Федеральное агентство по образованию ВОСТОЧНО-СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Методы определения содержания йода в пищевом сырье и продуктах питания Методические указания к выполнению учебно- исследовательских работ студентами специальностей 260301, 260504, 260100 Составители: Брянская И.В. Лескова С.Ю. Подписано в печать 1.02.2006г. Формат 60 х 84 1/16. Усл. п.л. 1,86. Электрон. вариант. Заказ № 7. ____________________________________________ Издательство ВСГТУ. г.Улан-Удэ, ул.. Ключевская, 40в. Улан-Удэ 2006 Аннотация Содержание Введение 4 ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ В ПРОИЗВОДСТВЕ В настоящих методических указаниях ЙОДИРОВАННЫХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 6 приведены различные методы определения йода в ГЛАВА II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ЙОДА В 13 пищевых продуктах, которые могут быть ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ Техника безопасности 13 использованы при проведении учебно-и научно- Подготовка эксикатора и правила работы с ним 13 исследовательских работ. 1. Качественный анализ 15 Методическое указание предназначено для 1.1. Материалы, аппаратура, химические реактивы, посуда, студентов дневного и заочного обучения используемые при работе 16 1.1.1. Приготовление реактивов 16 специальностей 260504 “Технология консервов и 1.1.2. Нормы расхода реактивов на одно определение 17 пище концентратов’’, 260301 ”Технология мяса и 1.2. Порядок выполнения работы 17 мясных продуктов”. 1.2.1. Подготовка пробы 17 2. Количественное определение йода титрометрическим методом 19 Ключевые слова: йод, пищевые продукты, 2.1. Материалы, аппаратура, химические реактивы, йодная недостаточность, йодирование, посуда, используемые при работе 19 качественный анализ, тиреоидные гормоны 2.2. Приготовление реактивов 20 2.3. Порядок выполнения работы 21 2.3.1. Подготовка пробы 21 2.3.2. Дистилляция и титрование 22 2.3.3. Обработка результатов 23 3. Колориметрический метод количественного определения йода 24 3.1. Материалы, аппаратура, химические реактивы, посуда, используемые при работе 25 3.2. Приготовление реактивов 26 3.3. Порядок выполнения работы 26 3.3.1. Подготовка пробы 26 3.3.2. Подготовка пробы для измерения оптической плотности 27 3.3.3. Измерение оптической плотности 28 3.3.4. Построение калибровочного графика 28 3.4. Обработка результатов 29 Вопросы для самоконтроля 30 Список использованных источников 31 ВВЕДЕНИЕ интеллектуального и физического развития детей и подростков, увеличения частоты патологий среди В XXI веке во всех странах мира отмечено беременных. резкое увеличение интереса к здоровому питанию. Пищевые продукты – это главные источники Создаются продукты с использованием животного йода, на долю которых приходится около 90 % его и растительного сырья, обогащенные биологически общего количества, поступающего в организм. активными веществами, несомненная полезность Задача в восполнении йода может быть решена которых в том, что они могут сбалансировать и путем обогащения им основных продуктов улучшить рацион, благодаря введению белков, питания: соли, хлебобулочных изделий, мясных витаминов, макро- и микронутриентов и других продуктов, консервов, продуктов детского питания полезных веществ. и др. Микронутриенты относятся к незаменимым Суточная потребность в йоде зависит от возраста веществам пищи. Они абсолютно необходимы для человека /7/. нормального осуществления обмена веществ, роста и развития организма, защиты от болезней и Возраст Суточная потребность в вредных факторов окружающей среды, надежного йоде, мг обеспечения всех жизненных функций. 1-3 года 0,06 Организм человека не синтезирует 4-6 лет 0,07-0,08 микронутриенты впрок, поэтому они должны 7-10 лет 0,1 поступать регулярно, в полном наборе и 11-17 лет 0,1-0,13 количестве, соответствующем физиологической От 17 лет и старше 0,2 потребности организма человека. Анализ результатов исследования состояния Однако чрезмерно высокое потребление йода питания и здоровья населения, выполненных может иметь отрицательные последствия и Институтом питания РАМН и учреждениями привести к развитию ряда заболеваний. Поэтому Минздрава России, свидетельствует о том, что в при создании йодобогащеных продуктов питания Российской Федерации около 100 млн. человек необходимо осуществлять строгий контроль за проживает на территориях с дефицитом содержанием этого микроэлемента в готовом природного йода. Это является причиной широкого изделии. распространения эндемического зоба, нарушений ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ В фармацевтическими таблетированными ПРОИЗВОДСТВЕ ЙОДИРОВАННЫХ препаратами, биологически активными добавками ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ (БАД) разных форм, а также пищевыми В XXI веке во всех странах мира отмечено продуктами, богатыми йодом. резкое увеличение интереса к здоровому питанию. Пищевые продукты являются главным Это связано, прежде всего, с тем, что организм источником йода. На их долю приходится около современного человека, потребляющего все больше 90% общего количества йода, поступающего в рафинированных и подвергнутых глубокой организм. Содержание йода в одних и тех же переработке продуктов питания, испытывает продуктах значительно колеблется в зависимости серьезный дефицит витаминов, макро- и от уровня йода в почве и воде. Самое высокое микроэлементов и других веществ. Недостаток содержание йода в морских водорослях: в сухой витаминов, макро- и микроэлементов, пищевых ламинарии – 160-800 мг % (мкг/100г), сухой волокон формирует факторы риска хронических морской капусте – 200-220 мг %. Большое заболеваний, снижает функциональную активность количество йода обнаружено в морской рыбе (от иммунной системы. Одна из важных проблем – 88,8 до 100,7 мкг%) и других продуктах моря. йододефицитные состояния, для устранения Морская вода содержит наибольшие количества которых необходимо поступление йода в организм йода – около 20 мг/л. Питьевая вода содержит 0,2 – человека. 2 мкг/л и вносит незначительный вклад в Биологическая роль йода связана с его обеспечение человека йодом (до 5 – 10 %). Однако участием в образовании гормонов щитовидной содержание в ней йода может послужить железы- трийодтиронина и тироксина. Йод – показателем его уровня в злаках, овощах и единственный из известных в настоящее время фруктах, выращиваемых в данной местности. микроэлементов, участвующих в биосинтезе Кроме того, важным поставщиком йода является гормонов. До 90% циркулирующего в крови молоко. Так, в США в рацион для взрослых с органического йода приходится на долю тироксина молочными продуктами поступает 58 % йода, для /1/. детей 2 лет – 67 % , для 6 – месячных детей – 80 % Для предотвращения развития и /1/. Природа сконцентрировала содержание йода в распространения йодной недостаточности проводят молочной железе и молоке во время лактации. ряд массовых профилактических мероприятий. Это Йодирование молочных белков происходит по прежде всего связано с обеспечением населения аминокислотным остаткам тирозина. Этому способствует фермент лактопероксидаза, под концентрации йода в яйцах в 10 раз. В Иркутской действием которого и образуется органическая области выпускают йодированные яйца, форма йода, необходимая для нашего организма полученные путем введения в корм специальной /2/. добавки – концентрата из пекарских дрожжей – йод Хранение и кулинарная обработка пищевых – дрожжелизина. Каждое яйцо, согласно данным продуктов ведут к значительным потерям йода. производителя, содержит 45 мкг йод – почти При несоблюдении правил хранения (нарушение полную суточную дозу для ребенка, половину температурно – влажностного режима, вентиляции нормы для подростков, треть для взрослого. При картофелехранилищ, несвоевременная введении в корм животных йодида калия, было отсортировка загнивших клубней) потери йода в обнаружено в молоке 10-15– ти кратное увеличение период с октября по май составляют до 65 %. содержания микроэлемента /2/. Величина потерь йода при кулинарной обработке В настоящее время учеными разработан ряд продуктов зависит от степени измельчения пищевых продуктов, обогащенных разными продукта и способа тепловой обработки: при жарке препаратами йода, которые выпускаются мяса потери йода составляют 65 %, при варке – пищевыми предприятиями в различных регионах 48 %, при варке картофеля в измельченном виде – России. 48 %, целыми клубнями – 32 % /1/. В ряде стран успех профилактики В связи с тем, что многие пищевые продукты йодированных состояний достигается добавлением обеднены йодом, из-за низкого содержания этого препаратов йода к таким продуктам, как соль, хлеб, микроэлемента в почвах и водах, используют кондитерские изделия, продукты детского питания, биологический способ их обогащения путем безалкогольные напитки, сыр, чай, крахмал, повышения содержания элемента в пищевых и мясопродукты и т.