Prev
Next 
18. Étrendkiegészítők C-vitamin és szabad B1, B2, B3, B5, B6 vitamin-tartalmának együttes meghatározása HPLC-ESI-MS/MS technikával
Tanulási célok
Étrendkiegészítők C-vitamin és szabad B1, B2, B3, B5, B6 vitamin-tartalmának együttes meghatározása HPLC-ESI-MS/MS technikával

Többvitaminos analitikai módszerek korlátai

Többvitaminos analitikai módszerek korlátai

A vitaminok kémiai csoportosítására ma is a legelterjedtebb eljárás az oldékonyságuk alapján történő besorolás. Ezek alapján megkülönböztetünk vízben és zsírban oldódó vitaminokat. A vitaminok ennél „finomabb” kémiai csoportosítása nem terjedt el. Ennek oka, hogy a vitaminok kémiailag különböző vegyületcsaládokhoz tartoznak, közös tulajdonságaik csupán a táplálkozás-tudományi/orvosi szempontból értelmezhetők. Vegyük példaként az aszkorbinsavat (C vitamin), a cianokobalamint (B12), a tokoferolokat (E), a pantoténsavat (B5) vagy a kolekalciferolt (D). Ezeket a nagymértékben eltérő kémiai tulajdonságokkal rendelkező vegyületeket azon tulajdonságaik alapján szokás egységesen vitaminnak nevezni, hogy hiányuk az emberi szervezetben működési zavarokat okoz, vagy akár hiánybetegségeket is indukálhatnak (természetesen vitaminonként eltérő működési zavarokról beszélhetünk). Más szavakkal: a vitamin kifejezés kizárólag táplálkozás-tudományi/orvosi értelemben tekinthető közös tulajdonságokkal rendelkező csoportnak, kémiailag nem egységes vegyületcsoportról van szó. Részben ez a magyarázata annak, hogy analitikai meghatározásuk során a vitaminonkénti, azaz külön-külön történő mérési módszerek terjedtek el.
A többvitaminos analitikai módszerek ritka előfordulásának másik magyarázata a minta-előkészítési nehézségekben keresendő. Az élelmiszer-nyersanyagokban természetes módon megtalálható vitaminmennyiség kötöttsége, beágyazottsága vitaminonként nagymértékben eltérhet, ezért olykor vitaminonként eltérő extrakciós eljárások alkalmazása válhat szükségessé. Példaként említhetők a B6 vitamin különböző módon kötött vitamerjei, melyek amellett, hogy egy részük fehérjékhez kötött formában van jelen, mindemellett foszforilálva, továbbá glikozidként is megtalálhatók egyes alapanyagokban. Ezen formák felszabadítása természetszerűleg összetettebb eljárásokat igényel, mint a szabad és nem konjugált formák kinyerése, amelyek általában egyszerű kioldás után mérhetővé válnak.
Másik példaként említhető a zsírban oldódó vitaminok meghatározása során gyakran alkalmazott elszappanosítási lépés, melynek eredményeként pl. a szteránvázas és karotinoid típusú (és további el nem szappanosítható) lipidek apoláros oldószerrel szelektíven kivonhatóvá válnak az elszappanosított glicerol-észter típusú lipidektől. Ez a minta-előkészítési lépés kiváló technika lehet például A, D, E-vitaminok meghatározáskor, ugyanakkor a lúgos hevítés vesztségeket okozhat a kevésbé toleráns vízben oldódó vitaminok esetében. Az iménti példák alapján is magyarázható, hogy a legtöbb vitamin meghatározási eljáráshoz egyedi minta-előkészítések tartozik. Ezek egyrészről lehetővé teszik a célkomponens nagyhatásfokú kinyerését, de nem, vagy csupán korlátozottan adaptálhatók egy másik alkotó hasonló hatásfokú kinyerésére. Ez utóbbi tény pedig nagyban gátolja a többvitaminos módszerek térnyerését.
Zsírban és vízben oldódó vitaminok együttes meghatározása rutinszerűen egyáltalán nem alkalmazott eljárás, ugyanakkor találunk példákat arra, hogy egyes B vitaminok (mind vízben oldódó vitaminok) együttes meghatározása akár nem vitaminozott élelmiszerekből is megvalósítható. Példaként említhető a tiamin (B1) és a riboflavin (B2) vitamin együttes meghatározása. A minta-előkészítés során alkalmazott híg ásványi savval (többnyire HCl) történő kezelés hatására mindkét vitamin fehérjékhez kötött hányada felszabadul, majd az enzimes kezelést követően az esetlegesen jelen levő foszforilált származékokat alakítjuk át szabad (immáron nem kötött és nem konjugált) tiamin és riboflavin formára. Ezt követően - megfelelő kromatográfiás elválasztást alkalmazva - egyetlen extraktumból is meghatározható a két vitamin. Az imént említett kezelések következtében ugyanakkor például a minta C-vitamin tartalma degradációt szenvedhet. Ebből is látszik, hogy a többvitaminos módszerek kialakulásának többnyire az összetett és ellentétes hatású minta-előkészítési lépések szabnak határt.

