L A B O R A T O R I U M 6 / 2 0 0 9

|

L A B O R A T O R I U M

P R Z E M Y S Ł O W E

30

Oznaczanie cyjanowodoru
w produktach spożywczych

– metody ilościowe i jakościowe

C

yjanowodór (kwas pruski, HCN)
jest słabym kwasem, występującym
w stanie czystym pod postacią bez-

barwnego płynu, o przyjemnym zapachu
gorzkich migdałów, wrzący już w tempe-
raturze 25,7°C. Miesza się z etanolem,
eterem i wodą w każdym stosunku. Daje
połączenia z wieloma metalami i łatwo
ulega reakcjom estryfikacji. Charaktery-
zuje się niskim progiem wyczuwalności
zapachowej (poniżej 0,005 ppm). Wszyst-
kie związki, z których jest uwalniany
w organizmie, uważane są za trujące (21).
Kwas pruski wykazuje szczególnie duże
powinowactwo do jonu Fe

3+

i łatwo wią-

że się z żelazem hemowym, co wpływa
na zaburzenie funkcjonowania łańcucha
oddechowego. Duża jednorazowa dawka
(5-20 mg) może doprowadzić do ostre-
go zatrucia, skutkującego niedotlenie-
niem ośrodkowego układu nerwowego,
a dawka śmiertelna dla człowieka wynosi
od 30 mg do 60 mg. Bezpośrednim ob-
jawem zatrucia cyjanowodorem jest ja-
sna barwa krwi żylnej. Organizmy żywe
wchłaniają cyjanowodór przez drogi
oddechowe, skórę i układ pokarmowy.
Związek ten nie kumuluje się w organi-
zmach, dlatego nie obserwuje się zatruć
przewlekłych, jednak przy dłuższym
kontakcie z jego małymi dawkami może
dochodzić do gromadzenia się tzw. mi-
krouszkodzeń (m.in. zaburzenia pracy
układu pokarmowego i krążenia, bóle
jelitowe, osłabienie) (14).

Łatwość przenikania kwasu pruskiego

przez układ pokarmowy sprawia, iż jego
zawartość w poszczególnych produktach
spożywczych powinna być monitorowana.
W przyrodzie cyjanowodór powszechnie
występuje w postaci glikozydów cyja-
nogennych, takich jak np. amygdalina,
linamaryna czy prunazyna. Dotychczas
poznano ponad 75 różnych związków
należących do tej grupy. Występują one
głównie w produktach roślinnych: mig-

dałach, pestkach owoców (śliwy, wiśnie,
czereśnie, brzoskwinie itp.), nasionach
jabłek, owocach marakui i kiełkach fa-
soli mung (19). Potencjał cyjanogenny
wybranych produktów spożywczych
przedstawiono w tabeli 1.

Istnieje realne niebezpieczeństwo za-

trucia cyjanowodorem po spożyciu takich
produktów, jak kompoty i napoje alko-
holowe (np. nalewki, wódki gatunkowe)
sporządzane z niewydrylowanych wiśni,
czereśni czy śliwek.

Obecnie znanych jest wiele metod

oznaczania cyjanowodoru. Najogólniej
można podzielić je na jakościowe i ilo-
ściowe.

METODY JAKOŚCIOWE

Jakościowe oznaczanie cyjanków w żywno-
ści opiera się w większości na wykorzysta-
niu chromatografii bibułowej. Oznaczenie
polega na reakcji barwnej między jonami
CN

–

i wskaźnikiem, którym nasączona

jest bibuła. Intensywność powstającego
zabarwienia zależy od zastosowanego
wskaźnika, np. 4,4’-metyleno-bis(N,N-
dimetyloaniliny) czy etyloacetylooctanu
miedzi. Użycie tych wskaźników pozwala
wykryć jony CN

–

już w ilości 1 μg (21).

Również reakcja między CuS i cyjanka-
mi daje zadowalające wyniki, pozwalając
wykryć HCN o stężeniu 1-6 μg/dm

3

.

