ДО ПИТАННЯ ПРО МЕХАНІЗМ ОКИСНЕННЯ АЗО-БАРВНИКІВ НА МОДИФІКОВАНИХ ВУГІЛЬНО-ПАСТОВИХ ЕЛЕКТРОДАХ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2304-0947.2022.2(82).264886Ключові слова:
вугільно-пастовий електрод, азобарвники, циклічна вольтамперометрія, β-циклодекстрин, адсорбція, модифікаціяАнотація
У даній праці, використовуючи вугільно-пастовий електрод модифікованний β-циклодекстрином, досліджені особливості окиснення таких харчових барвників як Жовтий «захід сонця» (ЖЗС), Тартразин (ТАР), Спеціальний червоний AC (СЦAC), Кармоазин (КАН), Понсо 4R (П4R). Використовуючи техніку циклічної вольтамперометрії було встановлено, що такі барвники як ЖСЗ та Понсо 4R окиснюються квазіоборотно, а такі як ТАР, КАН та СЦАС повністю необоротно. Було відміченою, що для всіх барвників, окрім ТАР, після окиснення на циклічній вольтампрограмі утворюється нова редокс пара, яка окиснюється оборотно, що може свідчити про утворення під час окиснення азобарвників нових електроактивних фрагментів. Виходячи із проведених досліджень впливу рН та швидкості розгортки на потенціали окиснення барвників, було встановлено, що у процесі окиснення барвників беруть участь 2 електрони та 1 протон, окрім КАН, для котрого окиснення відбувається за участю 1 протона та 1 електрона. Виходячи з отриманої інформації, а також використовуючи інформацію з попередніх досліджень про редокс-поведінку азобарвників на вугільно-пастовому електроді модифікованим силікагелем з імпрегнованим цетилпірідіній хлоридом була запропонована схема окиснення азаборвників. Відповідно до схеми, процес окиснення перебігає незворотно, що призводить до подальшого перегрупування зав’язків з розривом азогрупи барвників, а відтак утворення нових електроактивних фрагментів.
Посилання
Villaño D., García-Viguera C., Mena P. Colors: Health Effects. Encyclopedia of Food and Health. Cambridge, 2015, 265–272 p. https://doi.org/10.1016/B978–0–12–384947–2.00190-
Food E., Authority S., Refined exposure assessment for Azorubine/Carmoisine (E122). EFSA J., 2015, vol. 13,no 3, pp. 1–35. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2015.4072
Bhatt D., Vyas K., Singh S., John P. J., Soni I. Tartrazine induced neurobiochemical alterations in rat brain subregions. Food Chem. Toxicol., 2018, vol. 113, pp. 322–327. https://doi.org/10.1016/j.fct.2018.02.011
Imane H., Bellahcen S., Souna F. A 90 Day Oral Toxicity Study of Tartrazine, a Synthetic Food Dye, in wistar rats. Int. J. Pharm. Pharm. Sci., 2011, vol. 3, no 3, pp. 159–169.
Gao Y., Li C., Shen J., Yin H., An X., Jin H. Effect of Food Azo Dye Tartrazine on Learning and Memory Functions in Mice and Rats, and the Possible Mechanisms Involved. J. Food Sci., 2011, vol. 76, no 6. https://doi.org/10.1111/j.1750–3841.2011.02267.x
Elbanna K., Sarhan O. M., Khider M., Elmogy M., Abulreesh H. H., Shaaban M. R., Microbiological, histological, and biochemical evidence for the adverse effects of food azo dyes on rats. J. Food Drug Anal., 2017, vol. 25, no 3, pp. 667–680. https://doi.org/10.1016/j.jfda.2017.01.005
Gooding J.J., Compton R. G., Brennan C. M., Atherton J. H. The Mechanism of the Electro-Reduction of some Azo Dyes. Electroanalysis, 1996, vol. 8, no 6, pp. 519–523. https://doi.org/10.1002/elan.1140080604
Bessegato G.G., Brugnera M. F., Zanoni M. V.B. Electroanalytical sensing of dyes and colorants. Curr. Opin.Electrochem., 2019, vol. 16, pp. 134–142. https://doi.org/10.1016/j.coelec.2019.05.008
Mahale R.S., Shashanka R., Vasanth S., Vinaykumar R. Voltammetric Determination of Various Food Azo Dyes Using Different Modified Carbon Paste Electrodes. Bio. Res. Appl. Chem., 2022, vol. 12, no 4, pp. 4557–4566. http://dx.doi.org/10.33263/BRIAC124.45574566
Jampasa S., Siangproh W., Duangmal K., Chailapakul O. Electrochemically reduced graphene oxide-modified screen-printed carbon electrodes for a simple and highly sensitive electrochemical detection of synthetic colorants in beverages. Talanta, 2016, vol. 160, pp. 113-124. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2016.07.011
Zhang Y., Hu L., Liu X., Liu B., Wu K. Highly-sensitive and rapid detection of ponceau 4R and tartrazine in drinks using alumina microfibers-based electrochemical sensor. Food Chem., 2015, vol. 166, pp. 352-357. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.06.048
Nagles E., García-Beltrán O. Determination of Allura Red in the presence of cetylpyridinium bromide by square-wave adsorptive stripping voltammetry on a glassy carbon electrode. Anal. Sci., 2018, vol. 34, no 10, pp. 1171–1175. https://doi.org/10.2116/analsci.17P555
