ПРИМЕНЕНИЕ ХЕМОМЕТРИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ СПЕКТРОФОТОМЕТРИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПИЩЕВЫХ КРАСИТЕЛЕЙ Е110 И Е124
Аннотация
Предложен способ спектрофотометрического определения синтетических пищевых красителей Желтого «солнечнозакатного» (Е110) и Понсо 4R (Е124) в модельных смесях, с использованием хемометрических методов обработки данных (проекции на латентные структуры, (ПЛС), регрессия на главные компоненты, (РГК)). Исследованы 16 бинарных смесей красителей с различными концентрациями в диапазоне 2-20 мг/л. В качестве обучающего набора данных использовались спектры поглощения и первая производная спектров поглощения (далее производные спектров поглощения нулевого и первого порядков, 0D и 1D соответственно) для 11 смесей, а в качестве проверочных – 5 смесей. Выбрано оптимальное число главных компонент (латентных переменных) для каждого хемометрического метода и порядка производной спектров поглощения, которое составило от 2 до 6 в зависимости от типа модели. Наименьшие среднеквадратичные ошибки калибровки (RMSEC) составили: для Е110 – 0,0518 (ПЛС, 1D); для Е124 – 0,0077 (ПЛС, 0D). Наименьшие среднеквадратичные ошибки прогноза (RMSEP) составили – 0,0332 (РГК, 1D) и 0,0153 (ПЛС, 0D) для Е110 и Е124, соответственно. Установлено, что уравнения зависимостей «измерено-предсказано» имеют тангенс наклона близкий к 1 и свободный член близкий к нулю; коэффициент корреляции близок к 1; что говорит о высоком качестве моделей. Величины правильности определения Е110 и Е124 в проверочных смесях составили от 95,6 до 101,0%. Наибольшая погрешность наблюдается при определении Е110 при его концентрации 2 мг/мл. Таким образом, показано, что применение хемометрических методов обеспечивает высокую точность спектрофотометрического определения компонентов в смесях с перекрыванием полос поглощения.
Литература
Smirnov E.V. Food dyes. Guide. SPb.: Professiya. 2009. 352 p. (in Russian).
Chueshov V.I. Technology of medicines of industrial production. Vinnitsa: Nova Kniga. 2014. 696 p. (in Russian).
Order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 712 dated September 16, 2016. "On invalidation of the Order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 80 dated March 19, 1998 "On the use of dyes in medicinal products"". (in Russian).
Hygienic requirements for the use of food additives. Sanitary and epidemiological rules and regulations. SanPiN 2.3.2.1293-03. The Ministry of Health of Russia. Moscow. 2003 (in Russian).
Grud'ko V.A. Study of the formation of associates of the food azo dye carmoisine with medicinal substances. Vestn. KazNMU. 2013. V. 5. N 3. P. 27-31 (in Russian).
World Health Organization, Food and Agriculture Organization of the United Nations. M.: Ves' mir, 2007. 495 p. (in Russian).
Altınöz S., Toptan S. Simultaneous determination of Indigotin and Ponceau-4R in food samples by using Vierordt’s method, ratio spectra first order derivative and derivative UV spectrophotometry. J. Food Compos. Anal. 2003. V. 16. N 4. Р. 517-530. DOI: 10.1016/s0889-1575(03)00022-x.
Bozdogan A., Özgur M.U., Koyuncu I. Simultaneous determination of sunset yellow and ponceau 4R in gelatin powder by derivative spectrophotometry and partial least- squares multivariate spectrophotometric calibration. Anal. Lett. 2000. V. 33. N 14. Р. 2975-2982. DOI: 10.1080/00032710008543235.
Monahova Yu.B., Chernova R.K., Varygina O.V. Chemometric method of PLC in the processing of titrimetric data for the determination of lysine and arginine in mixed solutions. Izv. Sarat.Un-ta. Nov. Ser. Ser. Khim.. Biol. Ekolog. 2017. V. 17. N 3. P. 280-285 (in Russian). DOI: 10.18500/1816-9775-2017-17-3-280-285.
Rahardian G.W., Monica S., Wasito H., Susilowati S.S. Chemometrics-assisted spectrophotometry for simultaneous determination of sodium benzoate and citric acid in beverage products. Pharmaciana. 2018. V. 8 N 1. P. 1-10. DOI: 10.12928/pharmaciana.v8i1.6766.
Puertas G., Vázquez M. Cholesterol determination in egg yolk by UV-VIS-NIR spectroscopy. Food Control. 2019. V. 100. P. 262-268. DOI: 10.1016/j.foodcont.2019.01.031.
Yehia A.M., Elbalkiny H.T., Safa'a M.R., Elsaharty Y.S. Chemometrics for resolving spectral data of cephalosporines and tracing their residue in waste water samples. Spectrochim. Acta. Part A. 2019. V. 219. P. 436-443. DOI: 10.1016/j.saa.2019.04.081.
Shahrokhi Z., Sohrabi M.R., Nik S.M. The application of artificial intelligence system and regression methods based on the spectrophotometric method for fast simultaneous determination of naphazoline and antazoline in ophthalmic formulation. Optik. 2020. V. 203. P. 164010. DOI: 10.1155/2019/7834362.