Po wystąpieniu barwnych plam spryskuje
się je roztworem dietyloditiokarbami-
nianu (1%), dzięki czemu uzyskuje się
wyraźniejsze granice plam. Zamiast CuS
można zastosować bibułę impregnowaną
Ag

2

CrO

4

. Po naniesieniu kropli analizo-

wanej substancji na pasek bibuły prze-
prowadza się powolne rozwijanie wodą
w specjalnym aparacie (21). Bardzo prostą
metodą jakościowego oznaczenia cyjano-
wodoru jest zastosowanie alkoholowego
wyciągu z żywicy gwajakowej i siarczanu
miedzi(II), które w obecności wolnego cy-
janowodoru dają niebieskie zabarwienie.

STRESZCZENIE

W pracy omówiono

szkodliwość występowania cyjanowodoru

w produktach spożywczych oraz metody

jego oznaczania. Techniki analizy HCN

podzielono na jakościowe i ilościowe.

SŁOWA KLUCZOWE

cyjanowodór, toksyczność, jakościowe

i ilościowe metody oznaczania

SUMMARY

In the paper the harmful

influence of hydrogen cyanide and

its occurrence in foodstuff have been

discussed. The detection methods and

analytical techniques of HCN have been

divided into qualitative and quantitative.

KEY WORDS

hydrogen cyanide,

toxicity, qualitative and quantitative

methods of determination

Justyna Sobusiak
dr Aleksandra Duda-Chodak
dr inż. Tomasz Tarko

KATEDRA TECHNOLOGII FERMENTACJI I MIKROBIOLOGII TECHNICZNEJ
UNIWERSYTET ROLNICZY IM. H. KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIE

L A B O R A T O R I U M

P R Z E M Y S Ł O W E

|

L A B O R A T O R I U M 6 / 2 0 0 9

31

Granica wykrywalności to stężenie HCN
1 μg/dm

3

(12).

METODY ILOŚCIOWE

Miareczkowe metody
oznaczania cyjanowodoru
Jedną z najstarszych metod miareczko-
wych zaproponował Liebig (21). Opiera
się ona na miareczkowaniu argentome-
trycznym – strącaniu jonów CN

–

za po-

mocą azotanu srebra, którego nadmiar
powoduje zmętnienie roztworu i wyzna-
cza punkt końcowy miareczkowania.

Ze względu na łatwe rozpuszczanie wtrą-
conego osadu trudno jest wyznaczyć
precyzyjnie punkt końcowy, dlatego
metodę tę wielokrotnie modyfikowano.
Jedną z modyfikacji jest metoda Dénige-
sa, która wprowadza do roztworu, jako
wskaźnik, jodek potasu i amoniak

(21).

W wyniku tej modyfikacji powstaje nie-
rozpuszczający się osad AgI:

Inną, nawet 10 razy czulszą niż po-
przednie, odmianą metody Liebiga jest
miareczkowanie w obecności ditizonu
według Archera (1). Punktem końcowym
miareczkowania jest zmiana barwy z żółto-
pomarańczowej na czerwonopurpurową.
Warunkiem przeprowadzenia tego ozna-
czenia jest zawartość wody w roztworze
mniejsza niż 20%. Przemysłowo stosowa-
ne jest miareczkowanie argentometryczne
z ałunem żelazowo-amonowym, pełnią-
cym rolę wskaźnika. Za punkt końcowy
przyjmuje się zmianę barwy z jasnokre-
mowej na ciemnopomarańczową, spowo-
dowane pojawieniem się wolnych jonów
srebra w obecności ałunu (12).

W analizie miareczkowej cyjanków

znane jest również miareczkowanie mer-
kurymetryczne. Opiera się ono na reakcji
HCN z jonami Hg

2+

.

Nadmiar jonów rtęci odmiareczkowuje
się tiocyjanianem. Jako wskaźniki moż-
na stosować nitroprusydek sodowy lub
difenylokarbazon (1).

Metoda jodometryczna Schuleka opie-

ra się na reakcji cyjanków z bromem, który
usuwa się poprzez związanie jodem i od-
miareczkowanie tiosiarczanem (21).

