Методы определения витаминов

                              

                         Содержание:                                         стр: 

    Введение……………………………………………………………2

1. Общий обзор  методов определения витаминов…………………3

2. Хроматографические  методы определения витаминов…………5

3. Электрохимические  методы определения витаминов…………10

4. Инверсионно  вольтамперометрический метод определения 

водорасторимых  витаминов B₁ B₂ в пищевых продуктах………..13

   Заключение………………………………………………………...18 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

       В настоящее время на рынке появилось огромное количество витаминизированных продуктов питания для человека и кормов для животных, представляющих собой сухие многокомпонентные смеси. Ассортимент таких продуктов представлен достаточно широко. Это, прежде всего, биологически активные добавки к пище, премиксы, комбикорма для животных и птиц, поливитаминные препараты. Критерием качества таких продуктов может являться их анализ на содержание витаминов и, особенно, таких жизненно необходимых, как водорастворимые и жирорастворимые витамины, количество которых регламентируется нормативными документами и санитарными нормами качества.

       Для определения витаминов применяют  различные методы. Широко используемые оптические методы анализа трудоемки, требуют больших затрат времени  и дорогостоящих реактивов, применение хроматографических методов осложнено использованием дорогостоящего оборудования. С каждым годом расширяется ассортимент и увеличивается производство продуктов питания, совершенствуется рецептура детского питания. Это в свою очередь предъявляет повышенные требования к контролю за качеством выпускаемой продукции и совершенствованию методов определения витаминов. Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов характеризуют пищевую ценность большинства видов и групп продуктов детского питания различного назначения. 
 
 
 
 
 
 

       1. Общий обзор методов определения витаминов

       Почти все витамины легко подвергаются окислению, изомеризации и разрушаются  под воздействием высокой температуры, света, кислорода воздуха, влаги и других факторов.

       Из  существующих методов определения  витамина С (аскорбиновой кислоты) наиболее широко применяют метод визуального и потенциометрического титрования раствором 2,6-ди-хлорфенолиндофенола по ГОСТ 24556—81, основанный на редуцирующих свойствах аскорбиновой кислоты и ее способности восстанавливать 2,6-ДХФИФ. Темно-синяя окраска этого индикатора при добавлении аскорбиновой кислоты переходит в бесцветную. Важное значение имеет приготовление экстракта исследуемого продукта. Наилучшим экстрагентом является 6 %-ный раствор метафосфорной кислоты, который инактивирует аскорбинотоксидазу и осаждает   белки.

       Каротин в растительном сырье, концентратах и безалкогольных напитках контролируют физико-химическим методом по ГОСТ 8756.22—80. Метод основан на фотометрическом определении массовой доли каротина в растворе, полученном в процессе экстрагирования из продуктов органическим растворителем. Предварительно раствор очищают от сопутствующих красящих веществ с помощью колоночной хроматографии. Каротин легко растворяется в органических растворителях (эфир, бензин и др.) и придает им желтую окраску. Для количественного определения каротина используют адсорбционную хроматографию на колонках с окисью алюминия и магния. Такое определение пигментов на колонке зависит от активности адсорбента, количества пигментов, а также присутствия других компонентов в разделяемой смеси. Сухая смесь окиси алюминия задерживает каротин, а влажная пропускает в раствор другие красящие вещества.

       Тиамин  в основном находится в связанном состоянии в виде дифосфорного эфира — кокарбоксилазы, которая является активной группой ряда ферментов. С помощью кислотного гидролиза и под воздействием ферментов тиамин освобождается из связанного состояния. Этим способом определяют количество тиамина. Для расчета содержания витамина B1 используют флюрометрический метод, который применяют для определения тиамина в пищевых продуктах. Он основан на способности тиамина образовывать в щелочной среде с феррнцианндом калня тиохром, который дает интенсивную флюоресценцию в бутиловом спирте. Интенсивность процесса контролируют на флюорометре ЭФ-ЗМ.

       В продуктах питания и напитках рибофлавин присутствует в связанном  состоянии, т. е. в форме фосфорных  эфиров, связанных с белком. Чтобы  определить количество рибофлавина в продуктах, необходимо освободить его из связанного состояния путем кислотного гидролиза и обработки ферментными препаратами. Витамин B1 в безалкогольных напитках рассчитывают с помощью химического метода для определения количества легкогидролизуемых и прочно связанных форм рибофлавина в тканях. Метод основан на способности рибофлавина к флюоресценции до и после восстановления его гипосульфитом натрия. Определение общего содержания фенольных соединений. Для этого используют колориметрический метод Фолина — Дениса, который основан на образовании голубых комплексов при восстановлении вольфрамовой кислоты под действием полифенолов с реагентом в щелочной среде. Фенольные соединения определяют по хлорогеновой кислоте методом пламенной фотометрии на приборе ЕКФ-2.  
 
 
 
 
 
 
 

       2. Хроматографические  методы определения  витаминов

       В последнее время за рубежом бурное развитие переживает метод высокоэффективной  жидкостной хроматографии. Это связано, прежде всего, с появлением прецизионных жидкостных хроматографов, совершенствованием техники выполнения анализа. Широкое использование метода ВЭЖХ при определении витаминов нашло отражение и в числе публикаций. На сегодняшний день более половины всех опубликованных работ по анализу как водо- так и жирорастворимых витаминов посвящено применению этого метода.Широкое распространение при определении витаминов получили различные варианты хроматографии.