д. Йодирование хлеба проводят кормовых растениях. Для этой цели используют путем добавления йодидов, чтобы каждый йодистые микроудобрения, которые вносятся в потребитель хлеба мог получить в день 180 – 200 почву. При этом происходит аккумуляция йода мкг йода. Разработан способ обогащения йодом прежде всего в корневой системе. Использование хлеба и хлебобулочных изделий через некорневой обработки 0,02% раствором йодида использование йодированных хлебопекарных калия приводит к накоплению йода в стеблях и дрожжей, что также позволяет обеспечить листьях растений. При подкормке кур морскими равномерное распределение обогащающей добавки водорослями было отмечено увеличение по всей массе продукта /3/. Были получены йодированные мясные, колбасные изделия, железы. Установлено, что реакционноспособны в пельмени и другие продукты при использовании отношении йода серосодержащие (цистин и добавки из йодированной эластической связки метионин) и ароматические аминокислоты убойных животных /4/. В последнее время много (триптофан и тирозин), что подтверждает говорят о лечебных свойствах синего йода. Синий известный механизм замещения водорода в йод – это йодированный крахмал, его легко ароматическом кольце и образование в том числе получить в домашних условиях. Синий йод йодид тирозина /5/. Йод находится в них в открыли несколько раз. Но наиболее полное химически связанной форме. Поэтому продукты описание его лечебных свойств дал ученый О. В. питания, обогащенные йодом, обладают высокой Мохнач. Синий йод рекомендуется применять для физиологичностью и хорошо усваиваются. А это лечения самых разных заболеваний, в том числе и приводит к оптимизации йодного метаболизма в для профилактики йодной недостаточности. организме человека. Органическая форма йода Источником йода для синтеза гормонов уменьшает опасность его передозировки, щитовидной железы могут быть как гарантирует нормированное потребление неорганические, так и органические соединения нутриента. йода. Обогащенные йодированными белками Для йодирования пищевой соли повсеместно продукты – удобное и простое средство используют неорганические источники йода – профилактики йоддефицитных заболеваний. йодиды и / или йодаты. Однако как йодиды, так, и Для пищевой промышленности используются йодаты недостаточно стабильны. Кроме того, в йодированные белки на основе белков коровьего силу различных причин применение этих молока, соевых белков, яичного альбумина. Их соединений йода у части населения может вызвать можно использовать при производстве хлеба, гипертиреоидные состояния. хлебобулочных, макаронных, кондитерских Современный метод восполнения дефицита мучных и сахарных изделий, масложировых йода в организме – употребление продуктов, продуктов, молока и молочной продукции, обогащенных биопрепаратами, которые получают мороженого, мясных изделий, безалкогольных синтетическим путем за счет йодирования по напитков. аминокислотным остаткам белков с высоким Несмотря на возросшее потребление йода с содержанием тирозина и фенилаланина, продуктами питания в последние 20 лет во всем необходимых для синтеза гормонов щитовидной мире отмечается тенденция к увеличению заболеваемости эндемическим зобом. Это, в ГЛАВА II. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ первую очередь, связано с нерациональностью, ЙОДА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ несбалансированностью питания. Поэтому именно рационализация питания – одна из наиболее Техника безопасности важных мер профилактики зобной болезни. Огромное значение при этом имеет содержание в Для безопасного проведения лабораторной пище белка с оптимальным содержанием тирозина работы является обязательным и аккуратное и фенилаланина. обращение с реактивами и растворами, Кроме того, известно, что непредельные используемыми в анализе. жирные кислоты, присоединяя к себе йод, легко Отбор жидких реактивов осуществляется переносят его через стенки кишечника. Однако для пипетками, оснащенными дозирующими дальнейшего усвоения жирных кислот и насадками. Особую осторожность следует высвобождения йода необходима аминокислота – соблюдать при обращении с серной кислотой и метионин. Вот поэтому на фоне белковой раствором азотистокислого натрия. Если они недостаточности йодпрофилактика антисрумином, попали на кожу, необходимо немедленно удалить йодированными солью, хлебом и т. д. может их, а кожу промыть большим количеством оказаться неэффективной. проточной воды. В связи с вышеизложенным оптимальным для Отбор серной кислоты и хлороформа следует йодирования являются продукты, содержащие в проводить в шкафу принудительной вытяжной необходимом количестве аминокислоты тирозин и системы, чтобы пары, образующиеся при фенилаланин (предшественник тирозина), испарении данных реактивов, не распространялись метионин для утилизации жирных кислот и, по объему лаборатории. наконец, сами непредельные жирные кислоты /6/. Таким образом, мясо и мясопродукты Подготовка эксикатора и правила работы являются перспективными объектами для с ним йодирования. Эксикаторы – приборы, применяемые для медленного высушивания, охлаждения и предотвращения поглощения влаги продуктом из воздуха. Эксикаторы закрывают стеклянными - оксид кальция (СаО); крышками, края которых притерты к верней части - перхлорат магния (ангидрон(Mg(C1O4)2); цилиндра. Внутрь эксикатора на дно цилиндра, над - гидроксид натрия (NaOH); конусообразной частью, обычно кладут - силикагель (SiO2); фарфоровую вкладку, под которую помещают - оксид алюминия (A12O3); поглотители влаги. - оксид фосфора (Р2О5); При работе с эксикатором необходимо следить, чтобы притертые части всегда были слегка 1. Качественный анализ смазаны вазелином или другой смазкой. Эксикаторы очень часто приходится переносить с Метод основан на взаимодействии йода с места на место, при этом нередки случаи, когда крахмалом и образовании комплексного крышка соскальзывает и разбивается. Поэтому при соединения, окрашенного в синий цвет. переносе эксикатора обязательно нужно придерживать крышку. Если в эксикатор ставят горячие тигли, бюксы и т.д., то вследствие 1.1. Материалы, аппаратура, химические нагревания воздуха крышка иногда реактивы, посуда, используемые при работе приподнимается. Поэтому, поместив горячий тигль в эксикатор и накрыв его крышкой, ее некоторое Материалы и аппаратура: электропечь время притирают, т.е. двигают вправо и влево. сопротивления лабораторная, обеспечивающая При остывании тигля, бюкса и т.д. внутри поддержание заданного температурного режима от эксикатора создается небольшой вакуум, и крышка 150 до 500 С0; электроплитка бытовая; весы держится очень плотно. Чтобы открыть эксикатор, технические лабораторные; весы аналитические нужно не поднимать крышку, а сначала подвинуть класса 2 с пределом измерений от 0 до 200 г; шкаф ее в сторону, после чего она легко снимается. сушильный, обеспечивающий поддержание В качестве водопоглощающих веществ для заданного температурного режима от 40 до 150 С0; снаряжения эксикаторов применяют различные термометр лабораторный шкальный; термометр поглотители. Ниже приведены наиболее ртутный стеклянный лабораторный с пределом распространенные из них. измерений от 0 до 200 С0; бумага фильтровальная - хлористый кальций (СаС12); лабораторная; бумага лакмусовая. - гидроксид калия (КОН); Химические реактивы: натрий углекислый готовым для проведения опыта в случае безводный, х.ч.; натрий азотистокислый, х.ч.; образования нерастворимого осадка кислота серная концентрированная, х.ч.; крахмал азотистокислого натрия. растворимый; вода дистиллированная. Приготовление 10 г/дм3 раствора крахмала: Химическая посуда: тигли фарфоровые; 1г крахмала взвешивают на технических весах и палочки стеклянные; цилиндры конические с растворяют в 100 мл дистиллированной воды. притертой пробкой вместимостью 100 см3;пипетки Предварительно навеску крахмала растворяют в градуированные на 1 и 25 см3; воронки стеклянные небольшом количестве холодной воды, лабораторные; колбы мерные на 1000 см3. оставшуюся воду нагревают в стеклянном стакане до кипения. В кипящую воду при перемешивании 1.1.1. Приготовление реактивов приливают подготовленный раствор крахмала до загустения. Раствор охлаждают до комнатной Приготовление 200г/дм3 раствора температуры. углекислого натрия: 200 г углекислого натрия (Na2CO3) взвешивают на технических весах, 1.1.2. Нормы расхода реактивов на одно растворяют в 1000 см3 дистиллированной воды и определение: охлаждают раствор до комнатной температуры. - раствор углекислого натрия – 5 см3; Приготовление 250 г/дм3 раствора серной - раствор серной кислоты – не более 0,5 см3; кислоты: 250 г концентрированной серной - раствор азотистокислого натрия – 0,2 см3; кислоты (Н2SO4) растворяют в 1000 см3 - раствор крахмала – 1 см3; дистиллированной воды и охлаждают раствор до комнатной температуры. 1.2. Порядок выполнения работы Приготовление насыщенного раствора 1.2.1. Подготовка пробы азотистокислого натрия. К 100 см3 дистиллированной воды постепенно добавляют Одним из главных условий подготовки азотистокислый натрий (NaNO2), раствор пробы к анализу является ее гомогенность и тщательно перемешивают, реактив считается однородность. Для приготовления пробы исследуемого продукта с неоднородной структурой перемешивают и фильтруют через бумажный (в т. ч. мясного, рыбного, и т. п.), его подвергают 2- фильтр. Затем навеску промывают на фильтре еще кратному измельчению на мясорубке. 25см3 дистиллированной воды. Промывные воды Паштеты и другие виды пастообразных собирают вместе в стакан или колбу, подкисляют продуктов при подготовке пробы подвергают серной кислотой до кислой реакции на лакмус, обработке на гомогенизаторе или перетиранию в приливают 1-2 капли насыщенного раствора фарфоровой ступке с использованием пестика до азотистокислого натрия и 1см3 получения гомогенной структуры. свежеприготовленного крахмала. Посинение раствора указывает на Минерализация пробы присутствие йода в продукте. Навеску подготовленного продукта массой 2. Количественное определение йода 0,5-1 г, взвешенную в тигле с абсолютной титрометрическим методом погрешностью не более 0,001 г, смачивают 5 см3 раствора углекислого натрия. Содержимое тигля Метод основан на образовании окрашенного подсушивают в сушильном шкафу, постепенно комплексного соединения йода с азотистокислым увеличивая температуру от 50 до 150 0С. Общая натрием в кислой среде и его титрометрическом продолжительность сушки – 40 мин. определении. Затем тигли переносят в электропечь сопротивления, где осторожно обугливают навеску продукта, периодически смачивая ее 2.1. Материалы, аппаратура, химические дистиллированной водой, при слабом калении реактивы, посуда, используемые при работе (400-450 0С) до появления сероватого цвета. (температуру в электропечи сопротивления следует Материалы и аппаратура: электропечь увеличивать постепенно от 200 до 450 0С с сопротивления лабораторная, обеспечивающая интервалом в 30 мин). По завершению процесса поддержание заданного температурного режима от минерализации тигли охлаждают в эксикаторе. 150 до 500 0С; электроплитка бытовая; бумага Уголь в тигле измельчают стеклянной фильтровальная лабораторная; весы технические палочкой в порошок, заливают дистиллированной лабораторные; весы аналитические класса 2 с водой в количестве 25см3, после чего пределами измерений от 0 до 200 г; шкаф