Kolorymetryczne
i spektrofotometryczne
metody oznaczania cyjanowodoru
Metody kolorymetryczne i spektrofoto-
metryczne oparte są na reakcjach che-
micznych, w wyniku których badane jony
przeprowadzane są w barwne kompleksy,
dające się zmierzyć przy użyciu spektro-
fotometru (21). Jednym z najstarszych
kolorymetrycznych sposobów oznaczania
HCN jest metoda bazująca na syntezie
Koniga (reakcja cyjanku bromu z od-
powiednio dobraną aminą aromatyczną
i pirydyną). Cyjanek bromu utlenia piry-
dynę do aldehydu glutakonowego, który,
reagując z aminą, tworzy barwny układ.
Czułość metody zależy od rodzaju użytej
aminy (21). Aldrige zaproponował inną
metodę, wykorzystującą reakcję jonów
cyjankowych z bromem. Nadmiar bromu
zastosowanego do otrzymania cyjanku
bromu odmiareczkowuje się arsenem(III).
Następnie przeprowadza się reakcję cyjan-
ku bromu z odczynnikiem pirydynowo-
-benzydynowym i porównuje natężenie
barwy z roztworami wzorcowymi (9, 17).
Od momentu gdy odkryto rakotwórcze
właściwości benzydyny, poszukiwano jej
zamiennika. Jednym z najlepszych okazała
się p-fenylodiamina. Po przeprowadzeniu
cyjanowodoru w bromocyjan następuje
reakcja z pirydyną i p-fenylodiaminą,
po czym przeprowadza się pomiar eks-
tynkcji. Zastosowanie tej metody pozwala
wykryć już 1 mg HCN/dm

3

(10, 21).

Kolejną metodą jest oznaczanie zawar-

tości cyjanowodoru przez reakcję z chlo-
roaminą T i odczynnikiem -pikolinowo-
-barbiturowym. Reakcja ta daje barwny
kompleks, którego absorbancję bada się
przy długości fali  = 605 nm. Metoda
pozwala na oznaczenie zawartości cyjano-
wodoru powyżej 0,5 mg/dm

3

(13, 21).

Relatywnie często stosowana jest meto-

da zaproponowana przez Epsteina. Cyjan-
ki utleniane są chloroaminą T, a następnie
powstałe produkty poddaje się działaniu
pirydyny z dodatkiem 1-fenylo-3-metylo-

5-pirazolonu i 4,4’-bis(1-fenylo-3-metylo-5-
pirazolonu) i bada się absorbancję barwy
kompleksu ( = 630 nm). Czułość moż-
na zwiększyć przez ekstrakcję barwnika
z udziałem n-butanolu (2, 21).

Do oznaczenia cyjanków można wy-

korzystać także sposób Haj-Husseina.
Opiera się on na utlenieniu fenoloftaleiny
przez jony CN

–

i pomiarze intensywno-

ści czerwonego zabarwienia przy użyciu
spektrofotometru. Wodne roztwory cyjan-
ku wstrzykiwane są na strumień 0,001M
NaOH, który dodawany jest do roztworu
fenoloftaleiny i buforu węglanowego o za-
sadowym odczynie. Tak sporządzona mie-
szanina przepuszczana jest przez kolum-
nę wypełnioną siarczkiem miedziowym.
Barwę utlenionej fenoloftaleiny mierzy
się na spektrofotometrze przepływowym
i wynik porównuje ze sporządzoną wcze-
śniej krzywą wzorcową (6).

Coraz częściej do oznaczania cyjanków

zalecane jest wykorzystanie spektrometrii
(16). Metoda ta wykorzystuje przejścia
pomiędzy poziomami energetycznymi
elektronów walencyjnych. Widma czą-
steczek w tym zakresie nie pozwalają
na szczegółową analizę ich budowy, ale
dają możliwość dokładnego ilościowego
oznaczenia emitujących je substancji.
Procedura sprowadza się do odnalezie-
nia barwnego połączenia, w skład któ-
rego wchodzi oznaczany związek, wy-
znaczenia krzywej wzorcowej i pomiaru
natężenia promieniowania w badanym
roztworze (11).

