ویژه ها

اندازه گیری مواد نگهدارنده سوربات و بنزوات در صنایع غذایی با استفاده از کروماتوگرافی HPLC

تاریح انتشار: ۲۳ اسفند ۱۴۰۲
تعداد بازدید: ۷۴

بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم دو نگه دارنده شیمیایی اصلی هستند که در صنایع غذایی به مقدار زیاد استفاده می شوند. طبق گزارش JECFA (کمیته مشترک FAO/WHO در مورد افزودنی های غذایی)، مصرف روزانه ایمن سوربات و بنزوات که برای سلامت انسان برآورد شده است به ترتیب ۳۲۸/۸ و ۱۹۵/۹ میلی گرم بر کیلوگرم بوده است. مطالعه ها نشان داده است که تفاوت معنی داری در غلظت نگه دارنده در نمونه های متعلق به تاریخ های مختلف وجود ندارد. با این حال تعداد کمی از نمونه‌ها که غلظت نگه دارنده بالایی داشته اند می‌توانند یک عامل خطر برای سلامت انسان باشد به‌ویژه زمانی که مصرف آن ها توسط مواد غذایی مختلف به طور هم زمان انجام می شود.

به طور مثال از آنجایی که سس مایونز و سس های سالاد به محصولات غذایی مورد علاقه در میان مردم تبدیل شده اند کیفیت و ایمنی این محصولات از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به اهمیت عوارض جانبی این مواد نگه دارنده برای مصرف کنندگان استفاده از ان ها باید آگاهانه و محدود به استانداردهای ملی باشد. بنابراین ارزیابی دقیق و منظم این مواد نگه دارنده در سس ها و سایر محصولات غذایی پرمصرف دارای اهمیت می باشد.

میزان مواد نگهدارنده رایج در سس ها (بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم)

در این مطالعه، میزان دو ماده نگه دارنده رایج در سس ها شامل بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (آنالیز HPLC) اندازه گیری می شود.   امروزه مصرف سس های سس مایونز و سس های سالاد (بیشتر در غذاهای نیمه جامد) به عنوان طعم دهنده غذا در میان جمعیت جوان در سراسر جهان رایج شده است. به طور کلی سس مایونز از تخم مرغ (زرده یا تخم مرغ کامل)، روغن گیاهی، شیر یا شیر بدون چربی، پودر شکر، نمک، سرکه، ادویه جات، ترشی جات و سایر مواد و افزودنی های غذایی تشکیل شده است. افزودنی های غذایی فقط در صورتی مجاز هستند که ایمن و بی ضرر در نظر گرفته شوند و مقدار آنها روی بسته بندی مواد غذایی درج شده باشد. نگهدارنده ها افزودنی های غذایی هستند که برای افزایش ماندگاری مواد غذایی یا پیشگیری از رشد میکروارگانیسم ها و کنترل فساد مواد غذایی استفاده می شوند.

سوربات ها و بنزوات ها رایج ترین مواد نگه دارنده ای هستند که در سس های مایونز و طیف وسیعی از غذاها استفاده می شود. با این حال، این نگه دارنده ها می توانند اثرات جهش زایی ایجاد کنند که منجر به خطراتی برای سلامتی مصرف کنندگان می شود. ناهنجاری های کروموزومی در بدن انسان، آسیب DNA، تشکیل بیماری در افراد حساس (شبه آلرژی) و بیش فعالی در کودکان از دیگر موارد اثرات نامطلوب این ترکیبات است. از این رو توصیه می شود مصرف غذا های حاوی سوربات و بنزوات در زنان باردار، افراد دارای نقص ایمنی و فرزندان تا حد امکان کاهش یابد. با توجه به کاربرد آن ها در انواع غذاها، سطح قابل قبولی از آنها در هر غذا توسط قوانین بین المللی متفاوتی تعریف شده است که ممکن است در کشورهای مختلف متفاوت باشد.

سازمان ملی استاندارد ایران مقدار قابل قبولی بنزوات و سوربات را عددی در حدود ppm ۷۵۰ کرده است بنابراین هر گونه افزایش در این مقدار خلاف قوانین بوده و برای سلامتی انسان خطرناک است. با توجه به عوارض جانبی این مواد نگه دارنده و برای جلوگیری از افزایش دریافت آنها از رژیم غذایی معمول در جامعه، بهتر است میزان این مواد نگهدارنده ها در غذاهای پرمصرف کنترل شود تا میزان آن ها از حد استاندارد بیشتر نشود. در نتیجه، مطالعات به منظور بررسی محتوای سوربات پتاسیم و سدیم انجام شده است. بنزوات در مارک های مختلف سس مایونز و سس سالاد جمع آوری شده است و به روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) و هم چنین با میزان مجاز گزارش شده توسط سازمان ملی استاندارد ایران مقایسه شده است.

