосфоресценция – свечение продолжается более или менее длительное время после снятия источника возбуждения;

флюоресценция – свечение прекращается сразу после снятия источника возбуждения. Этот вид фотолюминесценции наиболее приемлем для аналитических целей.

Люминесцентный анализ может использоваться для прямого и косвенного определения. Прямые определения проводят непосредственно по люминесценции исследуемого объекта. При косвенном определении люминесценция служит индикатором конца процесса определения данного вещества.

Люминесцентный анализ позволяет проводить как качественное, так и количественное определение. Качественное определение не связано с измерением величины интенсивности излучения, а связано лишь с наличием люминесценции.

Чувствительность люминесцентных методов исключительно велика. Они позволяют обнаружить сто миллиардные доли грамма люминесцирующего вещества, что во много раз превосходит чувствительность химического и абсорбционного методов. Кроме того, люминесцентный анализ полностью отвечает требованиям экспресс-метода.

При исследовании пищевых продуктов люминесцентный метод можно использовать для установления порчи и фальсификации продуктов.

Люминесцентный анализ позволяют определить начальную степень порчи продуктов питания. С его помощью нетрудно сделать заключение о качестве продуктов и, следовательно, предупредить возникновение пищевых отравлений.

Для проведения анализа использовали люминоскоп «ФИЛИН», предназначенный для определения качества продукции и определения фальсификатов методом люминесцентного анализа при лабораторном контроле.

Характеристики люминоскопа, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Рабочая длина волны, нм	364
УФ облученность контролируемой поверхности, мВт/см2	5
Потребляемая мощность, Вт	350
Габаритные размеры, мм	190х250х290
Масса люминоскопа, кг	3,7

Принцип работы прибора основан на свойстве веществ люминесцировать под действием ультрафиолетового излучения.

Для люминоскопа «ФИЛИН» разработаны следующие методики:

1) Масла и жиры - проверка чистоты растительных масел, выявление фальсификации сливочного масла маргарином и жирами;

2) Мясо - определение свежести говядины, выявление фальсификации рубленого мяса субпродуктами;

3) Рыба - определение качества свежей и соленой рыбы;

4) Молоко и молочные продукты - оценка качества молока и творога;

5) Картофель и овощи - выявление картофеля, пораженного фитофторой, выявление подмороженных овощей, оценка свежести плодов;

6) Соки и вина - выявление фальсификации красных виноградных вин плодово-ягодными;

7) Мука и зерно - оценка качества и определение видовой принадлежности муки и зерна.

 Анализ молока.

Люминесцентный метод может быть успешно использован при экспертизе молока и молочных продуктов. Применяя метод, определяют наличие примесей в молоке (сода, вода), бактериальную обсемененность молока, жир и белок.

Определение примеси воды к молоку.

Пробу молока 10-20 мл наливают в кювету и помещают в смотровую камеру. Свежее коровье молоко люминесцирует интенсивным желтым цветом, иногда с коричневым оттенком. Изменение кислотности молока приводит к ослаблению люминесценции.  Натуральное свежее молоко люминесцирует желтым цветом в отличие от кипяченого, люминесцирующего светло-желтым цветом. Молоко с 15%-ным добавлением воды имеет такой же оттенок свечения, что и кипяченое, то есть светло-желтый.

 Определение соды в молоке.

Примесь соды к молоку изменяет цвет люминесценции. Обычный для цельного молока желтый цвет люминесценции становится светлым, причем ослабление интенсивности цвета зависит от количества прибавленной соды.

Молоко, начинающее скисать, дает люминесценцию серо-голубого цвета различной насыщенности.

Нами проведен люминесцентный анализ образцов молока разных производителей (рисунок 1).

Рисунок 1 – Образцы молока

Все образцы молока имеют светло-желтый цвет люминесценции, что указывает на наличие в образцах воды. Это подтверждает, что при производстве молоко проводят его нормализацию до определенной жирности. Наиболее светлыми образцами являются образцы 2, 3, 4 имеющие меньшую жирность.

Нами исследованы два образца молока, разной степени скисания, представленные на рисунке 2.

Рисунок 2 – Образцы молока с повышенной кислотностью

Было установлено, что молоко, начинающее скисать, дает люминесценцию серого цвета, а для более кислого молока характерна люминесценция светло-зеленого цвета.

Исследование растительных масел.

 10-20 мл масла наливают в и помещают в осветительную камеру. Цвет люминесценции наблюдают в проходящем и отраженном свете.

Натуральные растительные масла обладают специфической люминесценцией: подсолнечное рафинированное масло дает слабую люминесценцию светло-голубоватого цвета, подсолнечное нерафинированное масло – желто-серый с голубоватым оттенком или светло-голубой, льняное - бледно-голубого цвета, оливковое рафинированное – светло-синего или серо-голубого, рапсовое – молочно-голубого, кукурузное - голубого. Минеральные масла (вазелиновое, трансформаторное, машинное, автол) дают ярко-голубую люминесценцию поэтому примесь 1-2% минеральных масел к растительным меняет цвет люминесценции с желто-зеленого на голубой.

Нами были исследованы образцы растительных масел, представленные на рисунке 2.

Рисунок 2 – Образцы растительных масел

Образцы нерафинированных масел имеют серо-желтую люминесценцию, рафинированные – светло-голубую, что подтверждает литературные сведения. Тон 2 образца светлее, чем у 4 образца, это указывает на наличие добавки в образце оливкового масла.

По цвету люминесценции всех образцов масла можно судить о том, что они являются качественными, и среди них не выявлено фальсификатов.

Таким образом, с помощью люминесцентного анализа можно быстро и с высокой чувствительностью определить качество продуктов.

Список литературы:

Ищенко А.А., Гольдштрах М.А. Люминесцентный анализ: учеб. пособие. – М.: МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2009. – 36 с.

Гришаева Т.И. Методы люминесцентного анализа: учеб. пособие для вузов. СПб.: АНО НПО «Профессионал», 2003. – 226 с.

Спектральные методы анализа. Практическое руководство [Электронный ресурс]: учеб. пособие / В.И. Васильева [и др.]; под ред. Селеменева В.Ф., Семенова В.Н. — СПб: Лань, 2014. – 416 с. — Режим доступа: https://e.lanbook.com/book/50168.

Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Я., Григорьева В.Ю. Аналитическая химия. Количественный анализ. Физико-химические методы анализа: учеб. пособие. М.: ГЭОТАР- Медиа, 2012. – 368 с.

Код для цитирования: Скопировать