1

2

دانشگاه آزاد اسالمی واحد علوم تحقیقاتدانشکده علوم

:عنوان پروژه

کروماتوگرافی تعویض یونیو کاربرد آن در تعیین مقادیر سولفیِت گوشت و میگو

:ارائه بهجناب آقای دکتر فیض بخش

:گردآورندهمنیره رحمانی

:درسمباحث نوین

1393آذر

3

کروماتوگرافی تعویض یونی

تکنیک

فاز ساکن

کاربرد کروماتوگرافی تعویض یونی

مکانیسم جداسازی

انواع رزین

فاز متحرک

تعیین مقدار سولفیت در گوشت و میگومقاله

4

کروماتوگرافی تعویض یونی

تعویض یون بین فاز متحرک و فاز ساکن

فاز متحرک محلولی باpH متناسب جهت راندن نمونه در ستون

استشامل گروههای متصل باردار تشکیل شده از یک پلیمر ستون

اساس جداسازی در کروماتوگرافی، جاذبه ی الکتروستاتیکی بین اجزاء نمونه و ستون می باشد

پیک های مرتبط با اجزای مختلف، توسط دتکتور مشخص می شوند

در انتها کروماتوگرام رسم می شود

5

استستون از یک پلیمر شامل گروههای متصل باردار تشکیل شده

این پلیمرها به طور مصنوعی ساخته می شوند

یک نوع پلیمر جهت ساخت رزین، پلی استایرن است

که از پلیمریزاسیون استایرن در حضور دی وینیل بنزن ساخته می شود

دی ونیل بنزن، ایجاد کننده اتصاالت عرض ی در پلیمر می باشد

جهت ایجاد خاصیت تبادل یون در رزین، عوامل مبادله گر افزوده می شوند

با کنترل شرایط پلیمریزاسیون، دانه های گرد سفید یا زرد رنگ رزین ایجاد می شود

دسته تقسیم بندی می شوند2بر اساس نوع عوامل مبادله گر، رزین های حاصله به:

فاز ساکن

رزین آنیونی

رزین کاتیونی

6

فاز ساکن

7

فاز ساکن

8

فاز ساکن

9

فاز ساکن

رزین تبادل گر آنیونی

R-X A +M B R-X B + M + A+ _ + - + - + -

گروه ضعیف و قوی تقسیم بندی می شوند2به

آنیون موجود در نمونه با آنیون موجود در رزین فاز ساکن تعویض می شود

Aminoethyl (AE-)

Diethylaminoethyl (DEAE-)

Quaternary aminoethyl (QAE-)

10

فاز ساکن

رزین تبادل گر کاتیونی

گروه ضعیف و قوی تقسیم بندی می شوند2به

کاتیون موجود در نمونه با کاتیون موجود در رزین فاز ساکن تعویض می شود

Carboxymethyl (CM-)

Phospho

Sulphopropyl (SP-)

R-X C +M B R-X M + C + B- + + - _ + + -

11

فاز ساکن

12

فاز متحرک شامل محلولهای بافر باpHمتناسب با نمونه می باشد

جهت شویش ذرات نمونه از فاز ساکن

در هر مرحلهpHمحلول تغییر می کند تا گونه ی مورد نظر از نمونه جدا شود

محلول فاز متحرک، ابتدا گونه هایی که با ستون پیوند نداده اند را خارج می کند

سپس با تغییرpH گونه های متصل به فاز ساکن، از ستون خارج می گردد ،

فاز متحرک

13

مکانیسم جداسازی

14

مکانیسم جداسازی

15

کاربرد کروماتوگرافی تعویض یونی

از مهمترین کاربردهای این نوع کروماتوگرافی می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

تولید آبمیوه•

تولید شکــر•

آبکاهش سختی •

امینواسیدها جداسازی •

ها جداسازی پروتـئین •

جداسازی فلزات، مثل جداسازی اورانیوم از پلوتنیوم•

آبـکی از مخلوط های غیـرآلی های جداسـازی یـون •

.مثال ، آب دیونیزه ، با استفاده از ستون های رزینی کاتیونی و آنیونی به دست می آید برای •

