streszczenie Olga Kozikowska

Charakterystyka właściwości związków selenowych w piwie
Olga Kozikowska
Kierujący pracą:
dr inż. Lena Ruzik
Wprowadzenie
Odżywianie człowieka jest niezbędnym warunkiem jego życia, zdrowia, rozwoju i
sprawności fizycznej. Człowiek coraz większą uwagę poświęca temu, żeby spożywane
przez niego produkty spożywcze były zdrowe i dostarczały organizmowi niezbędne
składniki odżywcze, którymi są min. mikro- i makroelementy. Zarówno ich nadmiar jak i
niedomiar może stanowić zagrożenie dla organizmu ludzkiego.
Analizę śladową stosuje się do oznaczenia składników próbki w niskich stężeniach.
Jednym z pierwiastków śladowych występujących w produktach spożywczych jest selen.
Badanie zawartości selenu jest bardzo ważne, ze względu na małą różnice między dawką
szkodliwą a potrzebną dla człowieka. Organiczne związki selenu są bardziej przyswajalne
dla organizmu ludzkiego w porównaniu do nieorganicznych związków, które kumulując
się w organizmie działają na niego toksycznie. W celu oznaczenia konkretnych form
pierwiastka wykonuje się analizę specjacyjną wykorzystującą techniki sprzężone.
Celem niniejszej pracy było: opracowanie metody przygotowania próbek piwa do
analizy ilościowej oraz specjacyjnej, oznaczenie całkowitej zawartości wybranych
pierwiastków za pomocą techniki spektrometrii mas z plazmą sprzężoną indukcyjnie (ICP
MS), frakcjonowanie grup związków oraz analiza specjacyjna związków selenu
przeprowadzona przy pomocy techniki sprzężonej, chromatografii cieczowej (wykluczania
oraz anionowymiennej) w połączeniu z ICP MS. Przeprowadzono identyfikację form
selenu w piwie selenizowanym przez producenta.
Wyniki i dyskusja
Pierwszym etapem badań było przygotowanie próbek piwa do analizy ilościowej za
pomocą ICP MS. Etap ten przeprowadzono na dwa sposoby: poprzez mineralizację oraz
liofilizację próbki uprzednio odgazowanej. Otrzymane wyniki po liofilizacji piwa okazały się
wynikami prawidłowymi i zbliżonymi do tych znajdujących się w literaturze. Spośród
badanych metali po liofilizacji piwa odnotowano największe stężenie manganu oraz żelaza,
zaś najmniejsze ołowiu i kadmu. Selen występował w śladowej ilości (1,539 ng·mL-1), co
utrudniło wykonanie analizy specjacyjnej.
Przeprowadzono frakcjonowanie metali kompleksowanych bioligandami tj. kwasy
organiczne, aminokwasy, flawonoidy, cukry oraz związki peptydowe przy użyciu
wykluczającej chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas z jonizacją w
plazmie sprzężonej indukcyjnie (SEC ICP MS). Udało się rozdzielić związki kobaltu,
manganu, molibdenu i miedzi, tworzą one kompleksy z bioligandami o masach
cząsteczkowych z przedziału 44,3-17,1 kDa. W tym przedziale mas metale mogą tworzyć
związki z cukrami oraz białkami. W ocenie toksyczności i przyswajalności ważne jest
stężenie form chemicznych danego pierwiastka. W tym celu przeprowadzono analizę
specjacyjną selenu w piwie za pomocą anionowymiennej chromatografii cieczowej
sprzężonej ze spektrometrią mas z jonizacją w plazmie sprzężonej indukcyjnie (AEC ICP
MS). Zarejestrowano chromatogramy dla wzorców oraz piwa. Na podstawie otrzymanego
chromatogramu w piwie podejrzewa się obecność selenometioniny, niestety stosunek szumów
do otrzymanego piku jest zbyt duży by mieć pewność. Obecność selenometioniny
potwierdziłby przegląd literaturowy przeprowadzony w tym kierunku.
Wnioski
Skuteczną metodą przygotowania próbki do analizy ilościowej i specjacyjnej okazała
się liofilizacja, ponieważ pozwala ona na zatężenie próbki piwa, mniejszą utratę lotnych
związków (selenu), nie prowadzi do procesów zmieniających specjację badanego pierwiastka
oraz pozwala na uniknięcie kwasów mineralnych. Technika ICP MS pozwoliła na oznaczenie
całkowitej zawartości badanych pierwiastków, dzięki niskiej granicy wykrywalności oraz
wysokiej czułości. Technika sprzężona SEC ICP MS umożliwiła przeprowadzenie
frakcjonowania związków kobaltu, manganu, molibdenu oraz miedzi. Zawartość selenu w
piwie jest poniżej granicy wykrywalności połączenia SEC ICP MS. Zastosowano technikę
czulszą jaką jest technika rozdzielania AEC w połączeniu z ICP MS, jednak niskie stężenie
selenu oraz występujące szumy uniemożliwiły identyfikację związków selenu w piwie.
Literatura
1. M. Wierzbicka, E. Bulska, K. Pyrzyńska, I. Wysocka, B.A. Zachara (red.), „Selen, pierwiastek
ważny dla zdrowia, fascynujący dla badaczy”, MALAMUT, Warszawa, 2007.
2. M. Navarro-Alarcon , C. Cabrera-Vique, „Selenium in food and the human body: A review”,
Science of the total environment, 2008, 400, 115– 141.
3. Maria Sánchez-Martíneza, Erik Galvão, Teresa Pérez-Coronaa, Carmen Cámaraa, Sergio L.C.
Ferreirab, Yolanda Madrida, „Selenite biotransformation during brewing. Evaluation by HPLC–ICPMS”, Talanta, 2011.