Potencjometryczne metody z uwzględ-
nieniem elektrod jonoselektywnych
Metody potencjometryczne wykorzy-
stują zależność między stężeniem jonów
a potencjałem elektrycznym odpowied-
nich elektrod. Omawiane wcześniej mia-
reczkowanie argentometryczne może
być prowadzone potencjometrycznie
z zastosowaniem elektrody srebrowej,
przy zapewnieniu odpowiednich wa-
runków (pH = 11,3 i stała ilość etanolu

PRODUKT

POTENCJAŁ CYJANOGENNY mg/100 g

Brzoskwinie – nasiona

160

Len – nasiona

21-54

Migdałowiec – gorzkie nasiona

290

Morela – nasiona

40-400

Czereśnia – nasiona

ok. 100

Śliwki

ok. 6,12

Aronia – owoce

4,49

Jabłka

2,50

Tabela 1. Potencjał cyjanogenny wybranych produktów żywnościowych (19)

L A B O R A T O R I U M 6 / 2 0 0 9

|

L A B O R A T O R I U M

P R Z E M Y S Ł O W E

32

w roztworze). Elektroda z AgI, jako ma-
teriałem membrany dla cyjanków, ma za-
kres pomiarowy od 10

-6

do 10

-1

mol/dm

3

i pozwala na określenie zarówno cyjan-
ków wolnych, jak i związanych (15, 21).
Możliwe jest także zastosowanie potencjo-
metrii równowagowej, z wykorzystaniem
elektrody pierwszego rodzaju. Polega ono
na pomiarze zmian równowagi stężenia
jonów Ag

+

w roztworze KAg(CN)

2

, które

powodowane jest zmianami stężenia jonów
CN

–

, uwalnianych z próbki destylatu przez

utlenienie. Jony zmieniają stan równowagi
układu elektrodowego, a zmiana poten-
cjału elektrody pomiarowej jest propor-
cjonalna do stężenia cyjanków, co wynika
z równania Nernsta (5, 15).

Metody chromatograficzne
Istnieje wiele rodzajów chromatografii.
Niektóre z nich znalazły zastosowanie
w oznaczaniu cyjanowodoru. Metody
te pozwalają na uzyskanie wyników dokład-
niejszych niż metody spektrofotometrycz-
ne (20). Pierwszą wykorzystaną w tym celu
metodą była chromatografia gazowa (GC).
Można stosować ją do wydzielania cyjan-
ków z mieszanin gazowych, zawierających
O

2

, N

2

, CH

3

, CO

2

i CO, przed ich ozna-

czeniem. W nowszych metodach cyjanki
i tiocyjaniny przeprowadza się w cyjanek
bromu i wykorzystuje się chromatografię
gazową z zastosowaniem detektora wy-
chwytu elektronów. W ten sposób można
wykryć już 10

-8

g HCN (21). Inna metoda

opiera się na inkubacji próbki materiału
biologicznego z kwasem siarkowym(VI),
pobraniu wydzielonego z roztworu gazu
i wprowadzeniu go do chromatografu
gazowego. Wyniki porównuje się z krzy-
wą kalibracyjną, wyznaczaną w zakresie
od 0,025 mg/cm

3

do 0,1 mg/cm

3

(20).

Znane jest także zastosowanie detektora
azotu w celu oznaczenia spadku zawar-
tości cyjanowodoru w dojrzewających
cytrusach. W tym celu usuwa się gazowy
cyjanowodór z miazgi owocowej i przy
pomocy aparatu sorpcyjnego przekazuje
się go na kolumnę chromatografu gazo-
wego wypełnionego Porapakiem Q (8).
Do oznaczania ilościowego cyjanowodoru
w produktach spożywczych można wy-
korzystać wysokosprawną chromatografię
cieczową (HPLC). Technika ta umożli-
wia wykrycie cyjanków w stężeniu kilku
mikrogramów w 1 dm

3

(18). Ilościowe

oznaczenie cyjanowodoru metodą wy-
sokosprawnej chromatografii cieczowej
zostało wykorzystane podczas badania

nasion lnu, zawierają-
cych glikozydy cyja-
nogenne. Do analizy
używano kolumny
jonowymiennej i de-
tektora elektrochemicz-
nego (4).