16

تعیین سولفیت در گوشت و میگو

17

مقدمه

سولفیت ها(SO32−)به طور وسیعی در مواد غذایی و نوشیدنی ها استفاده می شود

جهت جلوگیری از اکسید شدن و رشد باکتری در آنها

همچنین در مراحل تولید و انبارش و توزیع مواد غذایی از آن استفاده می شود

جهت بهبود رنگ و بو و مزه

هیچ محدودیتی برای میزان استفاده از سولفیت ها وجود نداشت1986قبل از سال ،

در صورتیکه اگر از مقداری خاص، بیشتر بود باعث مسمویت غذایی می شد

بنابراین تعیین مقدار سولفیت در گوشت توسط آزمایشگاه کنترل کیفیت بسیار مهم است

این کار به دلیل اکسید شدن سریع سولفیتها پیچیده و دشوار می باشد

18

مقدمه

رایج ترین روش تعیین سولفیت، توسطMonier–Williamsپایه گذاری شد

در این روشSO2در شرایط اسیدی تقطیر شده و جذب هیدروژن پراکسید می شود

با تیتراسیون ولتامتری اسید سولفوریک با سدیم هیدروکسید

تعیین غیرمستقیم میزان سولفیت

زمان زیادی باید صرف شود و نیاز به نیروی متخصص دارد

اخیرا روشهایی پیشنهاد شده اما نتایج رضایت بخش نبوده اند

روشICتنها برای اندازه گیری سولیفت آب چشمه و هوا مورد استفاده قرار گرفته است ،

نمونه ها ساده و بدون چربی و ماتریس پیچیده بوده اند

19

مواد اولیه

Sodium sulfite (98%)

fructose (≥99%)

sodium hydroxide (50%, w/w)

sodium carbonate anhydrous (>99.5%)

ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA, >99%)

stabilizing solution (StS) :50 mM NaOH, 10 mM fructose and 0.1 M EDTA

20

آماده سازی نمونه

4 چربی و میگو% 26گرم از سوسیس و همبرگر با

میلی لیتر 40با(StS) دقیقه ترکیب شد30به مدت

1200دقیقه با 5سانتریفیوژ به مدت rpmدر دمای اتاق

2میلی لیتر ازمایع باالی ظرف، فیلتر شد

نمونه برای تزریق در کروماتوگراف آماده است

بدون نیاز به مراحل بیشتر جهت آماده سازی نمونه

21

آماده سازی نمونه

Dionex Corporation, Sunnyvale, CA

GP50 quaternary gradient pump

electrochemical detector (model ED40)

IonPac AS9-HC column (250 mm × 4 mm i.d., particle size: 9 µm)

flow rate of 1.0 mL min−1

mobile phase consisted of

8mM Na2 CO3 and 2.3 mM NaOH (A) and 24 mM Na2 CO3 (B)

gradient program started with

• an isocratic step at 100% A for 15 min

• a gradient step to 50% A and 50% B in 1 min

• and then 4 min at this eluent concentration

• Finally, the system was re-equilibrated for 20 min at 100% A

22

نتیجه

سولفیت ها ترکیبات ناپایداری هستند

جهت جلوگیری از تخریب آنها در طی استخراج روشهای زیادی پیشنهاد شده

استخراج با محلول هایی مثل:

استون •

فرمالدئید•

اتانول •

مانیتول •

•EDTA

گلیسرول•

تتراکلرومرکورات•

محلول مورد نیاز برای استخراج

23

نتیجه

بهترین محلول شامل:

•NaOH : قلیایی کردن محیط محلول

•EDTA :آزاد کردن یون سولفیت از یونهای منیزیم و پتاسیم

در محیط قلیایی احیا می شود: فروکتوز •

در ادامه با این محلول استخراج سولفیت از نمونه گوشت انجام شد

نمونه برای کروماتوگرافی مورد استفاده قرار گرفت

محلول مورد نیاز برای استخراج

24

نتیجه

فاز متحرک

6

1

25

نتیجه

فاز متحرک

غلظت سولفیت %20افزایش

تغییرات کم غلظت سولفیت

کاهش راندمان ستون در روش ایزوکراتیک

26

نتیجه

گزینش پذیری

A :محلول استاندارد سـولفیت

B : سولفیتگوشت بدون نمونه

C : سولفـیتبا نمونه گوشـت

27

نتیجه

نمونه گوشت مقادیر مشخص سولفیت اضافه گردید6به دقت و بازیابی

80-110 %

28

نتیجه

با توجه به موارد ذکرشده، روش کروماتوگرافی تعویض یونی،

روش مناسبی جهت تعیین مقادیرکمی سولفیت

.در گوشت و میگو می باشد

29

پایان