Az analitikai cél és az alkalmazott módszer kapcsolata

Az analitikai cél és az alkalmazott módszer kapcsolata

Mielőtt végleg elvetjük a többvitaminos módszerekben rejlő lehetőségeket, vegyük számba mindazokat a megfontolásokat, amelyek a fent bemutatott, összetett minta-előkészítési lépéseket szükségessé teszik. Ezek elsődleges okai a (i) az egyéb mátrixalkotókhoz (pl.: fehérjékhez, zselatinhoz) kötött vitaminhányad felszabadítása, (ii) a konjugált formák szabad formákká alakítása.
A minta-előkészítési lépéseken túl azonban az analitikusnak további megoldandó feladatokkal kell szembesülnie az analitikai módszerválasztás kapcsán. (Megjegyzendő, hogy az alább említésre kerülő felvetések ugyanúgy jelentkezhetnek egyvitaminos analitikai módszerek esetében is.) Ilyen megfontolandó kérdés az ún. vitamerek problémája. Egyes vitaminoknak (pl.: A, E, B6, B9, B12) több vitamerje is létezik. Vitamernek tekintjük azokat a szerkezetileg hasonló vegyületeket, melyek az adott vitamin domináns vegyületével azonos vitamin hatást fejtenek ki (az egyes vitamerek vitaminhatásának mértéke természetszerűleg eltérhet egymástól). Például B6 vitamin esetében vitamernek tekinthetők a domináns piridoxin mellett a piridoxal és a piridoxamin, de ugyanúgy ezen alkotók különböző foszforilált és glikozilált (konjugált) formái. A konjugált formák felszabadítására a minta-előkészítés kapcsán már kitértünk. E lépések eredményeként esetenként továbbra is több különböző szabad (nem kötött és nem konjugált) vitamert kell meghatározni. Mikrobiológiai módszerek esetében ez nem jelent gondot, hiszen az indikátorként alkalmazott mikróba (általában tejsavbaktériumok, illetve élesztő) – szerencsés esetben az emberi vitaminhasznosítást jól modellezve – egyaránt képes hasznosítani a különböző vitamereket. Analitikai módszerek esetében azonban minden egyes vitamert külön meghatározandó komponensként kell tekintenünk. A probléma áthidalására B12 vitamin esetében az uniformizálás technikáját szokás alkalmazni, azaz a különböző B12 vitamereket egységesen cianokobalamin formára alakítják a minta-előkészítés során. Ez a technika azonban nem alkalmazható minden vitamin esetében, ilyenkor az egyes vitamereket külön-külön szokás meghatározni. Kromatográfiás elválasztást és megfelelő detektálást alkalmazó módszereknél a vitamerek egyenkénti meghatározása általában nem jelent különösebb gondot, ugyanakkor a több vitamer jelenléte a mennyiségi meghatározást megnehezíti. (Ilyenkor az eredményt valamely vitamer egyenértékében szokás megadni.). Ezek után lássuk, hogyan alakulnak az iménti felvetések a vitaminokkal mesterségesen dúsított élelmiszerek és étrendkiegészítők esetén.
E csoporton belül is megkülönböztethetünk két alcsoportot: (i) mesterségesen összeállított vitamin készítmények (pl.: vitamin kapszulák) és (ii) vitaminozott valódi élelmiszerek. (Az első csoport analitikai vizsgálata nem jelent akkora kihívást az élelmiszeranalitikus számára - mátrixtól mentes minta, amely a jól definiált célkomponenseket nagy koncentrációban tartalmazza - ezért a továbbiakban a második alcsoportra összpontosítunk.)