       Для очистки токоферола от посторонних  примесей используют метод тонкослойной хроматографии В сочетании со спектрофотометрическими и флуориметрическими методами этим способом проводят и количественное определение витамина Е. При разделении используют пластинки с силуфолом , кизельгелем

       Метод газовой хроматографии рекомендован Государственной Фармакопеей (ГФ XI) для анализа масляных растворов а-токоферола ацетата. Этим способом определяют витамин Е в виде гептафторбутирильных производных и в пищевых продуктах.

       Анализ  изомеров токоферола в оливковом масле проводится методом газо-жидкостной хроматографии. Методики анализа ГХ и ГЖХ требуют получения летучих производных, что крайне затруднительно при анализе жирорастворимых витаминов. По этой причине данные способы определения не получили большого распространения. Определение витамина Е в пищевых продуктах, фармпрепаратах и биологических объектах проводят в градиентном и изократическом режимах как в нормально-фазовых, так и в обращенно-фазовых условиях. В качестве адсорбентов используют силикагель (СГ), кизельгур, силасорб , ODS-Гиперсил и другие носители. Для непрерывного контроля состава элюата в жидкостной хроматографии при анализе витаминов и увеличения чувствительности определения используют УФ (А,=292 нм), спектрофотометрический (Х=295нм), флуоресцентный (Х,=280/325нм), электрохимический, ПМР- [81] и масс-спектроскопический детекторы.

       Большинство исследователей для разделения смесей всех восьми изомеров токоферолов и  их ацетатов предпочитают использовать адсорбционную хроматографию. В  этих случаях подвижной фазой  обычно служат углеводороды, содержащие незначительные количества какого-либо простого эфира. Перечисленные методики определения витамина Е, как правило, не предусматривают предварительного омыления образцов, что существенно сокращает время выполнения анализа.

       Разделение  с одновременным количественным определением содержания жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К) при их совместном присутствии в поливитаминных препаратах проводят как на прямой, так и на обращенной фазах. При этом большинство исследователей предпочитают использовать обращенно-фазовый вариант ВЭЖХ. Метод ВЭЖХ позволяет анализировать водорастворимые витамины В1 и В2 как одновременно, так и отдельно. Для разделения витаминов используют обращенно-фазный, ион-парный и ионообменный варианты ВЭЖХ. Применяют как изократический, так и градиентный режимы хроматографирования. Предварительное отделение определяемых веществ от матрицы осуществляют путем ферментативного и кислотного гидролиза пробы.

       Преимущества  метода жидкостной хроматографии:

-Одновременное определение нескольких компонентов

-Устранение влияния мешающих компонентов 

- Комплекс можно быстро перестроить на выполнение других анализов. 

       Состав  и характеристика оборудования и  программного обеспечения для жидкостного хроматографа "Хромос ЖХ-301": 
 

       Таблица 1

 

       Достоинства хроматографа "Хромос ЖХ-301": 

-высокая стабильность и точность поддержания расхода элюента обеспечивается конструкцией насосов высокого давления. 

-легкий доступ к колонкам обеспечивается конструкцией прибора. 

-эффективность разделения обеспечивается применением высокоэффективных хроматографических колонок. 

-широкий линейный диапазон измерительного сигнала детекторов без переключений предела измерения, что позволяет с высокой точностью измерять пики как большой, так и малой концентрации.

      Хроматограмма анализа водорастворимых витаминов:

1 аскорбиновая кислота (C), 
2 никотиновая кислота (Niacin),  
3 пиридоксин (B6), 
4 тиамин (B1), 
5 никотинамид (B3),  
6 фолиевая кислота (M), 
7 цианокобаламин (B12), 
8 рибофлавин (B2).

       Хроматограмма анализа жирорастворимых витаминов:

 1. Витамин А 
2. токол 
3. y -токоферол  
4. a -токоферол (Витамин E) 
5. лютеин 
6. зеаксантин 
7. криптоксантин

8. a -каротин 

       Несмотря  на высокую чувствительность метода ВЭЖХ, высокая стоимость приборов, а также длительность анализа с учетом времени пробоподготовки существенно ограничивает его применение в аналитических лабораториях нашей страны. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3. Электрохимические  методы определения  витаминов

       Электрохимические методы анализа широко используются в аналитической практике благодаря простоте, надежности, экспрессности, возможности определять практически все элементы периодической системы, разнообразные неорганические и органические соединения в широком диапазоне концентраций. Наибольшее развитие электрохимические методы получили в последние годы за счет использования электронной аппаратуры, компьютеров, разработке новых электродов и способов их очистки, позволяющих применять электрохимию на различных стадиях исследования. В настоящее время электрохимические методы анализа успешно применяются и для определения витаминов.

       Публикации  по определению витамина Е электрохимическими методами немногочисленны. Потенциометрическое  и амперометрическое титрование хлорным золотом находит ограниченное применение из-за малой специфичности, т.к. хлорное золото не обладает способностью окислять эфиры токоферолов и другие производные. Для определения суммы токоферолов в их концентратах предложен метод амперометрического титрования в среде 1н. раствора серной кислоты в 75% этаноле раствором сульфата церия (IV) с помощью платинового электрода. Анализ токоферолов в этаноле и хлороформе с использованием ферроцианид иона в качестве медиатора проводили методом кулонометрии .