CC BY
1118
УДК 543.64
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВИТАМИНОВ И БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТАХ РАЗЛИЧНЫМИ МЕТОДАМИ
© О.В. Шелеметьева , Н.В. Сизова2, Г.Б. Слепченко3
1ООО «Артлайф», ул. Нахимова, 8/2, Томск, 634034 (Россия)
E-mail:lab@artlife. com. ru
2Институт химии нефти СО РАН, пр. Академический, 3, Томск, 634021 (Россия) E-mail: sizovanv@mail.ru;
3Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, Томск, 634050 (Россия) E-mail: microlab@tpu.ru
Проведено определение витаминов и биологически активных веществ в растительных экстрактах методом визуального титрования, ВЭЖХ и инверсионной вольтамперометрии. На основе полученных результатов показана возможность использования этих методов для определения этих веществ в растительных экстрактах.
Ключевые слова: растительные экстракты, витамины, биологически активные вещества, высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ), инверсионная вольтамперометрия, анализ.
Введение
Интерес к исследованию биологически активных веществ (БАВ) растительного происхождения в последнее время особенно возрос в связи с большим распространением производства биологически активных добавок к пище (БАД) и косметики с натуральными растительными компонентами.
Как правило, переработка сырья - сложный технологический процесс, и зачастую последующее хранение приводит к частичной потере активных компонентов, поэтому важно количественное определение БАВ при выделении, очистке и хранении экстрактов. Растительные экстракты - сложный объект для исследования, который имеет многокомпонентный состав. Например, экстракты пихты являются перспективными источниками витаминов. Опыт народной медицины свидетельствует о наличии в пихтовых настоях таких БАВ, которые укрепляют иммунитет, имеют витаминную активность. Особенно надо отметить, что экстракты пихты повышают устойчивость организма к действию ионизирующего излучения. Это было установлено лабораторией радиобиологии НИИ биологии и биофизики Томского государственного университета [1]. В народной медицине плоды калины применялись в составе витаминных сборов, ими лечили язву желудка, регулировали кровяное давление. Как потогонное и противовоспалительное средство плоды калины значатся в Государственной фармакопее СССР издания XI (ФС 40) [2]. По данным авторов [3, 4] в зависимости от места произрастания содержание витаминов в свежих плодах калины сильно колеблется, иногда разница достаточно существенна - более чем в десятки раз: витамин С (от 35 до 288 мг%), катехины (от 31 до 656 мг%), флавоноиды (от 21 до 171 мг%).
Нормативные документы предприятий-производителей, как правило, регламентируют содержание БАВ в своей продукции, поэтому важен контроль входящего сырья и готовых продуктов на содержание основных компонентов.
Многие предприятия занимаются производством обогащенных продуктов питания, растительных экстрактов и косметической продукции. Предприятие ООО «Артлайф» (Томск) производит БАД, ис-
* Автор, с которым следует вести переписку.
пользуя лекарственное растительное сырье, растительные экстракты, субстанции витаминов и биологически активных веществ (силимарин, аэсцин, липоевая кислота, янтарная кислота и др.) от различных поставщиков. В лаборатории предприятия контроль за водорастворимыми витаминами осуществляется методом жидкостной хроматографии по аттестованной методике ФР.1.31.2005.01917 (МУ 08-47/185), внесенной в государственный Федеральный реестр методик выполнения измерений, допущенных к применению в сфере государственного метрологического контроля и надзора.
Во многих научно-исследовательских лабораториях используют методы определения витаминов по Государственной фармакопее СССР [2] или авторские методики. В последнее время широкое применение находят электрохимические методы анализа, а именно инверсионная вольтамперометрия благодаря высокой чувствительности, селективности, экспрессности определения и низкой стоимостью анализа. Точность и достоверность каждого отдельного метода, воспроизводимость результатов, полученных разными методами, всегда были актуальной задачей, поэтому целью нашей работы является определение водорастворимых витаминов, кверцетина и катехинов в растительных экстрактов калины и пихты сибирской и проведение сравнительного анализа их содержания различными физико-химическими методами.