Йод - элемент необходимый для хорошего слаженного функционирования органов, развития и роста человека. Если в организме нехватка йода это проявляется симптомами: сонливость, хроническая усталость, ухудшение памяти, сухая кожа, ломкие ногти и т.д, но более тяжелая нехватка йода может привести к тяжелым заболеваниям, развитию эндемического зоба, у детей может быть задержка физического и умственного состояния. Пищевые продукты самый главный источник поступления йода, по этому продукты богатые йодом должен употреблять каждого здоровый человека.
Рекордсменами по содержанию йода считаются: морская капуста, фейхоа, печень трески, морепродукты, хурма (рисунок 1). Потребления йода должно составлять 100-200 микрограмм, но такую суточную норму невозможно обеспечить правильным питанием, на этом фоне популярность получили продукты обогащенные йодом. Но не стоит забывать, что превышение йода в организме человека приводит к токсическим эффектам, поэтому не стоит ими злоупотреблять. На фоне это содержания йода в обогащенных продуктах контролируется с особой тщательностью при выпуске продукции. Анализировать содержания йода выполняют разнообразными методов- вольтамперометрическое, титриметрический, фотометрический, потенцеметрический, йоно-метрический, хроматографический, амперометрический.

Определение йода рекомендованый МЗ РФ является титрометрический метод. Этот метод так же применяется в Индии, Южной Африке и других странах. Оценивая титриметрический анализ содержания йода в пищевых продуктах, следует подчеркнуть его легкость и простоту.

В компании ООО «КоролевФарм» в физико-химической лаборатории определение йода в пищевых продуктах и биологически активных добавках проводят титрометрическим методом в соответствии с методикой «Руководство по методам контроля качества и безопасности БАД к пище».

Основан анализ на титровании йода, вышедший при взаимодействии йодата калия и йодида калия, титрование происходит 0,005М Na2S2O3, индикатором является крахмал.

Для определения йода в коническую колбу отвешивают навеску массой 10 грамм, ту даже добавляют 100 миллилитров дистиллированной воды. Получившийся раствор фильтруют, если он мутный. Далее к раствору добавляют 1 миллилитр 2Н H2SO4 и 5 миллилитров 10 % раствора КI, закрыв крышкой, перемешивают и колбу убирают в темное место примерно на 10 минут. После того как раствор постоял 10 минут в темноте он становится темно-желтый цвет, открывают крышку в колбу при перемешивании добавляют к исследуемому раствору 0,005М Na2S2O3 для того чтоб темно-желтый цвет перешел в светло-желтый. Далее добавляют примерно 2 миллилитра раствора крахмала и реакционная смесь становится темно-синей, и продолжают титрование 0,005 М Na2S2O3 пока светло-желтый цвет перейдет в темно-синий цвет.

Количества йода вычисляют в (мг/кг) : Х=V*10,57; V- является объем 0,005М Na2S2O3 израсходованный на титрование, см3;

Отмечу что нужно соблюдать следующие требования при выполнение анализа: хранить в темном месте реакционную смесь до начала титрования; Использовать 1% раствор крахмала сразу после приготовления; Крахмал добавляется в титруемый раствор; Йодометрическое титрование надо осуществлять при нормальной комнатной температуре, так как наблюдается потеря йода, он улетучивается из раствора.

Утверждаю

Главный государственный

санитарный врач

Российской Федерации,

Первый заместитель

Министра здравоохранения

Российской Федерации

Г.Г.ОНИЩЕНКО

Дата введения -

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЙОДА В ВОДЕ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1.1090-02

1. Разработаны д.б.н. А.Г. Малышевой, к.б.н. Н.П. Зиновьевой, к.т.н. Л.Ф. Кирьяновой, к.б.н. Е.М. Севостьяновой, Д.Б. Каменецкой (НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН), к.м.н. В.Е. Крутилиным, Л.С. Туркиной, Н.В. Быстряковой (центр госсанэпиднадзора в Смоленской области), Е.А. Костюченковой, к.м.н. А.В. Авчинниковым (Государственная медицинская академия, г. Смоленск).

2. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации - Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 4 января 2002 г.

3. Введены впервые.

1. Область применения

Методические указания по контролю йода в воде предназначены для центров госсанэпиднадзора, санитарных лабораторий промышленных предприятий, лабораторий научно-исследовательских институтов, работающих в области гигиены окружающей среды. Методические указания разработаны с целью обеспечения аналитического контроля йода в водных объектах (питьевой, поверхностных, артезианских, расфасованных минеральных и др.) и оценки соответствия уровня его содержания гигиеническому нормативу.

