Dosage du phénol par chromatographie liquide haute performance avec détection fluorimétrique

Dosage du phénol par chromatographie liquide haute performance avec détection fluorimétrique

Journal of Chromatography, 407 (1987) 334-388 Ekvier &nce Publishers B.V., Amsterdam - Printed in The Netherlands CHROM. 19 870 Note Dosage du pheno...

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Journal of Chromatography, 407 (1987) 334-388 Ekvier &nce Publishers B.V., Amsterdam - Printed in The Netherlands CHROM. 19 870

Note

Dosage du phenol par chromatographie avec detection fluorim6trique Application

liquide

haute

perforniance

aux vins

M. LARROQUE, L. VIAN* et A. BLAISE Laboratoire de Chimie Analytique et Toxicologic, Fact& de Pharmacie, Avenue Charles klahaut, 34060 Montpellier Cedex (France} (Rep le 13 juillet 1987)

Les rCsines kpoxydiques sont $ l’heure actuelle t&s utilisCes comme revEtement de cuves vinicoles. Une ttude du comportement de ces r&sines au contact du vin a t?ti: envisagCe. Afin de prtvenir des problZmes d’altkration des vins ou des accidents toxicologiques, notre laboratoire a CtudiC depuis plusieurs an&es les migrations des constituants spkcifiques de ces rCsines dans des simulants tout d’abord, puis dans le vin lui-m&me l3. La prtsence de phCno1, rtsidu de synth&e du bisphCno1 A (monombe constitutif de ces Gsines), a Ctt dttect6.e dans les simulants. Pour certaines formulations, mises au contact de solutions simulantes, des migrations de phgnol, d raison de 6,6 mg/kg du composant base, ont ttC not&es*. Cette quantitC importante de phenol nous a done amen& i rechercher une mtthode d’analyse du phCno1 libre dans le vin. Le vin ttant un milieu complexe, une purification s’adre n&essaire. De nombreuses mtthodes d’extraction liquide-liquide du phtnol prtsent dans des eaux ont Ct&d8crites3-5. De meme, la chromatographie liquide sur gel a CtC tr6s ttudiCe6-s. Toutes ces mCthodes sont longues et fastidieuses. Nous avons prCf&rCune technique de prkparation de l’tchantillon faisant appel B l’utilisation de cartouches Sep-Pak CIB9. Nous avons essay6 d’optimiser ses performances en vue du dosage du phtnol dans un vin. Pour le dosage du phknol, si la colorimttrie et la chromatographie en phase gazeuse ont tti: trZs utilides, c’est actuellement la chromatographie liquide haute performance (HPLC) en phase inverse qui est employCe pour dCtecter les traces de phtnol de l’ordre du ppb @g/l) dans les eaux lo . Trois types de dttection sont mention&: la dCtection tlectrochimique9,11, 1’UV10,12et la fluorimitrie6*13. Nous avons cornpar la dCtection UV i la dttection fluorimittrique dans le cas d’un vin. L’Ctude des chromatogrammes montre que la ditection fluorimbtrique permet d’augmenter nettement la sensibilitC en Climinant certains pits interfkrants en UV. Les r&ultats obtenus nous permettent de dCcrire un proctdC rapide de purification et de concentration de l’tchantillon suivi d’une ditermination du phtnol par dCtection fluorimCtrique apr6.s HPLC.

0021-9673/87/$03.50

0

1987 Elsevier Science Publishers B.V.

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NOTES MATl?RIEL

ET MBTHODES

Le phenol et les solvants utilises sont de qualitt analytique (Merck, Darmstadt, R.F.A.). La preparation de l’tchantillon est assuree par une cartouche Sep-Pak CL8 (Waters Assoc., Milford, MA, Stats-Unis). Cette cartouche est, prealablement, conditionnte par le passage rapide de 10 ml de methanol et ensuite de 10 ml d’eau. Le dosage est effectue par un chromatographe en phase liquide Varian SCrie 5000 (Varian, Walnut Creek, CA, Stats-Unis) equip& d’une vanne d’injection d boucle de 10 ,ul (Modele 7125, Rheodyne, Cotati, CA, Stats-Unis), d’un detecteur UV (Modele UV-100, Varian) et place en serie, d’un detecteur fluorimetrique Shimadzu RF530 (Shimadzu, Kyoto, Japon) de capacite de cellule: respectivement 4,5 et 12 ~1. Les chromatogrammes sont enregistres et integrts par le Modele Varian CDS 401 de la Serie Vista. Deux colonnes LiChrospher 100 RP-8 montees en strie (reference 50832, 250 x 4 mm I.D., 5 pm, Merck) assurent la separation chromatographique. Elles sont protegees par une precolonne LiChrocart 100 RP-8 (reference 50802, 5 pm, Merck). La phase mobile est constituee par un melange d’eau et d’acetonitrile (55:45). Le debit est de 0,3 ml/min pour une pression de 90 atmospheres. Les solvants, avant degazage, sont filtrts sur une membrane de 0.45 pm (Millipore, Bedford, MA, EtatsUnis). L’analyse est effect&e a la temperature de 20°C. La fluorescence du phenol est detectee pour une longueur d’onde d’excitation de 275 nm et une longueur d’onde d’tmission de 300 nm. Dans ces conditions, l’intensite relative de fluorescence du phenol est de 55 (Lit. 5). Nous pro&dons par rapport a un Ctalonnage externe. RkSULTATS

