Считается, что свежевыжатые соки очень полезны, поскольку в одном стакане этого продукта содержится значительное количество витаминов, так необходимых нам для нормальной жизнедеятельности.
УСТОЙЧИВОСТЬ ВИТАМИНОВ В СВЕЖЕВЫЖАТЫХ СОКАХ
к.х.н. А. Захарова, А. Кравченко, к.х.н. Н. Исупова, к.х.н. И. Гринштейн
ООО «Аналит Продактс» (Санкт-Петербург)
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Считается, что свежевыжатые соки очень полезны, поскольку в одном стакане этого продукта содержится значительное количество витаминов, так необходимых нам для нормальной жизнедеятельности. [1] Однако всех волнуют два вопроса. Во-первых, есть ли в овощах и фруктах в зимний период времени витамины вообще? А во-вторых, насколько быстро они разрушаются, сколько времени можно его хранить без существенной потери качества? Мы исследовали содержание основных витаминов в феврале в таких популярных соках, как апельсиновый, морковный, соки сельдерея и киви сразу после отжима, а также наблюдали изменение их концентрации в течение 24 часов.
Витаминами (vita – жизнь) называют низкомолекулярные органические соединения, необходимые для нормальной жизнедеятельности организмов и выполняющие каталитические и регуляторные функции [2]. Нарушение процессов обмена и развитие различных патологий (гиповитаминозы) часто связаны с недостаточным поступлением в организм, нарушением транспорта или изменениями синтеза коферментов с их участием. В качестве средства для предотвращения их дефицита в организме популярны фруктовые и овощные свежевыжатые соки [3].
Исходя из растворимости, витамины делятся на две группы: жирорастворимые (A, E, D, K) и водорастворимые (группы B, биотин (Н), ниацин (в виде никотинамида или никотиновой кислоты) и С). Жирорастворимые накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые в существенных количествах не депонируются и при избытке выводятся с водой.
Многие используемые в настоящее время подходы к анализу витаминов являются устаревшими и трудоемкими (титрование, тонкослойная хроматография) [7]. Во-первых, их содержание в продуктах питания может значительно различаться (от микрограмм до грамм на 100 грамм продукта). Во-вторых, велико мешающие влияние сложной и разнообразной матрицы [8]. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) – один из самых надежных методов их определения благодаря возможности разделения компонентов на хроматографической колонке и высокой чувствительности современных детекторов [9].
В настоящей работе водорастворимые (аскорбиновая кислота, никотиновая кислота, никотинамид, пантотенат кальция, фолиевая кислота, биотин) и жирорастворимые (ретинол, эргокальциферол, холикальциферол, ß-каротин и токоферол) витамины определяются отдельно методом обращено-фазовой хроматографии с диодно-матричным детектированием.
Ход эксперимента.
Все овощи и фрукты, использовавшиеся для получения соков, закупались в одном из супермаркетов Санкт-Петербурга в период 15-20 февраля 2014 г. Промежуток между закупкой и выжимкой для каждого не превышал 2 часов. Все продукты хранились до самой выжимки в холодильнике при температуре + 70 С. Анализировали сок свежевыжатым (3-5 минут после отжима), а также после выдержки в течение 1 часа, 2, 3, 6, 9, 12 и 24 часов. Виалу с соком не закрывали крышкой, не охлаждали, обеспечивали доступ дневного света.
Анализ водорастворимых и жирорастворимых витаминов в соках проводился методом высокоэффективной жидкостной хроматографией (ВЭЖХ) на жидкостном хроматографе фирмы Shimadzu (Япония), оснащенным детектором на диодной матрице, автодозатором, насосом, работающим в режиме градиента высокого давления. Для их разделения использовалась обращено-фазовая колонка С18 производства фирмы Supelco, 250 × 4.6 мм, 5 мкм. Методическое решение опиралось на нормативные документы [10-13]. Правильность идентификации искомых соединений подтверждалась совпадением времен удерживания пиков и спектров поглощения в пробе и в стандартном растворе. Количественное определение каждого соединения проводили на оптимальных длинах волн. Спектры стандартов витаминов представлены на рисунках ниже.
Рис. 1. | Рис. 2. |
Рис. 1. Спектр поглощения токоферола ацетата (Е)
Рис. 2. Спектр поглощения эргокальциферола (D2)
Рис. 3. | Рис. 4. |
Рис. 3. Спектр поглощения холикальциферола (D3)
Рис. 4. Спектр поглощения ретинола (А)
Рис. 5. | Рис. 6. |
Рис. 5. Спектр поглощения аскорбиновой к-ты (С)
Рис. 6. Спектр поглощения пантотеновой к-ты (В5)
Рис. 7. | Рис. 8. |
Рис. 7. Спектр поглощения никотиновой к-ты (РР)
Рис. 8. Спектр поглощения никотинамида (РР)
Рис. 9. | Рис. 10. |
Рис. 9 Спектр поглощения биотина (Н)
Рис. 10 Спектр поглощения фолиевой кислоты (В9)
Определение водорастворимых витаминов.