Экспериментальная часть
Анализ проводили методами визуального титрования по методике, изложенной в Государственной фармакопее СССР, издание XI, вып. 2, ст. 38, высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) по МУ 08-47/185 (методика внесена в реестр методик выполнения измерений, допущенных к применению в сфере государственного метрологического контроля и надзора под номером ФР.1.31.2005.01917) и инверсионно-вольтамперометрическим (ИВ) методом по методике МУ 08-47/141 (внесена в реестр методик выполнения измерений, допущенных к применению в сфере государственного метрологического контроля и надзора под номером ФР.1.31.2004.01071).
Методика выполнения измерения методом визуального титрования. Титрование проводят из микробюретки раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия до появления стойкого розового окрашивания.
1 мл раствора 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия (0,001 моль/см3) соответствует 0,000088 г С1бН8О6 аскорбиновой кислоты.
Методика выполнения измерения методом ВЭЖХ. Работа выполнялась на жидкостном хроматографе фирмы «Waters» с использованием стальных колонок размером 3,9*150 мм, заполненных обращено-фазным сорбентом Symmetry CJ8, Atlantis Symmetry CJ8 с размером частиц 5 мкм. Для очистки и концентрирования пробы использовали хроматографическую предколонку Symmetry Q8 (3,9*20 мм) с размером частиц 5 мкм. Детектирование проводилось с использованием детектора с фотодиодной матрицей (табл. 1).
Методика выполнения измерения ИВ методом. Анализ проводили с использованием автоматизированного вольтамперометрического комплекса СТА, содержащего три электрохимические ячейки. В анализаторе СТА реализованы различные режимы регистрации вольтамперограмм: накопительный, дифференциально-импульсный, позволяющие выбрать оптимальные рабочие условия получения аналитических сигналов определяемых компонентов.
Таблица 1. Хроматографические условия определения водорастворимых витаминов, флавоноидов
и катехинов
Наименование БАВ Подвижная фаза Скорость потока подвижной фазы Длина волны Объем аликвоты вводимой пробы
Водорасторимые витамины Раствор А: смесь водных растворов гептансульфоната натрия и калия фосфорнокислого однозамещенного, Раствор В: ацетонитрил 1 см3/мин 200-400 нм 20 мкл
Кверцетин Рутин Гесперидин Дигидрокверцетин Раствор А: фосфорная кислота рН 3,0; Раствор В: ацетонитрил 255 нм (370 нм) 255 нм (355 нм) 283 нм 288 нм 10 мкл
Катехины Раствор А: 0,1% фосфорная кислота; Раствор В: ацетонитрил 280 нм 20 мкл
Таблица 2. Условия выполнения измерений методом ИВ
Наименование Растворение пробы Индикаторный Диапазон потенциа- Режимы регистрации
БАВ электрод лов развертки, В вольтамперо-грамм
Витамин С В растворе соляной кислоты концен- Стеклоуг- От +0,45 до +0,98 Накопительный
трации 0,1 моль/дм3 с добавлением леродный режим
кристаллического хлорида калия
Витамин В1 В растворе соляной кислоте концен- Ртутно- От -1,25 до -1,30 Дифференциально-
трации 0,1 моль/дм3 пленочный импульсный режим
Витамин В2 В дистиллированной воде Стеклоуг- От -0,20 до 0,15 Накопительный ре-
леродный жим
Кверцетин В этиловом спирте Стеклоуг- От +0,45 до +0,55 Дифференциальный
леродный режим
Обсуждение результатов
Нами подобраны условия выполнения измерений и проведен анализ экстрактов калины, пихты и сосны на содержание водорастворимых витаминов и БАВ методом ВЭЖХ.
Из таблицы 3 видно, что содержание витаминов и БАВ в различных экстрактах согласуются с диапазонами концентраций, приведенных ранее в литературе.
Результаты сличительных испытаний по определению водорастворимых витаминов и кверцетина в экстрактах пихты и плодов калины разными методами представлены в таблице 4.
Как видно из приведенных в таблице 4 данных, результаты содержания БАВ, определенных разными методами для витамина С и кверцетина, сопоставимы и находятся в пределах погрешности методик. При определении витаминов группы В в экстракте пихты получены результаты, отличающиеся более чем в три раза. Это можно объяснить тем, что экстракт пихты имеет достаточно высокое содержание эфирных масел и смолы, что, возможно, оказывает отрицательное влияние при определении витаминов группы В.