2. Общие положения

Йод широко распространен в природе. В незначительных количествах он находится повсюду: в морской воде, земной коре, растительных и животных организмах. Соединения йода содержатся в некоторых сточных водах химической и фармацевтической промышленности. В природных водах йод содержится преимущественно в виде йодидов. Йод относится к важнейшим биогенным элементам, необходимым для нормального функционирования организма человека, однако в повышенных концентрациях он представляет опасность для здоровья. В природных водах и в процессе водоподготовки содержание йода может колебаться в пределах от 0,005 до 1 мг/куб. дм. В связи с этим особую актуальность приобретает контроль йода в воде на уровне гигиенического норматива.

Существующая фотометрическая методика определения из-за недостаточной чувствительности не позволяет контролировать содержание йода в воде на уровне предельно допустимой концентрации (ПДК 0,125 мг/куб. дм). Существенным недостатком йодометрической методики является отсутствие метрологической аттестации.

Настоящие Методические указания дают возможность устанавливать количественный титриметрический анализ водных объектов для определения в них содержания йода в диапазоне концентраций 0,01 - 1 мг/куб. дм. Метод метрологически аттестован и обеспечивает определение йода с пределом обнаружения 0,08 ПДК.

Методические указания разработаны в соответствии с требованиями ГОСТов Р 8.563-96, 17.0.0.02-79.

3. Физико-химические свойства, токсикологическая

характеристика и гигиенические нормативы

Молекулярная масса - 253,84.

Йод - твердое кристаллическое вещество с резким запахом. Температура плавления - 113,7 °С, температура кипения - 182,8 °С, плотность - 4,93 г/куб. см. Растворяется в хлороформе, сероуглероде, спирте, эфире, четыреххлористом углероде. В воде малорастворим (0,028 г на 100 г при 20 °С).

Йод обладает раздражающим действием. Предельно допустимая концентрация в воде (ПДК) - 0,125 мг/куб. дм.

4. Погрешность измерений

Методика обеспечивает выполнение измерений с погрешностью, не превышающей +/- 30%, при доверительной вероятности 0,95.

5. Метод измерений

Измерение концентрации йода основано на окислении йодидов до йодатов в кислой среде бромной водой с восстановлением последних до свободного йода по формуле:

- - + -

I + 3Br2 + 3H2O -> IO3 + 6H + 6Br ;

KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O;

I2 + 2Na2S2O4 = Na2S4O6 + 2NaI.

Количественное определение проводят йодометрическим титрованием. Нижний предел измерения йода в анализируемой пробе 10 мкг. Определению не мешают другие галогены.

6. Средства измерений, вспомогательные устройства,

материалы, реактивы

6.1. Средства измерений

Весы лабораторные ВЛА-200г-М 2-го

класса точности с погрешностью 0,02 г ГОСТ 24108-88Е

Меры массы Г-2 - 2106 2 кл ГОСТ 7328-82Е

Пипетки градуированные вместимостью

1, 2, 5, 10 куб. см ГОСТ 29227-91

Колбы мерные, 1000 куб. см, 100 куб. см ГОСТ 1770-74

Цилиндры мерные вместимостью 100, 1000 куб. см ГОСТ 1770-74

Микробюретка вместимостью 5 куб. см ГОСТ 20292-84

Термометр лабораторный шкальный ТЛ-2 ГОСТ 215-73Е

6.2. Вспомогательные устройства

Воронки делительные, ВД-3-2000 ГОСТ 9613-75

Чашки фарфоровые N 2, 3 ГОСТ 9147-73

Колбы плоскодонные вместимостью 25, 50 куб. см ТУ 92-891.029-91

Стаканы термостойкие вместимостью 1000 куб. см ГОСТ 25336-82

Воронки лабораторные стеклянные ГОСТ 25336-82

Электропечь сопротивления камерная

лабораторная, обеспечивающая

режима от 150 до 500 °С ТУ 79-337-77

Шкаф сушильный, обеспечивающий

поддержание заданного температурного

режима от 40 до 150 °С ТУ 16-531-639-78

Электроплитка бытовая или горелка газовая ГОСТ 14919

Баня водяная, песочная ТУ 64-1-2850

Палочки стеклянные оплавленные ГОСТ 25330

6.3. Материалы

Фильтры беззольные "синяя лента"

диаметром 5 или 7 см ТУ 6-09-1678-86

Тальк ГОСТ 19729-74

6.4. Реактивы

Йод ГСО N 6088-91

Дистиллированная вода ГОСТ 6709-72

Спирт этиловый ректификат ГОСТ 5962-67

Калий йодистый, х.ч. ГОСТ 4232-74

Калий углекислый (поташ) ГОСТ 4221 -76

Фенолфталеин ГОСТ 5850-72

Кислота серная, х.ч. ГОСТ 4204-72

Кислота хлороводородная, х.ч. ГОСТ 3118-77

Крахмал ГОСТ 10163-76

Тиосульфат натрия ГОСТ 27068-86

Бром ГОСТ 4109-64

Метиловый красный ТУ 6-09-5169-84

Муравьиная кислота ГОСТ 5848-73

Метиловый оранжевый ТУ 6-09-5171-84

Хлороформ, х.ч. ТУ 6-09-4263-76

Возможно использование других средств измерений, вспомогательного оборудования, материалов и реактивов с метрологическими и техническими характеристиками не ниже приведенных выше.

7. Требования безопасности

7.1. При работе с реактивами соблюдают требования безопасности, установленные для работ с токсичными, едкими и легковоспламеняющимися веществами по ГОСТу 12.1.005-88.

7.2. Требования электробезопасности при работе с электроустановками в соответствии с ГОСТом 12.1.019-79.

8. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений допускают лиц, имеющих квалификацию не ниже техника-химика и имеющих навыки работы с титрованием.

9. Условия выполнения измерений

При выполнении измерений согласно ГОСТу 15150-69 соблюдают следующие условия:

Процессы приготовления растворов и подготовки проб к анализу проводят при температуре воздуха (20 +/- 5 °С); атмосферном давлении (630 - 800 мм рт. ст.) и влажности воздуха не более 80% при 25 °С.

В комнате, где ведется определение йода, не должно быть никаких йодсодержащих препаратов.

Все применяемые реактивы и дистиллированная вода должны быть очищены от йода.

10. Подготовка к выполнению измерений

Перед выполнением измерений проводят следующие работы: приготовление растворов, отбор проб.

10.1. Приготовление растворов

Все растворы готовятся на безйодной дистиллированной воде.

Дистиллированная вода. Перегоняется в присутствии K2CO3.

Спирт-ректификат. Перегоняется в присутствии K2CO3.

Серная кислота, 5%-ный раствор. 30 куб. см концентрированной H2SO4 (уд. вес 1,84) приливают осторожно к дистиллированной воде (400 - 500 куб. см) в литровой колбе, по охлаждении доводят дистиллированной водой до 1 куб. дм.

Бромная вода насыщенная. К 100 куб. см дистиллированной воды прибавляют приблизительно 5 г жидкого брома и сильно встряхивают, изредка приоткрывая пробку. Пользуются свежеприготовленной.

Серноватисто-кислый натрий, 0,1 Н раствор. Готовят из фиксанала. Содержимое ампулы количественно перенести в мерную колбу вместимостью 1000 куб. см и разбавить бидистиллированной водой.

Йодистый калий. Проверяется на йод добавлением 5% H2SO4 (2 - 3 капли) и крахмала. Пожелтевший препарат выдерживается на воздухе до побеления.

Тальк. Обрабатывается концентрированной хлороводородной кислотой в соотношении 1:3, промывается, высушивается и прокаливается.

Фенолфталеин, 1%-ный спиртовой раствор. 1 г фенолфталеина помещают в мерную колбу вместимостью 100 куб. см и доводят до метки 96% спиртом.

Крахмал, 1%-ный раствор. Смешивают 1 г растворимого крахмала с 10 куб. см дистиллированной воды и приливают к 90 куб. см кипящей дистиллированной воды. Раствор консервируют небольшим количеством хлороформа (1 - 2 капли).