В качестве подвижной фазы использовали смесь: 60 мМ фосфатный буфер, рН 2.5 с добавкой гексансульфоната натрия и ацетонитрила (конпонент А) и ацетонитрил (компонент В).
Для построения градуировочной зависимости применяли чистые вещества производства Sigma.
Основной градуировочный раствор аскорбиновой кислоты, никотиновой кислоты, никотинамида, пантотеновой кислоты готовили в 10 мМ водном растворе калия фосфорнокислого однозамещённого. Ортофосфорной кислотой доводили рН раствора до 2,5 (контроль по рН-метру). Основной градуировочный раствор фолиевой кислоты и биотина готовили в 0.2 М водном растворе гидроксида натрия.
Рабочие градуировочные растворы витаминов подготавливали ежедневно путем разбавления основного градуировочного раствора. Концентрацию подбирали таким образом, чтобы она была близка к содержанию витаминов в пробе сока.
Хроматографические условия анализа водорастворимых витаминов: продолжительность анализа 35 минут, скорость потока подвижной фазы 1мл/мин, температура термостата 35ºС, начальный состав подвижной фазы – 96% А и 4% В, использовался градиентный режим элюирования. Объем вводимой пробы – 20 мкл.
Водорастворимые витамины были обнаружены во всех проанализированных соках: апельсиновом, морковном, соках сельдерея и киви (таблицы 1 - 4). Соответствующие хроматограммы приведены на рисунках 11 - 14.
Рис. 11.
Рис. 11. Хроматограмма свежевыжатого апельсинового сока, определение водорастворимых витаминов. Условия анализа: хроматограф Shimadzu LС-20 Prominence, детектор на диодной матрице (λ 195, 243, 260, 290 нм), колонка Supelcosil С18 (250х4.6 мм, 5 мкм), Vпотока 1 мл/мин, tколонки 35º С.
Рис. 12.
Рис. 12. Хроматограмма свежевыжатого сока киви определение водорастворимых витаминов. Условия анализа приведены в подписи к рис. 11.
Рис.13.
Рис. 13. Хроматограмма свежевыжатого сока сельдерея, определение водорастворимых витаминов. Условия анализа приведены в подписи к рис. 11.
Рис. 14.
Рис. 14. Хроматограмма свежевыжатого морковного сока, определение водорастворимых витаминов. Условия анализа приведены в подписи к рис. 11.
Определение жирорастворимых витаминов.
В качестве подвижной фазы использовали смесь: вода (компонент А) и метанол (компонент В).
Для построения градуировочной зависимости применяли чистые вещества производства Sigma.
Основной градуировочный раствор ретинола, эргокальциферола, холикальциферола, ß-каротина и токоферола готовили в изопропиловом спирте.
Рабочие градуировочные растворы витаминов подготавливали ежедневно путем разбавления основного градуировочного раствора.
Хроматографические условия анализа жирорастворимых витаминов: продолжительность анализа 30 минут, скорость потока подвижной фазы 1,5 мл/мин, температура термостата 40º С, начальный состав подвижной фазы – 5% А и 95% В, использовали градиентный режим элюирования. ющие хроматограммы приведены на рисунках 11 - 14.Объем вводимой пробы – 20 мкл.
Жирорастворимые витамины были обнаружены только в морковном и соке сельдерея. В первом – провитамин А (β-каротин), во втором – А (ретинол ) (таблицы 1 – 4). Хроматограммы приведены на рисунках 15 и 16.
Рис.15. Хроматограмма свежевыжатого морковного сока, определение жирорастворимых витаминов |
Рис.16. Хроматограмма свежевыжатого сока сельдерея, определение жирорастворимых витаминов |
Условия анализа: хроматограф Shimadzu LС-20 Prominence, детектор на диодной матрице (λ 328 нм для ретинола, 450 нм для β-каротина), колонка Supelcosil С18 (250х4.6 мм, 5 мкм), Vпотока 1.5 мл/мин, tколонки 40º С |
Результаты.
Получены данные по количественному содержанию и стабильности в течение 24 часов водорастворимых и жирорастворимых витаминов в апельсиновом, морковном соках, а также соках киви и сельдерея. Результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1. Количественные результаты определения витаминов в соках.