ET DISCUSSION

P¶tion de E’khantillon

Afin d’ttudier les conditions optimales d’utilisation des cartouches Sep-Pak C1 s, nous avons chercht a determiner d’une part la quantite maximale de vin pouvant &tre filtree sur ces cartouches, sans entrainer de pertes en phenol, et d’autre part le volume d’tluant necessaire pour recuptrer la totalite du phenol adsorb6 sur la cartouche. Pour cela, nous filtrons sur une de ces cartouches, a raison d’une goutte par seconde, 8 ml de vin surcharge en phenol. Nous recueillons a la sortie de la cartouche separtment chaque millilitre d’echantillon. Les resultats de l’analyse par HPLC permettent de deduire la quantite de phenol adsorbee sur la cartouche apres le passage de chaque millilitre de vin. De plus, afin d’etudier l’inlluence de l’alcool sur l’adsorbtion du phenol nous avons analyse trois vins de degre alcoolique different (10, 15 et 20%, v/v). Les resultats sont regroup&s dans le Tableau I. Les resultats montrent que le rendement depend du degre alcoolique du vin et de la quantite de vin filtree. 11 est possible de filtrer jusqu’a 4 ml de vin pour que, quelquesoit son degre alcoolique, le rendement soit performant (91-96%). Afin de recuptrer le phenol, la cartouche est CluCeavec de l’tthanol(95%, v/v)_ Un volume de 1,5 ml est ntcessaire pour rtcuperer la totalite du phenol adsorb&. L’utilisation de ces cartouches presente plusieurs avantages: (a) &miner des

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NOTES

TABLEAU I POURCENTAGE

DE PHBNOL ADSORB& SUR LA CARTOUCHE

Volume de vin$ltrk sur la cartouche

Pourcemtage de phenol adsorbi

(ml)

Vin ri 10% alcool

Vin ci 15% alcool

Vin d 20% alcool

1

loo

100 99,7 98,3 95,2 88,5 X1,4 72,6 62,l

99.5 97,2 95,8 91,2 84,O 75,o 65,2 55,5

99,9 99, I 96,0 92,7 8737 81,3 74,0

2 3 4 5 6 7 8

substances qui gtnent la dktection du phCno1 B une forte sensibilitk; (b) kiter un encrassement des colonnes chromatographiques en supprimant des constituants du vin dCtectCs A des temps de rktention trls importants (> 40 min); (c) concentrer l’khantillon; (d) diminuer a quelques minutes le temps de prkparation de l’tchantillon pour l’analyse. Ditection Le chromatogramme de la Fig. 1 a ttt obtenu par dttection fluorimetrique

apris injection de 1’Cluatd’un vin rouge prCpar6 selon les conditions optratoires prC&emment d&rites.

att. i

r

0

t

L 10

Fig. I. Chromatogramme rimktrique.

1

1 20

I

+

min

30

d’un vin rouge contenant 376 @g/l de phknoi, obtenu avec une d&&ion

fluo-

NOTES

387

TABLEAU II PRkCISION DU DOSAGE DU PHBNOL Quantitk ajoutie i.wlU 28,8 176,4 1600

Quantitke retrouvde l!Ml 29,4 179,5

Erreur rehtive (Xi 2,1 1,76 356

1658

Sensibilitt Nous avons analyse differents types de vim: rouges, roses et blancs sets ou liquoreux. La limite de dktection est de 10 ppb, sauf dans le cas de certains vins rouges tres color& et t&s tanniques qui prksentent un pit tres proche de celui du phenol (30 s), g&rant la detection de celui-ci A 1’Ctat de traces. Dans ce cas, la sensibilite n’est que de 50 ppb. Prdcision La prkision de la methode proposee a bte etudite en surchargeant un vin avec des quantites variables en phenol. Les rksultats sont inscrits dans le Tableau II. L’erreur relative observee varie de 2 a 3.6% en fonction de la quantite de phenol. Ces valeurs montrent la bonne precision de la methode quelle que soit la tenem en phenol.