Метиловый красный, 1%-ный спиртовой раствор. 1 г метилового красного помещают в мерную вместимостью 100 куб. см и доводят до метки 96%-ным спиртом.

Метиловый оранжевый, 1%-ный спиртовой раствор. 1 г метилового оранжевого помещают в мерную колбу вместимостью 100 куб. см и доводят до метки 96% спиртом.

Водный раствор K2CO3 готовят из расчета 1 кг на 810 куб. см воды. Раствор встряхивают в течение 5 минут в делительной воронке с 10 куб. см спирта и разделяют. Обработку раствора спиртом повторяют несколько раз. Для измерений используют нижний слой.

10.2. Отбор проб

Пробы воды объемом 0,5 - 6 куб. дм отбирают в емкость из темного стекла в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000, ГОСТ Р 51593-2000. Пробы хранят при охлаждении до 2 - 5 °С. Анализ - в день отбора проб.

11. Выполнение измерений

11.1. Концентрирование пробы и экстракция йодида из воды

При анализе 1 л пробы определяют содержание йодидов, начиная с 0,01 мг/куб. дм. Пробы с более низким содержанием йодидов предварительно концентрируют упариванием. Для определения отбирают такой объем пробы, чтобы содержание в нем йода было в пределах 0,01 - 1 мг. В термостойкий стакан помещают пробу исследуемой воды, прибавляют 10 капель 1%-ного раствора фенолфталеина и раствор K2CO3 до ярко-красного окрашивания, не исчезающего при помешивании. Пробу выпаривают на электрической или газовой плите до объема 300 - 400 куб. см (при объеме пробы менее 0,5 куб. дм выпаривание производить в фарфоровой чашке N 3 на водяной бане). Затем пробу переносят в фарфоровую чашку N 3, упаривают до сухого осадка на водяной бане, просушивают в сушильном шкафу и прокаливают в электропечи при температуре до 450 °С. Во избежание потери йода нужно следить, чтобы температура электропечи была не выше 500 °С. Прокаливание продолжают до полного обугливания органического вещества, не добиваясь его окончательного сгорания (остаток может быть серым). Прокаленный остаток увлажняют водой, приготовленной в соответствии с п. 10.1 (3 - 4 капли), и растирают стеклянной палочкой до однородной массы. Если остаток жесткий, прибавляют по каплям K2CO3 и растирают до получения мягкой массы. Потом прибавляют 8 - 10 куб. см спирта, приготовленного в соответствии с п. 10.1, тщательно размешивают и декантируют экстракт в другую чашку меньшего размера (N 2). Если остаток мучнистый и не отстаивается, прибавляют концентрированный раствор K2СО3 при помешивании стеклянной палочкой до тех пор, пока осадок полностью не свернется. Экстрагирование повторяют с новой порцией спирта (8 - 10 куб. см). После этого к остатку прибавляют 2 - 3 капли концентрированного раствора K2CO3, высушивают на водяной бане, потом в сушильном шкафу и опять прокаливают в электропечи, увлажняют водой и снова дважды экстрагируют. Спиртовые экстракты объединяют. Таким образом экстрагирование йода из сухого остатка производится в 2 приема после прокаливания с предварительным прибавлением K2CO3. Общий объем экстракта составляет примерно 40 куб. см.

Полученный экстракт выпаривают на водяной бане, прибавив 2 капли концентрированного раствора K2CO3. После этого чашку просушивают в сушильном шкафу и прокаливают в электропечи. Так как в экстракте минеральных веществ мало, в этих условиях происходит быстрое и полное сгорание всего органического вещества. После охлаждения чашки добавляют 3 - 4 капли дистиллированной воды и опять экстрагируют небольшими порциями спирта (10 куб. см). Экстракт осторожно выпаривают на водяной не сильно нагретой бане с таким расчетом, чтобы спирт в чашке не закипел.

Внимание: Сухой остаток в чашке должен быть бесцветным, в противном случае его смачивают несколькими каплями воды, прибавляют 1 - 2 капли раствора K2CO3, сушат и прокаливают снова, но уже не подвергая экстрагированию спиртом.

11.2. Перевод йодида калия в йодат

и выделение свободного йода

Бесцветный остаток растворяют в 1 - 1,5 куб. см дистиллированной воды и фильтруют через воронку в коническую колбу емкостью около 25 куб. см. Объем фильтрата вместе с промывными водами должен составлять около 4 куб. см. К фильтрату добавляют 2 капли раствора метилового оранжевого, осторожно титруют 5% раствором серной кислоты и добавляют еще 2 куб. см титранта. Затем порциями по 20 - 25 капель приливают бромную воду до окрашивания раствора в желтый цвет, обусловленного избытком бромной воды, и ставят на заранее сильно разогретую песочную баню (примерно 100 °С). Для равномерного кипения к раствору прибавляют на кончике ножа щепотку талька. После того как раствор закипит, продолжают кипячение ровно 5 минут. Охлаждают колбу с раствором под краном с холодной водой до температуры 25 °С. Для восстановления брома в колбу добавляют 2 - 3 капли муравьиной кислоты и осторожно взбалтывают, содержимое испытывают на бром по запаху через 2 минуты. Добавляют каплю раствора метилового красного. Обесцвечивание индикатора свидетельствует о присутствии брома, в таком случае добавляют 1 каплю муравьиной кислоты. Если бледно-розовое окрашивание раствора не исчезает, прибавляют несколько крупинок йодистого калия, 2 капли 1%-ного раствора крахмала и спустя 5 минут титруют 0,001 Н раствором тиосульфата до слабо-розового окрашивания.

12. Вычисление результатов измерений

Концентрацию йода в воде (мкг/куб. дм) определяют по формуле:

C = 1/6 x V x T x g мкг/куб. дм,

где:

V - объем 0,001 Н раствора тиосульфата натрия, куб. см;

T - титр 0,001 Н раствора йодата, выраженный мкг, равный 127;

1/6 - количество йода из KIO3 при титровании (см. уравнение реакции);

g - объем исследуемой пробы, куб. дм.

Для пробы объемом 1 куб. дм концентрацию йода вычисляют по формуле:

C = V x 21,15 мкг/куб. дм.

При объеме пробы 3 куб. дм - C = V x 7,05 мкг/куб. дм.

За окончательный результат измерения принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных измерений, выполняемое до первого десятичного знака. Вычисляют среднее значение концентрации йода в воде:

C = 0,5(SUM Ci).

Рассчитывают относительную разницу результатов двух параллельных измерений одной пробы:

|C1 - C2| <= 0,01 x d x C,

где d - оперативный контроль сходимости, 22%.

13. Оформление результатов измерений

Средние значения результатов измерения концентраций веществ в 2 параллельных пробах воды оформляют протоколом по форме:

Протокол N

количественного химического анализа

Дата проведения анализа ______________________________

Место отбора пробы ___________________________________

Название лаборатории _________________________________

Юридический адрес организации ________________________

Результаты химического анализа

Руководитель лаборатории:

Исполнитель:

14. Контроль погрешности измерений

14.1. Контроль сходимости. Выполняют по п. 12. При превышении норматива оперативного контроля сходимости эксперимент повторяют. При повторном превышении норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

14.2. Оперативный контроль погрешности. Проводится при смене

реактивов. Образцами для контроля являются реальные пробы питьевой

и поверхностной воды, к которым делаются добавки йода в виде

растворов. Отбирают 2 пробы воды и к одной из них делают добавку

таким образом, чтобы содержание определяемого вещества увеличилось

по сравнению с исходным на 50 - 150%. Каждую пробу анализируют в

точном соответствии с прописью методики и получают результат

анализа исходной рабочей пробы Сисх. и с добавкой C .

Результаты анализа исходной рабочей пробы Cисх. и с добавкой

C получают по возможности в одинаковых условиях, т.е. их получает

1 аналитик с использованием одного набора мерной посуды, одной

партии реактивов и т.д.

Результаты контроля признаются удовлетворительными, если выполняется условие:

|C - Cисх. - C| < Kg,

где:

C - добавка вещества, мкг/куб. дм;

Kg - норматив оперативного контроля погрешности, мг/куб. дм.

