Учёные МГУ выявили лучшие способы извлечения красителей из водных сред

Химики МГУ исследовали поглощение пищевых красителей различными сорбентами и подготовили рекомендации по выбору наиболее эффективных способов извлечения (сорбции). Работа ученых опубликована в издании Microchemical Journal.

В настоящее время более 60 видов синтетических красителей используют в пищевой промышленности, фармацевтике, косметологии и парфюмерии. Некоторые из них обладают негативной биологической активностью — в высокой концентрации являются мутагенами, аллергенами или канцерогенами. В окружающую среду красители попадают со сточными водами предприятий промышленности. Обладая малой способностью к фото- и биодеградации, красители накапливаются в окружающей среде. В связи с этим остро встает проблема разработки простых способов очистки сточных вод и методов их экспресс-мониторинга.

В зависимости от объекта анализа различают несколько способов выделения пищевых красителей, основными из которых являются сорбция и экстракция различными растворителями, а в некоторых случаях сочетание этих способов. Сорбционное извлечение (извлечение с помощью сорбентов) — один из преобладающих методов выделения красителей из сложных объектов, основанный на селективном выделении интересующих веществ из смеси твердым поглотителем — сорбентом. Этот метод извлечения выгодно отличает высокая эффективность, технологичность, легкость интеграции в системы химического анализа и экологическая безопасность.

Для извлечения пищевых красителей используют такие сорбенты как шерсть, пенополиуретаны, полиамидные сорбенты, оксид алюминия, а также неполярные сорбенты: гидрофобизированный (не смачивающийся водой) силикагель и сорбенты, включающие одновременно гидрофильные, и липофильные центры.

«Химики-аналитики нашего факультета под руководством ведущего научного сотрудника кафедры аналитической химии, доктора химических наук Татьяны Тихомировой подготовили рекомендации по выбору сорбента для различных потенциально опасных для окружающей среды красителей», — рассказал и.о. декана химического факультета МГУ член-корреспондент РАН Степан Калмыков.

Сотрудники Лаборатории концентрирования выбрали ряд пищевых красителей и проверили эффективность их сорбции коммерчески доступными сорбентами. «При выборе сорбентов мы учитывали в первую очередь их химические и структурные особенности, эффективность по отношению к выбранным красителям, а также доступность для использования в химическом анализе», — уточнил один из участников исследования, старший научный сотрудник, доктор химических наук Владимир Апяри.

Для исследования были отобраны три типа синтетических красителей различных классов, которые разрешены для применения в РФ в качестве пищевых добавок. Химики из МГУ выяснили, что азокрасители лучше сорбируются сверхсшитым полистиролом и оксидом алюминия, а трифенилметановые и хинофталоновые красители — сверхсшитым полистиролом и гидрофобизированным силикагелем. В рамках исследования аналитики предложили новую методику прямого определения красителей, которая позволяет сократить количество стадий анализа, упрощает и удешевляет процедуру. Кроме того, показана возможность эффективного извлечения красителей из больших объемов разбавленных растворов, что может быть использовано для очистки сточных вод.