 مواد نگهدارنده سوربات و بنزوات و روش های اندازه گیری

بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم از نمونه‌های سس در شرایط اسیدی استخراج شدند و با استفاده از مخلوطی از استات آمونیوم و بافر استونیتریل توسط HPLC با استفاده از یک ستون فاز معکوس و یک آشکارساز مناسب غلظت مواد نگهدارنده تعیین می شود.

 محلول های اندازه گیری

  • بافر استات آمونیوم : مقدار ۰/۳ گرم استات آمونیوم ۹۸% به دقت وزن شده و در ۹۰۰ میلی لیتر آب دی یونیزه حل شده است. پس از تنظیم pH روی۲/۴ با افزودن ۰/۵ میلی لیتر اسید استیک گلاسیال ۱۰۰%، حجم مقدار محلول با آب دیونیزه به ۱۰۰۰ میلی لیتر افزایش می یابد.
  • کروماتوگرافی فاز مایع (فاز متحرک) : مخلوط حجمی از استات آمونیوم و استونیتریل به نسبت ۸۰ به ۲۰ تهیه می شود. (۸۰۰ میلی لیتر بافر استات آمونیوم و ۲۰۰ میلی لیتر استونیتریل)
  • راه حل های ذخیره سازی استاندارد : مقدار ۵۰ میلی گرم بنزوات سدیم یا سوربات پتاسیم به دقت به یک بالون حجمی ۱۰۰ میلی لیتری انتقال داده شده و محلول با افزودن آب یونیزه شده تهیه می شود.

آنالیز کروماتوگرافی

کروماتوگرافی تجزیه و تحلیل بر روی یک سیستم  HPLC سری ۱۲۰۰ مجهز به آشکارساز  دیود انجام شده است. جداسازی ها با استفاده از ستون تحلیلی Eclipse-XDB-C18 انجام می شود. فاز متحرک مخلوط حجمی از استات آمونیوم و استونیتریل است که به نسبت ۸۰ به ۲۰ تهیه می شود. حجم تزریق ۲۰ میکرولیتر است و طول موج کار برای بنزوات سدیم ۲۲۵ نانومتر و برای سوربات پتاسیم ۲۵۵ نانومتر است.

تصویری از کروماتوگرام بنزوات و سوربات در HPLC.

شکل ۱: تصویری از کروماتوگرام بنزوات و سوربات در HPLC.

در ادامه روش تعیین غلظت این دو ترکیب در چند نمونه مورد بررسی قرار می گیرد.

تعیین و اندازه گیری غلظت بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم در نمونه اول (سس مایونز)

مقدار ۲۰ میلی لیتر از نمونه آماده شده تحت آزمایش قرار می گیرد و به ستون تزریق می شود. شرایط و نتایج با قله های منحنی کالیبراسیون مقایسه می شود. غلظت مواد با بدست آوردن مساحت زیر قله از نمودار و معادله محاسبه می شود. غلظت مواد نگه دارنده در نمونه تهیه شده با در نظر گرفتن مقدار و حجم تهیه شده محاسبه شده است.

نتیجه اندازه گیری بنزوات و سوربات نمونه اول

در مطالعه انجام شده غلظت بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم در نمونه های سس مورد بررسی جمع‌آوری‌شده با استفاده از HPLC مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج این اندازه گیری در جدول زیر ارائه شده است. طبق استاندارد ملی ایران حداکثر غلظت بنزوات سدیم و پتاسیم سوربات (به تنهایی یا ترکیبی) در سس ها روی ۷۵۰ پی پی ام تنظیم شده است. داده های HPLC نشان داد که تمام نمونه های سس مورد مطالعه در این بررسی از نظر محتوای بنزوات و سوربات و آن ها بی خطر بودند و غلظت از حد قابل قبول استاندارد ایران فراتر نرفت. میانگین غلظت نمونه ها سوربات پتاسیم و بنزوات سدیم  در این برسی به ترتیب ۱۵۸/۰۶ پی پی ام و ۲۴۹/۹۵ پی پی ام بود.