Inne metody ilościowe
Istnieją również metody nie nale-
żące do wyżej wymienionych grup. Jedną
z nich jest wykorzystanie izotopu rtęci

203

Hg. Do roztworu cyjanków dodaje

się zawiesinę zawierającą znaczoną rtęć
w postaci Hg(IO

3

)

2

i roztwór KIO

3

. Na-

stępuje reakcja, w wyniku której tworzy się

203

Hg(CN)

2

. Do pomiaru aktywności po-

wstałego związku wykorzystuje się cieczowy
licznik promieniotwórczy (21). Drugim
izotopem, który może być wykorzystany
w tego typu oznaczeniach, jest

110

Ag w AgI.

Badany roztwór cyjanku przepuszcza się
przez kolumnę wypełnioną znaczonym
jodkiem, gdzie zachodzi reakcja, w wy-
niku której powstaje

110

Ag(CN)

2

. Aktyw-

ność znaczonego srebra w przesączonym
roztworze bada się za pomocą wnękowe-
go licznika scyntylacyjnego z kryształu
NaI. Jest to metoda szybka, czuła i o du-
żej powtarzalności (21). Wykorzystanie
absorpcyjnej spektrometrii atomowej
(AAS) pozwala na pośrednie oznaczenie
cyjanków. Opracowana metoda opiera
się na zastosowaniu miedzi w kompleksie
CN-Cu w stosunku 3:1, a jej czułość wy-
nosi ok. 2 · 10

-5

mol/dm

3

(3, 7).

WNIOSKI

Metody wykorzystywane do oznaczania
cyjanowodoru różnią się znacząco mię-
dzy sobą, zarówno pod względem zasad,
na których się opierają, jak i czułości, po-
wtarzalności, szybkości i stopnia trudności
wykonania pomiaru. Różnice te pozwalają
na wybór najkorzystniejszego w danym
przypadku sposobu analizy. Metody

miareczkowe należą do najmniej

dokładnych. Opierają się na obser-

wacji zmiany barwy lub powstawania
osadu w trakcie miareczkowania. Łatwo
o popełnienie w nich błędu spowodowa-
nego nieczułością ludzkiego oka oraz roz-
puszczaniem się powstających w wyniku
miareczkowania kompleksów. Ich zaleta-
mi są prostota wykonania oraz to, że nie
wymagają zastosowania drogiej aparatury.
Doskonale nadają się do wstępnego ozna-
czenia zawartości HCN w badanych prób-
kach. Miareczkowanie potencjometryczne
eliminuje błędy popełniane przy ustala-
niu punktu końcowego miareczkowania,
umożliwiając analizę nawet w mętnych
i pierwotnie zabarwionych roztworach.
Metody kolorymetryczne i spektrofoto-
metryczne są dokładniejsze i czulsze niż
miareczkowe. Nadają się do oznaczania
niskich stężeń cyjanowodoru. Ich wadami
są konieczność posiadania aparatury oraz
fakt, iż w metodach tych często stosowa-
ne są toksyczne odczynniki. Dodatkowo
do wykonania analizy konieczne jest spo-
rządzenie krzywej wzorcowej. Chromato-
grafia daje dokładne i powtarzalne wyniki.
Analizy te wymagają jednak zastosowania
kosztownego sprzętu oraz posiadania od-
powiednich umiejętności i doświadczenia
do ich obsługi. Inne metody stosowane
są stosunkowo rzadko i mają małe zna-
czenie dla przemysłu spożywczego. Wiążą
się z dużymi, w porównaniu do opisanych
wcześniej sposobów, kosztami.



Piśmiennictwo dostępne na stronie
www.laboratorium.elamed.pl.