Vitaminokkal dúsított élelmiszerek esetében alkalmazható analitikai módszerek

Vitaminokkal dúsított élelmiszerek esetében alkalmazható analitikai módszerek

Ilyen termékek vizsgálata során minden olyan módszer alkalmazható, amely nem dúsított élelmiszerek vizsgálatára alkalmas. Ugyanakkor ezen módszerek számos esetben feleslegesen összetettebbek annál, mint amit az elvégzendő feladat feltétlenül szükségessé tesz. Más szavakkal: a vitaminozott élelmiszerek esetében olykor egyszerűbb módszerek is alkalmazhatóvá válnak, hiszen a dúsítás során hozzáadott vitaminmennyiség szabad vitamintartalomként értelmezhető, vagyis az alkalmazandó minta-előkészítés ezek alapján nagyban leegyszerűsíthető. Ez pedig elvben elhárítja az akadályok nagy részét a többvitaminos módszerek alkalmazása elől. A fenti gondolatmenetet azonban feltételesen szabad csupán elfogadni. A jelenleg (2011) érvényben levő EU szabályozás ugyanis a vitamintartalom meghatározásakor a "teljes" vitamintartalom vizsgálatát írja elő. Ugyanakkor a vitaminokkal dúsított élelmiszerek mátrixukat tekintve valódi élelmiszerek, melyből adódóan rendelkezhetnek természetes (endogén) vitamintartalommal. A természetes vitamintartalom pedig megoszlik az eredendően szabad, illetve a kötött formák között. Tehát az egyszerűsített, szabad vitaminformákra alkalmazható minta-előkészítési módszerek figyelmen kívül hagyják a dúsított élelmiszer eredeti vitamintartalmának kötött és konjugált formáit, vagyis alulbecsülik a "teljes" vitamintartalmat. Másrészről azonban hangsúlyozni kell, hogy dúsításra szánt élelmiszerek természetes vitamintartalma (így a kötött és konjugált hányad) nem lehet számottevő, miközben a dúsítás során hozzá adott mennyiségnek jelentésnek kell lennie. Mindkét elvárást a jelenleg (2011) érvényben levő EU szabályozás támasztja a dúsítás feltételeként. E szabály célja, hogy ezáltal a fogyasztók számára megfoghatóbba váljon a különbség a dúsítás eredményeként létrejött, illetve az eredendően magas vitamintartalmú termékek között. Továbbá, ha a fogyasztó mégis a dúsított terméket választja, ez esetben az valóban tartalmazzon jelentős mértékű hozzáadott alkotót, és ne csupán marketingeszközként szolgáljon a csomagoláson díszelgő "vitamin" szó. (Ezek alapján elvileg nem készülhet pl. B3 vitaminnal "kissé" dúsított teljes kiőrlésű liszt, hiszen a B3 vitamin eredendően is jelentős koncentrációban van jelen a teljes kiőrlésű lisztben. Egy ilyen típusú dúsított termék zavaróvá és tisztességtelen versenytárssá válna a természetes B3 tartalmúval szemben, miközben pl. a jelentős mértékben vitaminozott instant kakaónak – melynek valóban jelentős mennyiségű hozzáadott vitaminmennyiséget kell tartalmaznia – ilyen tekintetben nincs "természetes" versenytársa.).
Összefoglalva elmondható, hogy az egyszerű kioldáson alapuló minta-előkészítést alkalmazó analitikai módszerek monitorozási célzattal jól alkalmazhatók alternatívaként, vagy gyorsmódszerek lehetnek vitaminokkal dúsított élelmiszerek esetében. Ilyenkor ugyanis jelentős mennyiségű szabad vitamintartalom meghatározása a cél, melyet a termék eredendően nem tartalmazhat. Másrészt, ha az így kapott vitamintartalom határértek feletti, az szintén elegendő bizonyíték a termék nem megfelelőnek nyilvánításához. A feladat megoldása során azonban figyelembe kell venni (i) a vizsgálandó alkotók stabilitását, illetve (ii) az élelmiszermátrixból eredő zavaró hatásokat.
Áttekintő-kiegészítő kérdések
  1. Mi a különbség a konjugált vitamin formák és a kötött vitaminhányad között?
  2. Mi az oka annak, hogy nem terjedt el részletezőbb csoportosítás a vízben oldódó vitaminokon belül?
  3. Mit értünk egy élelmiszer teljes vitamintartalma alatt?
 Prev
Next