به طور مشابه، در مطالعه دیگری، غلظت سدیم بنزوات و سوربات پتاسیم در چندین محصول غذایی  از جمله سس مایونز، کیک، زیتون ، سالاد و نان تست در محدوده قابل قبول استاندارد گزارش شدند، به جز غلظت سوربات پتاسیم در یک نمونه کیک شکلاتی. پیش از این، تحقیقات نشان داده است که سطح سدیم بنزوات در نمونه های خیارشور فله بسیار بالاتر از حد استاندارد در خیار شور صنعتی بود. در مطالعه دیگری ازمحصولات لبنی ایران، تمام نمونه های دوغ حاوی بنزوات سدیم بود که می تواند ناشی از بنزوات سدیم موجود در ماست و نمک باشد. اما سوربات پتاسیم در هیچ یک از نمونه های دوغ شناسایی نشد.

بر اساس دستورالعمل آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (USEPA)، ۱۶ درصد از نمونه ها بالاتر از حد مجاز ppm ۱۵۰ بودند. بدیهی است که استفاده ناخودآگاه و بیش از حد از نگه دارنده ها می توانند عوارض جانبی مختلفی برای سلامت انسان ایجاد کنند.

تعیین و اندازه گیری غلظت بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم در نمونه دوم (دوغ)

روش HPLC توسعه یافته با توجه به خطی بودن و برد، دقت، حد تشخیص و حد کمیت در پی کنفرانس بین المللی در هماهنگ سازی (ICH) تایید شد. نمونه های دوغ قبل و بعد از افزودن ۱۰ و ۲۰ میلی گرم آنالیز شدند. بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم تا ۵۰۰ میلی لیتر از نمونه ها را تشکیل می دادند. طیف UV پوشش داده شده به خوبی و با دقت غلظت بنزوات در نمونه دوغ ها را نشان می دهد. همچنین تفاوت معنی داری در نگه دارنده در نمونه های متعلق به تاریخ تولید مختلف وجود نداشت. بر اساس موسسه استاندارد و صنعتی تحقیقات ایران (ISIRI) تمامی نمونه های دوغ حاوی بنزوات سدیم در محدوده ۱۸/۳ تا ۲۳۴۵/۱ میلی گرم بر کیلوگرم که برخی غلظت آن ها قابل قبول نیستند، بودند. حدود ۲۵/۹ درصد از نمونه های برسی شده حاوی غلظت پتاسیم سوربات بین ۴۹۶۱۳-۰/۶ بودند.

 میانگین و محدوده غلظت بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم در نمونه های دوغ به روش HPLC

جدول ۱: میانگین و محدوده غلظت بنزوات سدیم و سوربات پتاسیم در نمونه های دوغ به روش HPLC.

نتیجه اندازه گیری بنزوات و سوربات نمونه دوم

در این تحقیق از روش HPLC فاز معکوس برای تشخیص و کمی سازی بنزوات سدیم و پتاسیم سوربات استفاده شده است، در برخی از مارک های پر مصرف دوغ نمونه هایی که یک مصرف کننده در سبد بازار پیدا می کند به عنوان نماینده این تست تعیین شده اند. این اطلاعات در مورد تشخیص های کلی سدیم بنزوات و سوربات پتاسیم در اکثر موارد نمونه ها نشان می دهد که این مواد شیمیایی معمولا به عنوان نگه دارنده در نمونه دوغ استفاده می شوند. به تازگی استفاده از بنزوات سدیم و پتاسیم سوربات در دوغ توسط مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران (ISIRI) ممنوع است. بنابراین، استفاده از سوربات و بنزوات باید تنظیم شود.

نتیجه گیری

با وجود عوارض جانبی خطرناک استفاده بیش از حد از مواد نگهدارنده، استفاده ایمن از نگهدارنده ها می تواند باعث کنترل فساد میکروبی مواد غذایی و افزایش ماندگاری آن شود. بنابراین، نظارت بر استفاده از نگه دارنده ها در صنایع غذایی و کنترل میزان دقیق آنها در غذاهای پرمصرف هم برای سلامت انسان و هم برای اقتصاد ضروری است. به دلیل تمایل زیاد مردم به مصرف سس مایونز و سس سالاد، کیفیت آنها باید توسط سازمان های مربوطه کنترل شود و سطح بنزوات سدیم و نگهدارنده سوربات پتاسیم باید به طور مداوم برسی شود. اما بـه دلیل امکان آلودگی مواد غذایی، وجـود نگه دارنـده هـا ماننـد بنـزوات و سـوربات بـراي کنتـرل رشـد میکروبـی و افـزایش ماندگاري ضروري است به منظور جلوگیري از رشـد میکروارگانیسم ها بـدین گونـه کـه بنزوئیـک اسـید از فعالیت باکتریایی جلوگیري نموده و سوربیک اسید به عنوان یک ماده ضدقارچی در کپک و مخمر مصرف می شود.