Современные спектрометры снабжены базами данных, содержащими до 50000 важнейших линий различных элементов. Путем последовательного сканирования всей области длин волн на таких приборах можно провести полный качественный анализ за достаточно небольшое время – 45 мин.
Атомно-эмиссионная спектроскопия находит применение везде, где требуется многоэлементный анализ: в медицине, при исследовании состава руд, минералов, вод, анализе качества продуктов питания и содержании в них макроэлементов.
3.3 Атомно-абсорбционный спектральный анализ
ААА – это метод определения концентрации по поглощению слоев параметров элемента монохроматического света, длина волны которого соответствует центру линии поглощения. Анализ проводят по наиболее чувствительным в поглощении спектральным линиям, которые соответствуют переходам из основного состояния в более высокое энергетическое состояние. В большинстве случаев эти линии являются также и наиболее чувствительными и в эмиссионном анализе. Если молекулы вещества поглощают свет полосами в широких интервалах волн, то поглощение парами атомов происходит в узких пределах, порядка тысячной доли нанометра.
В ААА анализируемое вещество под действием тепловой энергии разлагается на атомы. Этот процесс называется атомизацией, т. е. переведение вещества в парообразное состояние, при котором определяемые элементы находятся в виде свободных атомов, способных к поглощению света. Излучение и поглощение света связаны с процессами перехода атомов из одного стационарного состояния в другое. Возбуждаясь атомы переходят в стационарное состояние k с энергией Ek и затем, возвращаясь в исходное основное состояние i с энергией испускают свет определенной частоты.
Излучательные переходы осуществляются спонтанно без какого-либо внешнего воздействия.
Люминесцентный анализ основан на способности многих веществ после освещения их ультрафиолетовыми лучами, испускать в темноте видимый свет различных оттенков. Этот метод позволяет установить природу и состав исследуемого продукта. Всем хорошо известны способности фосфора накапливать свет и светиться в темноте.
Сущность метода: молекулы вещества поглощают энергию, переходят в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии вещества пребывают различное время. Поглощенная энергия может расходоваться на фотохимические реакции, выделятся в виде тепла, при этом вещества возвращаются в исходное состояние. Вещество отдает часть поглощенной энергии в виде излучения с длиной волны больше, чем длина волны поглощенного света. Люминесценцией называют избыток температурного излучения тела в том случае, если это избыточное излучение обладает длительностью от 10-10 и более. Длительность возбужденного состояния для различных люминесцирующих веществ колеблется от млрд. долей сек. до нескольких суток.
Длительность свечения является основной характеристикой люминесценции, отличающей её от других оптических методов. Вещества могут люминесцировать в газообразном, жидком и твердом состоянии. Интенсивность преобразования возбужденного света в люминесцентное свечение характеризуется энергетическим и квантовым выходом. Энергетический выход представляет собой отношение энергии люминесценции к энергии поглощения.
Вэн=Ел/Еп
Квантовый выход это отношение количества квантов люминесценции к числу квантов поглощенного света.
Вкв=Nл/Nп.
Энергетический выход в люминесценции возрастает при возбуждении пропорционально длине волны возбуждающего света, затем остается постоянным и после достижения граничной длины волны резко падает. Постоянство квантового выхода люминесценции в определенном спектральном интервале позволяет использовать для возбуждении люминесценции такие длины волн, при которых энергетический выход будет наибольшим. Это позволяет проводить надежное количественное определение люминесцентным методом.
Его используют для определения содержания белков и жиров в молоке, некоторых витаминов в пищевых продуктах, выяснения характера заболеваний плодов и овощей, исследования свежести мяса и рыбы и др. такие компоненты ПП, как белки, жиры и углеводы дают люминесцентное свечение определенных оттенков, которое меняется при изменении их состава. Так, свежая рыба при облучении дает голубой свет; если же она начала портиться, то цвет становится фиолетовым. Здоровый картофель на разрезе имеет темную люминесценцию, при поражении клубней фитофторой она становится голубоватой, при подмораживании - беловатой, при поражении кольцевой гнилью - зеленоватой. Люминесцентным методом можно обнаружить примесь маргарина в животных жирах, примесь плодово-ягодных вин в виноградных и др.
Вывод
Макроэлементный обмен, происходящий в организме, до сих пор еще недостаточно изучен. И наши знания в отношении потребностей человека в отдельных элементах, оптимального их содержания в пище еще далеко не уточнены. Известно, что макроэлементы являются составной частью всех клеток, тканей и органов, а также циркулируют в крови и лимфе, в межклеточной жидкости. Биологическая активность макроэлементов в организме является высокой и разносторонней. Они принимают участие в процессах возбуждения и торможения нервной и мышечной ткани, в деятельности сердечнососудистой системы, эндокринных желез, регуляции кроветворения, кислотно-щелочного равновесия, водного обмена, проницаемости клеточных мембран и во всех других многогранных проявлениях жизнедеятельности организма. Макроэлементы входят в состав молекул белка (фосфор, сера и др.), эндокринных желез, секретов пищеварительных желез (соляная кислота). В качестве источника энергии в организме минеральные вещества не играют никакой роли.