При внешнем контроле (Р = 0,95) принимают:

_________________________

/ 2 1 2

Kg = \/ДЕЛЬТА C + ДЕЛЬТА Cисх.,

Где ДЕЛЬТА Cисх. и ДЕЛЬТА C - характеристики погрешности

измерений для исходной пробы и пробы с добавкой соответственно,

мкг/куб. дм.

Их вычисляют по формуле:

ДЕЛЬТА Cисх. = 0,01 х сигмаотн. х Cисх.;

ДЕЛЬТА C = 0,01 х сигмаотн. х C.

При внутрилабораторном контроле (Р = 0,90) принимают: K g =

0,84 Kg.

При превышении норматива оперативного контроля погрешности эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Список литературы

1. Определение концентраций химических веществ в воде централизованных систем питьевого водоснабжения: Сборник методических указаний. МУК 4.1.737-99 - 4.1.754-99.

2. Унифицированные методы исследования качества вод. Методы химического анализа вод. Ч. 1. М., 1977. С. 424.

3. ГОСТ Р 8.563-96. ГСИ "Методики выполнения измерений".

4. ГОСТ 17.0.0.02-79 "Охрана природы. Метрологическое обеспечение контроля загрязненности атмосферы, поверхностных вод и почвы. Основные положения".

5. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. СанПиН 2.1.4.1074-01.

Ассоциация содействует в оказании услуги в продаже лесоматериалов: по выгодным ценам на постоянной основе. Лесопродукция отличного качества.

Минздрав России
Москва 2002

Определение массовой доли йода в пищевых продуктах и сырье титриметрическим методом: Методические указания. - М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2002.

1. Разработаны Центром Госсанэпиднадзора в Воронежской области (Чубирко М.И., Попова Т.А., Максина Н.Д.. Путятина Н.П.); Федеральным центром Госсанэпиднадзора Минздрава России (Брагина И.В., Галич А.А.).

2. Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации, Первым заместителем Министра здравоохранения Российской Федерации Г.Г. Онищенко 14.02.02.

3. Введены впервые.

Г.Г. Онищенко

МУК 4.1.1106-02

Дата введения - с момента утверждения.

4.1. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

Таблица 1

3.Средства измерений, вспомогательные устройства, реактивы и материалы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, реактивы, вспомогательные устройства, материалы.

3.1 . Средства измерений, вспомогательные устройства и материалы

3.3 . Приготовление растворов для анализа

При приготовлении растворов и проведении анализа на всех этапах используют бидистиллированную воду.

3 .3 .1 . Натрий серноватисто -кислый , раствор молярной концентрации С (Nа 2 S 2 О 3 5Н 2 О ) = 0 ,1 моль/дм 3 .

Способ 1 . Раствор готовят из фиксанала. Содержимое ампулы количественно переносят в мерную колбу вместимостью 1000 см 3 и доводят до метки водой.

Способ 2 . Навеску массой 25,0 г 5-водного серноватисто-кислого натрия растворяют в 400 см 3 воды, прибавляют 10 см 3 изобутилового спирта или 0,2 г карбоната натрия, тщательно перемешивают, доводят водой объем до 1 дм 3 . Раствор годен к применению через 10 - 14 суток. Раствор хранят в склянке из темного стекла.

Коэффициент поправки определяют по ГОСТ 25794.2 (п. 2.11.3)

3 .3 .2 . Натрий серноватисто -кислый , раствор молярной концентрации С (Nа 2 S 2 О 3 5Н 2 О ) = 0 ,001 моль/дм 3 .

В мерную колбу вместимостью 100 см 3 помещают 1 см 3 раствора по п. 3.3.1 и доводят до метки бидистиллированной водой. Раствор применяют свежеприготовленным.

3 .3 .3 . Калий углекислый (поташ ).

Очистка поташа от йода проводится следующим образом.

В делительную воронку на 2 дм 3 помещают 1 кг поташа, добавляют 810 см 3 бидистиллированной воды и 100 см 3 этилового спирта, встряхивают 30 мин. Экстракцию спиртом проводят до тех пор, пока слой растворителя не станет бесцветным. Затем водную фракцию переносят в большую фарфоровую чашку и высушивают в сушильном шкафу при температуре 150 - 200 °С. Высушенную массу помещают в муфельную печь на 15 - 20 мин при температуре 400 - 450 °С, охлаждают и растирают фарфоровым пестиком. Полученный поташ хранят в склянке с притертой пробкой.

3 .3 .4 . Бромная вода .

Небольшое количество химически чистого жидкого брома несколько раз промывают бидистиллированной водой в делительной воронке под тягой и переносят в склянку с притертой пробкой, заполненную до половины бидистиллированной водой. На дне склянки должен оставаться нерастворенный жидкий бром. Верхний слой - раствор воды, насыщенной бромом. При работе с бромом необходимо соблюдать особую осторожность. Работать только под вытяжным шкафом.

3 .3 .5 . Раствор крахмала 0 ,5 % -ный , свежеприготовленный .

0,5 г крахмала размешивают с 10 см 3 холодной воды. Полученную смесь приливают тонкой струйкой при непрерывном помешивании в 90 см 3 кипящей воды и кипятят 2 мин. Раствор охлаждают.

3 .3 .6 . Раствор фенола 3 % -ный .

Растворяют 3 г свежеперегнанного фенола в 97 см 3 бидистиллированной воды.

3 .3 .7 . Калий йодистый перекристаллизованный .

Йодистый калий перекристаллизовывают из водного раствора. Выход соли увеличивается, если к охлажденному раствору с кристаллами йодистого калия добавить очищенный этиловый спирт. Выпавшую соль отфильтровывают из раствора, промывают небольшим количеством очищенного этилового спирта, просушивают между листами фильтровальной бумаги, а затем - на воздухе в затемненном месте. Хранят в склянке из темного стекла.

3 .3 .8 . Основной раствор йодида калия .

Кристаллический йодистый калий высушивают до постоянной массы в эксикаторе.

В мерную колбу на 100 см 3 помещают 130,8 мг йодида калия, доводят водой до метки и перемешивают (1 см 3 раствора содержит 1 мг йода).

3 .3 .9 . Рабочий раствор йодида калия .

Переносят 1 см 3 основного раствора йодида калия в мерную колбу вместимостью 100 см 3 , доводят водой до метки и перемешивают (1 см 3 раствора содержит 10 мкг йода).

3 .3 .10 . Бидистиллированная вода .

Получают двукратной перегонкой дистиллированной воды с перманганатом калия и несколькими каплями серной кислоты.

4. Принцип метода измерения

Измерение массовой доли йода выполняют титриметрическим методом.

Метод определения массовой доли йода основан на удалении органических веществ, экстракции йодида, окислении йодида в йодат и выделении свободного йода, который оттитровывают серноватистокислым натрием и по расходу которого рассчитывают содержание йода в навеске исследуемого продукта.

5. Требования безопасности

При выполнении анализов необходимо соблюдать требования техники безопасности (ТБ) при работе с химическими реактивами по ГОСТ 12.1.007-76.

6. Требования к квалификации операторов

К выполнению измерений и обработке их результатов допускают специалиста, имеющего высшее или среднее специальное образование, прошедшего соответствующий инструктаж, освоившего метод в процессе тренировки и уложившегося в нормативы оперативного контроля при выполнении процедур контроля погрешности.

7. Условия выполнения измерений

При выполнении измерений необходимо соблюдать следующие условия:

· температура окружающего воздуха (20±10) °С;

· атмосферное давление (101±4) кПа (760±30) мм рт.ст;

· относительная влажность воздуха (65±15) %;

· напряжение питания сети (220±10) В;

· частота питающей сети (50±0,5) Гц.

В комнате, где ведется определение йода, не должно быть никаких йодсодержащих препаратов.

8. Подготовка к выполнению измерений

При подготовке выполнения измерений должны быть проведены следующие работы.