Tian W., Chen G., Gui Y., Zhang G., Li Y. Rapid quantification of total phenolics and ferulic acid in whole wheat us-ing UV–Vis spectrophotometry. Food Control. 2021. V. 123. P. 107691. DOI: 10.1016/j.foodcont.2020.107691.
Pekcan Ertokus G. Determination of the Colorants in Various Samples by Chemometric Methods Using Statistical Chemistry. Iran. J. Chem. Chem. Eng. 2018. V. 37. N 3. P. 127-134. DOI: 1021-9986/2018/3/127-134.
Pekcan Ertokus G. Determination of the colorants ın a beverage sample by chemometrıc methods using an ultraviolet spectrophotometer. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2018. V. 22. N 3. P. 898-906. DOI: 10.16984/saufenbilder.312079.
Guo Y., Teng C., Liu J., Liu X., Bian X., Zhang Q. Spectrophotometric Determination of Trace Heavy Metal Ions in Water with the Assistance of Electrospun Nanofiber Membrane Extraction and Chemometrics Calculation. J. Appl. Spectrosc. 2020. V. 87. N 1. P. 1-6. DOI: 10.1007/s10812-020-00979-3.
Zhou F., Li C., Zhu H., Li Y. A novel method for simulta-neous determination of zinc, nickel, cobalt and copper based on UV–vis spectrometry. Optik. 2019. V. 182. P. 58-64. DOI: 10.1016/j.ijleo.2018.12.159.
Albayrak M., Demirkaya-Miloglu F., Senol O., Polatdemir E. Design, optimization, and validation of chemo-metrics-assisted spectrophotometric methods for simultaneous determination of etodolac and thiocolchicoside in pharmaceuticals. J. Anal. Sci. Technol. 2019. V. 10. N 1. P. 1-8. DOI: 10.1186/s40543-019-0176-2.
Arabzadeh V., Sohrabi M. R., Goudarzi N., Davallo M. Using artificial neural network and multivariate calibration methods for simultaneous spectrophotometric analysis of Emtricitabine and Tenofoviralafenamide fumarate in pharma-ceutical formulation of HIV drug. Spectrochim. Acta. Part A. 2019. V. 215. P. 266-275. DOI: 10.1016/j.saa.2019.02.077.
Shahrokhi Z., Sohrabi M.R., Nik S.M. The application of artificial intelligence system and regression methods based on the spectrophotometric method for fast simultaneous determination of naphazoline and antazoline in ophthalmic formula-tion. Optik. 2020. V. 203. P. 164010. DOI: 10.1016/j.ijleo.2019.164010.
Santosa O.B., Gani M.R., Yuliani S.R.I.H. Chemometric assisted quantitative determination of vitexin in ethanolic extract of binahong (ANREDERA CORDIFOLIA (TEN.) STEENIS) leaves. Int. J. Appl. Pharm. 2020. V. 12 N 6. P. 69-75. DOI: 10.22159/ijap.2020v12i6.39248.
Karanevskaya T.N., Shumikhin A.G. Modeling of techno-logical processes for algorithmization of problem of management of oil field treatment facilities. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 2. P. 84-90 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206302.6100.
Song X. C., Canellas E., Asensio E., Nerín C. Predicting the antioxidant capacity and total phenolic content of bearberry leaves by data fusion of UV–Vis spectroscopy and UHPLC/Q-TOF-MS. Talanta. 2020. V. 213. P. 120831. DOI: 10.1016/j.talanta.2020.120831.
Kumar Y., Karne S.C. Spectral analysis: A rapid tool for species detection in meat products. Trends Food Sci. Technol. 2017. V. 62. P. 59-67. DOI: 10.1016/j.tifs.2017.02.008.
Joshi I., Truong V.K., Elbourne A., Chapman J., Cozzolino D. Influence of the scanning temperature on the classification of whisky samples analysed by UV-VIS spectroscopy. Appl. Sci. 2019. V. 9. N 16. P. 3254. DOI: 10.3390/app9163254.
Radzevičius A., Dapkienė M., Sabienė N., Dzięcioł J. A Rapid UV/Vis Spectrophotometric Method for the Water Quality Monitoring at On-Farm Root Vegetable Pack Houses. Appl. Sci. 2020. V. 10. N 24. P. 9072. DOI: 10.3390/app10249072.
Shestopalova N.B., Chernova R.K., Doronin S.Yu. Application of liquid-liquid extraction in the determination of synthetic dyes in food. Butlerov. Soobshch. 2017. V. 50. N 6. P. 147-154 (in Russian).
Pomerantsev A.L. Chemometrics in Excel. Tomsk: Izd-vo Tomsk. politekh. un-ta. 2014. 435 p. (in Russian). DOI: 10.1002/9781118873212.
Silaev D.V., Shestopalova N.B., Fomina Yu.A., Rusanova T.Yu. Determination of synthetic food dyes E110 and E124 in the joint presence by Firordt and derivative spectro-photometry methods. Izv. Sarat. Un-ta. Nov. Ser. Ser. Khim. Biol.. Ekolog. 2019. V. 19. N 3. Р. 257–267 (in Russian). DOI:10.18500/1816-9775-2019-19-3-257-267.