R@!tabilitP La repitabilite de la mkthode proposee a ttt verifiee sur cinq analyses du meme vin, plusieurs tchantillons de ce meme vin contenant des concentrations diierentes en p&no1 ant Ctk analyses. Les resultats, exprimes par le coefficient de variation, sent rassembles dans le Tableau III. Les coefficients de variation montrent que la repetabilite est acceptable, ceux-ci Ctant inferieurs a 3%. Lintarile La lidarite de la variation de la reponse du dkcteur (aire des pits) en fonction de la variation des concentrations en phenol a ett: vbrifike. Le coefficient de correlation entre la surface des pits et la concentration est de 0.9998; la droite de rkgression lintaire a pour equation: S (unite de surface) = 0,172 C &g/l) - 0,29. La linearit a CtCvtrifiee pour des concentrations allant jusqu’8 26 mg/l. TABLEAU III &P&TABILITE

DU DOSAGE DU PHI~NOL

Teneuren phCnol f-M/l)

kcurf type ia)

Coeficient de variation i%)

77,2 154,4 356 3360

2,OO 1,40 7,40 0,04

2,7 1 2 1,3

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NOTES

A ppiica tions

Trois vins ayant ttC au contact de r&sines kpoxydiques prtsentaient une altCration manifeste de leurs caracttristiques organoleptiques par rapport A un vin ttmoin de m&me origine mais n’ayant pas skjournt dans ces m2mes cuves revztues de rksines Cpoxy. Ces kchantillons ainsi que le vin tkmoin ont CtC analysCs selon la mCthode proposke. Pour le vin tkmoin, le phCno1 n’est pas dkcelable; pour les trois vins incriminks les teneurs en phCno1 sont 2,07, 11,OOet 14,360 mg/l. Bien que les teneurs de ces vins soient infkrieures aux doses toxiques per OS14, il est dangereux de retrouver dans un produit alimentaire absorbC rtguli&ement des quantitCs aussi fortes en phCno1 qui attestent de la mauvaise qualitt de la r&sine utilisie, et peuvent laisser soupconner une migration d’autres constituants de la rCsine qui ne sont peut-$tre pas dttectks organoleptiquement.

Les rCsines kpoxidiques utilisees comme revctement des cuves vinicoles peuvent contenir une impuret&: le phCno1. Nous avons mis au point une mCthode de dosage du phCno1 dans les vins permettant de dCtecter une migration kventuelle de ce constituant de la resine dans le vin. Le vin est trait& par passage sur une cartouche Sep-Pak C18; le phtnol est s&par&par HPLC sur phase inverse, puis est dost par Auorimttrie. La mCthode mise au point est rapide et sensible. BIBLIOGRAPHIE I 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12 13

14

A. Blaise, T&se Doct. SC. Pharmac., Universitk de Montpellier I, Montpellier, 1986. M. Larroque, Th&e Doct. SC. Pharmac., Universitk de Montpellier I, Montpellier, en prkparation. R. Jacquemain, F. Remy et C. Guinchard, J. Fr. Hydrol., 16 (1975) 25. D. A. Murray, J. Fish. Res. Board Cm., 32 (1975) 292. B. K. Afghan, P. E. Belliveau, R. H. Larose et J. F. Ryan, Anal. Chim. Acta, 71 (1974) 355. A. Carpenter, S. Siggla et S. Carter, Anal. Chem., 48 (1976) 225. P. Jandera, J. Churacek, J. Caslavsky et D. Szabo, Cfiromatographia, 14 (1981) 100. C. D. Chriswell, C. C. Chang et J. S. Fritz, Anal. Gem., 47 (1975) 1325. R. E. Shoup et G. S. Mayer, Anal. Chem., 54 (1982) 1164. E. Tesarova et V. Pacakova, Chromatographia, 17 (1983) 269. E. Nieminen et P. HeikkilB, J. Chromatogr., 360 (1986) 271. C. E. Orazio, S. Kapila et S. E. Manahan, J. Chromatogr., 262 (1983) 434. K. Ogan et E. Katz, Anal. Chem., 53 (1981) 160. N. I. Sax, Dangerous Properties of Industrial Materials, Van Nostrand Reinhold, New York, 1979, p. 897.