Zhang J., Zhu H., Wang M., Wang W., Chen Z. Electrochemical Determination of Sunset Yellow Based on an Expanded Graphite Paste Electrode. J. Electrochem. Soc., 2013, vol. 160, no 8, pp. H459–H462. https://doi.org/10.1149/2.065308jes
Akkapinyo C., Subannajui K., Poo-Arporn Y., Poo-Arporn R. P. Disposable electrochemical sensor for food colorants detection by reduced graphene oxide and methionine film modified screen printed carbon electrode. Molecules, 2021, vol. 26, no 8. https://doi.org/10.3390/molecules26082312
Yang X., Qin H., Gao M., Zhang H. Simultaneous detection of Ponceat 4R and tartrazine in food using adsorptive stripping voltammetry on an acetylene black nanoparticle-modified electrode. J. Sci. Food Agric., 2011, vol. 91, no. 15, pp. 2821–2825. https://doi.org/10.1002/jsfa.4527
Sierra-Rosales P., Toledo-Neira C., Ortúzar-Salazar P., Squella J. A. MWCNT‑modified Electrode for Voltammetric Determination of Allura Red and Brilliant Blue FCF in Isotonic Sport Drinks. Electroanal., 2019, vol. 31, no 5, pp. 883–890. https://doi.org/10.1002/elan.201800786
Chebotarev A., Koicheva A., Bevziuk K., Pliuta K., Snigur D. Simultaneous determination of Sunset Yellow and Tartrazine in soft drinks on carbon-paste electrode modified by silica impregnated with cetylpyridinium chloride. J. Food Meas. Charact., 2019, vol. 13, no 3, pp. 1964–1972. https://doi.org/10.1007/S11694–019–00115–6
Pliuta K., Chebotarev A., Pliuta A., Snigur D. Voltammetric Determination of Allura Red AC onto Carbone-paste Electrode Modified by Silica with Embedded Cetylpyridinium Chloride. Electroanal., 2021, vol. 33, no 4, pp. 987–992. https://doi.org/10.1002/ELAN.202060367
Chebotarev A.N., Pliuta K. V., Snigur D. V. Determination of Carmoisine onto Carbon-Paste Electrode Modified by Silica Impregnated with Cetylpyridinium Chloride. Chem. Sel., 2020, vol. 5, no 12, pp. 3688–3693. https://doi.org/10.1002/SLCT.202000518
Gosser D. K. Cyclic Voltammetry: Simulation and Analysis of Reaction Mechanisms. New York, 1994, 197 p. https://doi.org/10.1080/00945719408001398
Sierra-Rosales P., Toledo-Neira C., Squella J. A. Electrochemical determination of food colorants in soft drinks using MWCNT‑modified GCEs. Sens. Actuators, B, 2017, vol. 240, pp. 1257–1264. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.08.135
Li Y., Li Y., Jia L., Li Y., Wang Y., Zhang P., Liu X. A simple sensor based on 1-butylpyridinium hexafluorophosphate@glassy carbon microspheres composites for the quantitative analysis of azo dyes. J. Iran. Chem. Soc., 2021, no 0123456789. https://doi.org/10.1007/s13738–021–02375-w
Nagles E., Ceroni M., Hurtado J. Simultaneous detection of tartrazine-sunset yellow in food samples using bioxide/carbon paste microcomposite with lanthanum and titanium. J. Electrochem. Sci. Technol., 2020, vol. 11, no 4, pp. 421–429. https://doi.org/10.33961/jecst.2020.01067
Penagos-Llanos J., García-Beltrán O., Nagles E., Hurtado J. J. A New Electrochemical Method to Detect Sunset Yellow, Tartrazine and Thiomersal in a Pharmaceutical Dose Using a Carbon Paste Electrode Decorated with Molybdenum Oxide. Electroanal., 2020, vol. 32, no 10, pp. 2174–2182. https://doi.org/10.1002/elan.202060008
Cui M., Wang M., Xu B., Shi X., Han D., Guo J. Determination of allura red using composites of water-dispersible reduced graphene oxide-loaded Au nanoparticles based on ionic liquid. Int. J. Environ. Anal. Chem., 2016, vol. 96, no 12, pp. 1117–1127. https://doi.org/10.1080/03067319.2016.1243240
Bijad M., Karimi-Maleh H., Farsi M., Shahidi S. A. An electrochemical-amplified-platform based on the nanostructure voltammetric sensor for the determination of carmoisine in the presence of tartrazine in dried fruit and soft drink samples. J. Food Meas. Charact., 2018, vol. 12, no 1, pp. 634–640. https://doi.org/10.1007/s11694–017–9676–1
Laviron E. General expression of the linear potential sweep voltammogram in the case of diffusionlesselectrochemical systems. J. Electroanal. Chem., 1979, vol. 101, no 1, pp. 19–28. https://doi.org/10.1016/S0022–0728(79)80075–3
Laviron E. Adsorption, autoinhibition and autocatalysis in polarography and in linear potential sweep voltammetry. J. Electroanal. Chem., 1974, vol. 52, no 3, pp. 355–393. https://doi.org/10.1016/S0022–0728(74)80448–1
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Вісник Одеського національного університету. Хімія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