8.1 . Отбор проб

Отбор и подготовку проб к испытанию проводят в соответствии с нормативной документацией на продукт или пищевое сырье. Испытания йодированных хлебобулочных изделий необходимо начать в день доставки пробы. Подготовленные пробы переносят в сухую банку из темного стекла с крышкой.

8.2 . Проведение анализа

8 .2 .1 . Минерализация проб

Для каждой пробы выполняют 2 параллельных определения.

В фарфоровую чашку берут навеску продукта из подготовленной к испытаниям пробы. Значения массы навески указаны в табл. 2.

Таблица 2

В навеску продукта добавляют калий углекислый (по п. 3.3.3) в количестве 20 % от веса анализируемой пробы. Смесь смачивают водой, тщательно перемешивают стеклянной палочкой, подсушивают в сушильном шкафу при температуре 105 - 110 °С и подвергают осторожному озолению на электрической плите. После прекращения выделения дыма чашку помещают в электропечь, отрегулированную ранее на температуру около 250 °С. Минерализацию проб проводят в электропечи, постепенно (на 50° через каждые 30 мин) повышая температуру до 500 °С. Продолжают минерализацию при этой температуре до получения серой золы.

Для ускорения процесса минерализации чашку с золой вынимают из электропечи через 10 - 15 ч озоления, охлаждают до комнатной температуры, тщательно растирают фарфоровым пестиком и смачивают содержимое по каплям минимальным количеством воды. Выпаривают воду до влажных солей на электроплитке со слабым нагревом, с последующей выдержкой в сушильном шкафу при температуре 150 °С. Чашку с навеской снова помещают в электропечь. Указанный цикл повторяют несколько раз. Минерализацию считают законченной, когда зола станет белого или слегка окрашенного цвета без обугленных частиц, что указывает на полное удаление органических веществ.

В охлажденную чашку с золой приливают 30 см горячей воды, тщательно растирают пестиком, раствор отфильтровывают. Чашку и остаток на фильтре промывают 3 - 4 раза бидистиллированной водой по 10 - 15 см 3 . Фильтрат и промывные воды упаривают досуха в фарфоровой чашке. Чашку с остатком просушивают в сушильном шкафу при 105 - 110°С, постепенно повышая температуру до 150 °С. Зола должна быть белого цвета.

Одновременно проводят минерализацию добавляемых к навеске реактивов для контроля их чистоты.

8 .2 .2 . Экстракция йодида из золы

Сухую поташную массу, содержащую весь йод, смачивают небольшим количеством теплой воды и тщательно растирают в фарфоровой чашке пестиком до получения однородной вязкой массы.

В полученную массу вносят 10 см 3 96 %-ного этилового спирта, растирают 5 мин. Прозрачный спиртовой экстракт осторожно сливают в другую чашку. Экстракцию повторяют 6 раз. Общий объем всех спиртовых экстрактов - 60 см 3 . Чашку с экстрактами ставят на слабо кипящую водяную баню, нагреваемую на закрытой электрической плитке. Спирт должен медленно выпариваться досуха, при этом не следует допускать его кипения.

На дне чашки после этого остается едва заметный белый налет, содержащий весь йодид. Если в раствор спирта перешло много калия углекислого, что заметно по остатку, то следует еще раз проэкстрагировать этот остаток спиртом.

8 .2 .3 . Операция перевода йодида калия в йодат и выделения свободного йода

Тонкий налет солей в чашке смывают 10 см 3 воды, используя глазную стеклянную палочку, в коническую колбочку бесцветного стекла вместимостью 50 см 3 . Раствор подкисляют 3 каплями концентрированной серной кислоты, к подкисленному раствору добавляют 0,3 см 3 свежеприготовленной насыщенной бромной воды и стеклянные шарики. Колбочку устанавливают на хорошо нагретую электроплитку или песчаную баню. Раствор, который должен быстро закипеть, оставляют кипеть 1 мин. Под действием брома йодид калия окисляется в йодат.

Избыток брома при нагревании колбы испаряется, жидкость обесцвечивается. Колбу снимают, стенки ее осторожно обмывают содержимым и охлаждают в проточной холодной воде. Для удаления следов брома к раствору прибавляют 10 капель 3 %-ного раствора фенола. Затем вносят несколько кристалликов йодистого калия, при этом в кислой среде йодат и йодид калия реагируют с выделением свободного йода.

8 .2 .4 . Выполнение измерений

Выделившийся йод оттитровывают из микробюретки 0,001 моль/дм 3 раствором натрия серноватисто-кислого в присутствии 3 капель свежеприготовленного 0,5 %-ного раствора крахмала.

При выполнении измерений массовой доли йода в йодированных продуктах, когда исследуемый раствор приобретает ярко-желтую окраску, выделившийся йод титруют 0,001 моль/дм 3 раствором натрия серноватисто-кислого в начале без крахмала до светло-желтого цвета, затем добавляют 3 капли 0,5 %-ного раствора крахмала и продолжают титровать до обесцвечивания раствора.

Холостую пробу, полученную вместе с минерализатами проб, проводят через все стадии анализа.

9. Обработка результатов

Массовую долю йода в пробе вычисляют по формуле:

мкг/кг, где

X - содержание йода, мкг/кг;

v 1 - объем 0,001 моль/дм 3 раствора серноватисто-кислого натрия, израсходованного на титрование йода в исследуемой пробе, см 3 ;

v 0 - объем 0,001 моль/дм 3 раствора серноватисто-кислого натрия, израсходованного на титрование йода в холостом опыте, см 3 ;

21,15 - масса йода, соответствующая 1 см 3 раствора серноватисто-кислого натрия концентрации С (Nа 2 S 2 О 3 5Н 2 О) = 0,001 моль/дм 3 , мкг;

т - навеска анализируемого образца, г;

1000 - коэффициент пересчета результатов на 1 кг продукта;

К - поправка к титру 0,001 моль/дм 3 раствора натрия серноватисто-кислого.

10. Оформление результатов измерений

Вычисление производят до первого десятичного знака. Окончательный результат округляют до целого числа.

За окончательный результат испытаний принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать значения норматива оперативного контроля сходимости (табл. 3):

(x 1 - x 2) ? d , где

Результат количественного анализа представляют в виде:

Мкг/кг, где

D - абсолютная погрешность измерений массовой доли йода мкг/кг при доверительной вероятности Р = 0,95

Значение относительной погрешности измерения массовой доли йода, приведенное в табл. 1.

Результат измерений должен оканчиваться тем же десятичным разрядом, что и погрешность измерений.

11. Контроль точности результатов измерений

Для правильности выполнения анализа проводят контрольный опыт с рабочим раствором йодида калия.

Для этого в коническую колбу вместо 10 см 3 воды вносят 1 см 3 рабочего раствора йодида калия и 9 см 3 бидистиллированной воды. Добавляя указанные выше реактивы (п. 8.2.3), проводят выполнение измерений по 8.2.4.

Абсолютное количество йода в контрольной пробе (в 1см 3 рабочего раствора йодида калия) вычисляют по формуле

X ? = v 21,15 К , где

X ? - количество йода (мкг), в контрольной пробе;

v - объем 0,001 моль/дм 3 раствора серноватисто-кислого натрия, израсходованного на титрование йода в контрольной пробе, см 3

11.1 . Оперативный контроль сходимости

Оперативный контроль сходимости проводят для каждой анализируемой пробы в соответствии с алгоритмом, приведенным в п. 10.

Норматив оперативного контроля сходимости приведен в табл. 3.

11.2 . Оперативный контроль воспроизводимости

Периодичность контроля воспроизводимости измерений зависит от количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется планами контроля.

Образцами для контроля являются рабочие пробы пищевых продуктов и продовольственного сырья. Отбирают 2 пробы, которые анализируют в точном соответствии с прописью методики, максимально варьируя условия проведения анализа, т.е. получают 2 результата анализа, используя разные наборы мерной посуды, разные партии реактивов. В работе желательно участие двух аналитиков.

Результаты контроля признаются удовлетворительными, если

|Х 1 - Х 2 | ? D , где

Х 1 - результат анализа рабочей пробы, мкг/кг;

Х 2 - результат анализа этой же пробы, полученный другим аналитиком с использованием другого набора посуды и других партий реактивов, мкг/кг;

D отн - норматив оперативного контроля воспроизводимости приведен в табл. 3.