I

stnieje realne

niebezpieczeństwo

zatrucia cyjanowodorem po

spożyciu takich produktów,

jak kompoty i napoje

alkoholowe sporządzane

z niewydrylowanych wiśni,

czereśni czy śliwek.

fot

. Shutt

erst

ock

Piśmiennictwo

1. Archer E.E.: The argentimetric titration of halide and cyanide ions with dithizone as

indicator. „Analyst”, 1958, 83, 571-579.

2. Ariga T., Kanmuri M., Nakazato M.: Analysis and surrey of cyanogenic glukoside (as

hydrogen cyanide) in bean paste by enzymic assay. „J. Food Hyg. Soc. Japan”, 1983,

24, 289-294.

3. Casapieri P., Scott R., Simpson E.: The determination of cyanide ions in waters and

effluents by an Auto-Analyser procedure. „Anal. Chim. Acta”, 1970, 49, 188-192.

4. Chadha R.K., Lawrence J.F.: Ion chromatographic determination of cyanide released

from flaxseed under autohydrolysis conditions. „Food Additives Contamin.” 1995, 12,

527-533.

5. Dobrowolski J.: Analiza chemiczna. PZWL, Warszawa 1976.

6. Haj-Hussen A.T.: Flow injection spectrophotometric determination of cyanide by the

phenolphthalin method. „Talanta”, 1997, 44, 545-551.

7. Hiiro K., Yamamoto Y.: A New Spectrophotometry Determination of Cyanide by

Solvent Extraction as Tris-(1,10-Phenanthroline)-Iron (II)-Thiocymate. „Analitical

Letters” 1973, 6, 761-767.

8. Lopez R.A., Barkley J.H., Gunther F.A.: Sorption of hydrogen cyanide by mature

lemons and oranges in a dynamic system and in a commercial fumatorium as

evaluated by gas chromatography with nitrogen detector. „J. Agric. Food Chem.”,

1971, 19, 508-512.

9. Majchrzak R., Neryng A.: Oznaczanie śladowych ilości cyjanków w produktach

spożywczych. „Przem. Ferm. Rol.”, 1969, 9, 16-17.

10. Nielepkowicz A., Balcerek M.: Zawartość cyjanowodoru w spirytusach śliwkowych

uzyskanych w różnych warunkach fermentacji. „Przem. Ferm. Owoc.-Warz.”, 1996, 9,

24-25.

11. Orliński K.: 150 lat spektroskopii. „Młody technik”, 2008, 1, 28-32.

12. Polska Norma PN-80/A-79529. Wódki gatunkowe. Pobieranie próbek i metody badań.

13. Polska Norma PN-97/A-79529-13. Metody oznaczania zawartości cyjanowodoru w

wyrobach spirytusowych gatunkowych.

14. Piotrkowski T. (red.): Podstawy toksykologii. WNT, Warszawa 2006.

15. Prochazka L., Polakoviczova J.: Oznaczanie cyjanków w destylatach z owoców

pestkowych. „Przem. Ferm. Owoc.-Warz.”, 1988, 8, 7-10.

16. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 r. w sprawie wymagań,

jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia

ludności w wodę przeznaczoną do spożycia.

17. Ruzickova A., Bartosova K.: An appropriate method for determining hydrocyanic acid

in wine. „Vinohrad”, 1986, 24, 67-68.

18. Sano A., Takezawa M., Takitani S.: High performance liquid chromatographic

determination of cyanide in human blood cells by pre-column fluorescence

derivaitization. „J. Chromatography”, 1992, 120, 131-135.

19. Siegień I.: Cyjanogeneza roślin i jej efektywność w ochronie przed atakiem

roślinożerców i patogenów. „Kosmos. Problemy nauk biologicznych”, 2007, 56,

155-166.

20. Wachowiak R., Tobolski J.: Wykorzystanie chromatografii gazowej w toksykologicznej

analizie lotnych związków nieorganicznych w materiale biologicznym. „Archiwum

Medycyny Sądowej i Kryminologii”, 1997, 3, 237-243.

21. Wiliams J.: Oznaczenia anioniów. PWN, Warszawa 1985.