В отличие от жиров, белков и углеводов макроэлементы в организме человека не синтезируются и потому относятся к незаменимым компонентам питания. Основными источниками их поступления в организм являются пищевые продукты, в меньшей степени - питьевая вода. В тканях и жидкостях человеческого организма метаболическую нагрузку выполняют около 60 элементов таблицы Менделеева. Их содержание в целом предопределяется химическим составом местных продуктов питания и питьевой воды. Избыток или дефицит минеральных элементов может существенно влиять на формирование растущего организма и состояние здоровья взрослых людей.
Значение их огромно— без них человеческий организм потерял бы способность жить и функционировать. Для того чтобы обеспечить человеческий организм необходимыми минеральными веществами, следует знать источники их поступления и содержание их в пищевых продуктах. Количество микроэлементов, поступающих в организм с пищей, должно восполнять количество элементов, выделяемых из организма главным образом о мочой и потом. Только так можно осуществлять контроль над равномерным поступлением этих веществ в организм. В случае нерационального питания чаще всего возникает дефицит кальция, фосфора, калия, серы, хлора, натрия, железа, йода и магния.
Именно из-за огромного значения макроэлементов для жизни человека изучают элементы химического состава пищевых продуктов. И чем больше мы будем знать о наших продуктах, и чем правильнее будем распоряжаться нашими знаниями, тем больше сохраним свое здоровье.
Библиографический список
1. Физико-химические свойства и методы
контроля качества товаров Н.В. Науменко. Челябинск, 2007
2. МИР ХИМИИ Отто, М. Современные методы аналитической химии ( 1 том). Перевод с немецкого под редакцией А.В.Гармаша. Техносфера. Москва. 2003.
3. Всё о пище с точки зрения химика. Скурихин И.М, Ничаев А.П. Справ. Издание. 1991г.
4. Анастасова А.П., М., Человек и его здоровье. М.: Просвещение 1997г
5. Фосфор — элемент жизни,Ваш голос принят!Е.Мельникова (интернет) 2010г.
7. Питание здорового и больного человека «Обмен веществ, состав пищи, диеты». Word Press электронное издание 2008г.
8. Смолянский Б.Л., Абрамова Ж.И. Справочник по лечебному питанию для диет. сестер и поваров. Л., 1984.
9. Химический состав российских пищевых продуктов:Справочник / прд ред. И.М. Скурихина, В.А. Тутельяна.М.: ДеЛи Принт, 2002.
Приложение.
Табл.№1 Макроэлементы зерновых и зернобобовых
| Продукт | Минеральные вещества, г. | ||||||
| калий | кальций | магний | натрий | сера | фосфор | хлор | |
| Рожь | 424 | 59 | 120 | 4 | 85 | 366 | 46 |
| Овес | 421 | 117 | 135 | 37 | 96 | 361 | 119 |
| Ячмень | 453 | 93 | 150 | 32 | 88 | 353 | 125 |
| Просо | 328 | 51 | 130 | 28 | 81 | 320 | 36 |
| Гречиха | 325 | 70 | 258 | 4 | 80 | 334 | 94 |
| Рис | 314 | 40 | 116 | 30 | 60 | 328 | 133 |
| кукуруза | 340 | 34 | 104 | 27 | 114 | 301 | 54 |
| Горох | 873 | 115 | 107 | 33 | 190 | 329 | 137 |
| Соя | 1607 | 348 | 226 | 6 | 244 | 603 | 64 |
| Пшеница, мягкая яровая | 350 | 57 | 104 | 8 | 107 | 400 | 31 |
| Пшеница, мягкая озимая | 323 | 50 | 111 | 8 | 93 | 340 | 27 |
| Пшеница,Твердая | 325 | 62 | 114 | 8 | 100 | 368 | 30 |
Табл.№2 Макроэлементы муки и круп
| Продукт | Минеральные вещества, г. | ||||||
| калий | кальций | магний | натрий | сера | фосфор | хлор | |
| Пшеничная мука,Высший сорт | 122 | 18 | 16 | 3 | 70 | 86 | 20 |
| Пшеничная мука 1 сорт | 176 | 24 | 44 | 4 | 78 | 115 | 24 |
| Пшеничная обычная | 310 | 39 | 94 | 7 | 98 | 336 | - |
| Ржаная обычная | 396 | 43 | 75 | 3 | 78 | 256 | - |
| Ржаная сеяная | 200 | 19 | 25 | 1 | 52 | 129 | - |
| Манная | 130 | 20 | 18 | 3 | 75 | 85 | 21 |
| Гречневая ядрица | 380 | 20 | 200 | 3 | 88 | 298 | 33 |
| Рисовая | 100 | 8 | 50 | 12 | 46 | 150 | 25 |
| Пшено | 211 | 27 | 83 | 10 | 77 | 233 | 24 |
| Овсяная | 362 | 64 | 116 | 35 | 81 | 349 | 70 |
| Толокно | 330 | 52 | 129 | 20 | 88 | 328 | 73 |
| Перловая | 351 | 58 | 111 | 23 | 85 | 325 | - |
| Ячменная | 172 | 38 | 40 | 10 | 77 | 323 | - |
| Овсяные хлопья «геркулес» | 205 | 80 | 50 | 15 | 81 | 343 | - |
Табл.№3 Макроэлементы хлеба и хлебобулочных изделий