Таблица 3

Значения нормативов контроля

Значения нормативов оперативного контроля воспроизводимости и сходимости при доверительной вероятности Р = 0,95

При превышении норматива оперативного контроля воспроизводимости эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

11.3 . Оперативный контроль погрешности

Периодичность контроля погрешности измерений зависит от количества рабочих измерений за контролируемый период и определяется планами контроля.

Образцами для контроля являются рабочие пробы пищевых продуктов и продовольственного сырья. Отбирают пробу и разделяют ее на две части. Одну из них оставляют без изменений, а к другой добавляют такой объем раствора йодистого калия, чтобы его массовая доля в образце увеличилась по сравнению с исходным значением на 50 - 150 %.

Обе пробы анализируют в точном соответствии с прописью методики и получают результат анализа исходной пробы (X , мкг/кг) и пробы с добавкой (X? ). Определение производят по возможности в одинаковых условиях, т.е. анализ выполняет один аналитик с использованием одного набора мерной посуды, одной партии реактивов и т.д.

Решение об удовлетворительной погрешности принимают при выполнении условия при (Р = 0,95)

|X? - Х - С доб | ? K , где

X - результат анализа рабочей пробы, мкг/кг;

X ? - результат анализа рабочей пробы с добавкой, мкг/кг;

С доб - величина добавки определяемого компонента, мкг/кг;

К - норматив оперативного контроля.

Норматив оперативного контроля погрешности измерений К для внешнего контроля (Р = 0,95) вычисляют по формуле:

И , - абсолютные погрешности измерений для исходной пробы и пробы с добавкой соответственно, мкг/кг.

Их вычисляют по формулам:

Где

И - характеристики погрешности, % (табл. 1).

При внутрилабораторном контроле (Р = 0,90)

Если значение массовой доли йода в исходной пробе меньше нижней границы диапазона измерений, то добавка должна составлять величину в 2 - 5 раз превышающую концентрацию, соответствующую нижней границе диапазона измерений йода. В этом случае норматив оперативного контроля погрешности методики (Р = 90) вычисляют по формуле:

К = 0,84 D, где

D - абсолютная погрешность в пробе с добавкой.

При превышении норматива оперативного контроля погрешности эксперимент повторяют. При повторном превышении указанного норматива выясняют причины, приводящие к неудовлетворительным результатам контроля, и устраняют их.

Методы идентификации и количественного определения йода в пищевых продуктах, продовольственном сырье и биологически активных добавках к пище -одна из трудных процедур в аналитической химии. Сложность анализа йода связана с его поливалентностью и летучестью, возможностью вступать в окислительно-восстановительные реакции с компонентами анализируемого продукта, а также его низким в ряде случаев содержанием в исследуемом объекте.

Для определения йодидов (йодатов) применяют как достаточно чувствительные, простые и доступные методы (титриметрический, фотометрический, ионометрический, вольтамперометрический), так и менее доступные, высокоинформативные и чувствительные, но требующие хорошего инструментального оснащения или специальных реагентов методы. К последним могут быть отнесены методы изотопного разбавления, нейтронно-активационного анализа и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП).

Практически все методы анализа йода требуют предварительной подготовки проб, которая является одним из ответственных этапов анализа по определению содержания йода в продуктах питания и продовольственном сырье. В большинстве способов детектирования йода органическая составляющая пищевого продукта мешает проведению анализа. Для устранения этого влияния используется техника щелочного сухого сжигания («сухое» озоление) в муфельной печи при температуре от 400 до 500 °С либо обработка сильными кислотами в присутствии окислителей («мокрое» озоление). Наиболее часто применяемый способ подготовки проб сводится к обработке анализируемого образца раствором гидроокиси натрия или карбоната натрия, причем добиваются полного смачивания и набухания пробы.

Титриметрический метод

Титриметрический метод анализа - один из наиболее распространенных способов количественного определения йода в различных объектах окружающей среды. Этот метод рекомендован для определения йода в питьевой воде, хлебе и хлебобулочных изделиях. Международной ассоциацией официальных химиков аналитиков (АОАС) титриметрический метод рекомендован в качестве официального стандартного метода для определения свободного йода в стандартном растворе, йода в пищевых продукта, при оценке уровня йодирования соли, анализе йода в лекарственных средствах, содержащих йод, а также при оценке абсорбированного йода в маслах. Оценивая титриметрический метод определения йода в объектах окружающей среды, следует отметить его доступность и простоту, а также высокую чувствительность при определении всех форм йода - молекулярного, йодидов и йодатов. Вместе с этим следует иметь в виду, что объекты исследования, в частности пищевые продукты и продовольственное сырье, могут содержать вещества (органического и неорганического происхождения), способные как окислять, так и восстанавливать различные формы йода, существенным образом влияя на результат анализа. В качестве индикатора в йодометрии используют свежеприготовленный 1% раствор крахмала. При взаимодействии йода с крахмалом протекают 2 процесса - комплексообразование и адсорбция, в результате которых образуются соединения синего цвета. Крахмал следует добавлять в титруемый раствор, лишь когда основное количество йода уже оттитровано, иначе крахмал образует очень прочное соединение с избытком йода; при этом наблюдается перерасход тиосульфата натрия, что ведет к искажению (завышению) результатов анализа. Йодометрическое титрование необходимо осуществлять на холоде, так как при повышенных температурах наблюдается потеря йода вследствие его улетучивания из раствора. Кроме того, с повышением температуры снижается чувствительность индикаторной йодкрахмальной реакции. Титрование нельзя проводить в щелочном растворе, поскольку в щелочной среде йод образует гипойодид и некоторые другие продукты реакции. В связи с этим рекомендуется осуществлять титрование в кислой среде (рН 3-5). При титровании в сильнокислых растворах возникает опасность окисления йодида (I) кислородом воздуха.

При проведении титриметрического определения йода, помимо указанных выше особенностей анализа, необходимо учитывать, что используемый для титрования тиосульфат натрия при стоянии может превращаться в сульфит под действием кислоты (даже такой слабой, как угольная), что приводит к возрастанию титра тиосульфата. Кроме того, при стоянии раствора наблюдается снижение титра тиосульфата за счет окисления последнего кислородом воздуха до сульфатов. Процесс окисления катализируется ничтожными количествами солей меди. Для стабилизации раствора рекомендуется вводить небольшое количество карбоната натрия. Другой причиной снижения титра тиосульфата является его разложение рядом микроорганизмов, которые всегда находятся в воздухе. Растворы крахмала также разрушаются при хранении в течение нескольких дней под воздействием бактерий. С целью предотвращения действия микроорганизмов к раствору тиосульфата добавляют небольшое количество (до 0,5 мл) хлороформа и(или) карбоната натрия.

При проведении титриметрического анализа используют точно измеренные объемы растворов 2 реагирующих между собой веществ. В основе титриметрического метода анализа лежит реакция окисления-восстановления по схеме:

I2 +2е = 2I- (1)

Для увеличения растворимости I2 используют растворы йодида калия. При этом образуются йодидные комплексы I3-, что практически не сказывается на величине потенциала пары I2/2I- . В этой реакции свободный йод (или I3-) в растворе является окислителем, а йодид (I-) - восстановителем. Йод, выделяющийся в результате окисления йодид-иона, титруют обычно тиосульфатом натрия (в присутствии крахмала в качестве индикатора) в концентрации, определяемой по уравнению:

2S2032- +I2=S4062- +2I- (2)

Йодометрическое титрование лежит в основе количественного определения йодатов (IO3-) и йодидов (I-). Основой йодометрического определения йодатов

(IO3-)является реакция:

IO3-+ 5I- + 6H+=3I2 + 3H2O (3)

В исследуемый раствор, содержащий йодат (IO3-), добавляется избыточное количество йодида (I-) с целью проведения окислительно-восстановительной реакции в кислой среде с высвобождением свободного йода. Дальнейшая процедура количественного определения образовавшегося из йодата свободного йода проводится титриметрически в соответствии с уравнением 2.