Нами также было проведено исследование этих экстрактов после года хранения. Результаты проверки представлены в таблице 5.
Из литературных данных известно, что в процессе хранения содержание витамина С снижается. Это можно объяснить его разрушением. Содержание углеводов и органических кислот зависит от сорта ягод, однако их убыль, возможно, связана с процессом перехода их в более сложные комплексы.
Таблица 3. Результаты определения витаминов и БАВ методом ВЭЖХ (Р=0,95, п=5), мг%
Экстракт Витамин С Витамин В2 Кверцетин Гесперидин Дигидро- кверцетин (+) Катехин
Калины Пихты Сосны 195,1±19,5 25,4±9,5 Менее 0,15 Менее 0,2 0,23±0,02 Менее 0,2 2,22±0,22 Менее 0,2 Менее 0,2 Менее 0,5 Менее 0,2 Менее 0,2 Менее 0,5 Менее 0,2 Менее 0,2 2730,0±273,0 500,0±30,0
Таблица 4. Результаты определения водорастворимых витаминов и кверцетина в растительных экстрактах разными методами (Р=0,95, п=12)
Определяемые компоненты, мг% Объекты анализа Методы контроля
ВЭЖХ ИВ Метод визуального титрования
Витамин С Экстракт плодов калины 195,1±19,5 225,0±56,3 211,2±2,1
Экстракт пихты 25,4±9,5 23,8±7,1 -
ВитаминВ1 Экстракт плодов калины Менее 0,2 0,04±0,01 -
Экстракт пихты Менее 0,01 0,21±0,06 -
Витамин В2 Экстракт плодов калины Менее 0,2 0,03±0,01 -
Экстракт пихты 0,23±0,02 0,75±0,22 -
Кверцетин Экстракт плодов калины 2,22±0,20 3,1 ±0,9 -
Таблица 5. Содержание БАВ в экстрактах плодов калины, определенные по методикам [2, 3] (Р=0,95, п=7)
Номер экстракта Витамин С, мг% Органические кислоты, мг% Углеводы, мг%
Экстракт свежеизготовленный 211,2±21, 1 16,6±1,7 2200,0±220,0
Экстракт после года хранения 102,1±10,2 20,1±2,0 1480,0±148,0
Выводы
1. Для определения витаминов и флавоноидов в растительных экстрактах возможно использование методик ВЭЖХ (МУ 08-47/185), ИВ (МУ 08-47/141) и методики ГФ издание XI, вып. 2, ст. 38.
2. Результаты анализа на содержание флавоноидов и витаминов сопоставимы и отвечают метрологическим показателям межлабораторных испытаний различными методами.
3. Нами выявлена систематическая погрешность при определении витаминов группы В методами ВЭЖХ и ИВ. По-видимому, это связано с влиянием на аналитический сигнал сложной органической матрицы. Необходимо уточнение условий пробоподготовки и методики измерения витаминов группы В для экстрактов с повышенным содержание эфирных масел методом как ВЭЖХ, так и ИВ.
Список литературы
1. Костеша Н.Я., Стрелис А.К., Лукьяненок П.И., Матвеева Л.А., Чердынцева Н.В. Экстракт пихты сибирской АБИСИБ и его применение в медицине и ветеринарии. Томск, 2005. С. 143.
2. Государственная фармакопея СССР: Вып. 2. Изд. XI, доп. М., 1989. С. 295-298
3. Сизова Н.В., Зубарева Л.Н. Содержание биологически активных веществ в экстракте калины и изменение их количества в процессе хранения // Новые достижения в химии и химической технологии растительного сырья: мат. II Всерос. конф. Барнаул, Кн. II. 2005.С. 476-477.
4. Евтухова О.М., Теплюк Н.Ю., Леонтьев В.М., Иванова Т.В. Содержание БАС в плодах калины и жимолости, произрастающих в Красноярском крае // Химия растительного сырья. 2000. №1. С. 77-79.
Поступило в редакцию 20 июня 2008 г.