Витамин |
Сок |
Концентрация витамина, мкг/мл |
||||
Свежевыжатый сок |
3 часа |
6 часов |
12 часов |
24 часа |
||
С (аскорбиновая к-та) |
Сок киви |
89,6 |
75,4 |
74,4 |
54,2 |
43,4 |
Апельсиновый сок |
166,8 |
143,4 |
138,4 |
129,0 |
110,8 |
|
Сок сельдерея |
0,7 |
0,4 |
0,34 |
0,30 |
0,16 |
|
Морковный сок |
12,7 |
11,4 |
10,9 |
8,7 |
4,7 |
|
В5 (пантотеновая к-та) |
Апельсиновый сок |
5162,7 |
3843,8 |
203,7 |
8,2 |
7,1 |
В9 (фолиевая к-та) |
Апельсиновый сок |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
0,5 |
0,3 |
Сок сельдерея |
0,4 |
- |
- |
- |
- |
|
Никотиновая к-та |
Сок сельдерея |
0,8 |
0,2 |
0,21 |
0,12 |
0,09 |
Морковный сок |
0,3 |
0,1 |
- |
- |
- |
|
Никотинамид |
Сок сельдерея |
1,3 |
0,1 |
0,09 |
0,06 |
0,04 |
Морковный сок |
0,4 |
- |
- |
- |
- |
|
Н (биотин) |
Апельсиновый сок |
68,9 |
43,7 |
37,7 |
10,7 |
0,7 |
Сок киви |
64,6 |
30,0 |
56,1 |
55,4 |
14,8 |
|
Сок сельдерея |
84,9 |
65,5 |
60,45 |
1,52 |
1,2 |
|
Морковный сок |
118,8 |
115,6 |
97,4 |
1,5 |
0,7 |
|
А(ретинол) |
Сок сельдерея |
365,5 |
261,9 |
259,4 |
196,0 |
164,0 |
β-каротин (провитамин А) |
Морковный сок |
35,6 |
32,4 |
31,5 |
30,5 |
17,2 |
Выводы.
Даже в зимнее время года во фруктах и овощах есть витамины. Они присутствуют во всех проанализированных соках. Наибольшее их количество содержали апельсиновый и сельдереевый. В апельсиновом найдены аскорбиновая, пантатеновая, фолиевая кислоты и биотин. В сельдеревом – все вышеперечисленные, кроме витамина В5, плюс ниацин (В3 или РР) (в виде смеси никотиновой кислоты и никотинамида).
Жирорастворимых было найдено меньше, чем ожидалось, согласно литературным данным. В апельсиновом и соке киви жирорастворимые отсутствовали. В морковном найден провитамин А (β-каротин), а в сельдереевом – А (ретинол).
Для наглядности полученные экспериментальные данные по изменению концентрации в течение суток представлены в виде диаграмм (рис. 17 – 22).
Рис. 17. Диаграмма изменения концентрации витамина С |
Рис. 18. Диаграмма изменения концентрации витамина Н |
Рис. 19. Диаграмма изменения концентрации витамина В3 |
Рис. 20. Диаграмма изменения концентрации витамина В5 |
Рис. 21. Диаграмма изменения концентрации витамина В9 |
Рис. 22. Диаграмма изменения концентрации витамина и провитамина А |
Концентрация аскорбиновой кислоты (С) во всех соках плавно уменьшается и через 24 часа снижается в 2-3 раза по сравнению с начальной (рис. 17). Биотин (Н) разрушается быстрее, за 12 часов (рис. 18).
Содержание ниацина убывает еще стремительнее. Через 3 часа его концентрация снижается в 1,5 раза, а через 6 – в 25 раз. Пантотеновая кислота (В5) обнаружена только в апельсиновом. Уже через 6 часов его концентрация близка к нулю. Витамин В5 полностью разрушается в течение 12 часов (см. рис.20).
Фолиевая кислота обнаружена в соках сельдерея и апельсиновом. Концентрация витамина В9 в апельсиновомснижается за 12 часов в 2 раза, а через сутки в нем остается только 30 % по сравнению со свежевыжатым. В соке сельдерея разрушение фолиевой кислоты происходит еще быстрее, спустя 3 часа его концентрация ниже предела обнаружения (0,05 мкг/мл) (рис. 21).
β-каротин в морковном и ретинол в соке сельдерея более стабильны. Их концентрация почти не менялась в течение 12 часов, но за сутки снизилась в два раза по сравнению с исходной (рис. 22).
Обобщая, можно рекомендовать не хранить отжатый сок более 3 часов.
-
Phillips K. M., Tarrago-Trani M. T., Gebhardt S. E., Exler J., Pattersonb K. Y., Haytowitz D. B., Pehrssonb P. R., Holdenb J. M. Stability of vitamin C in frozen raw fruit and vegetable homogenates. J. of Food Composition and Analysis, 2010, V. 23, p. 253–259.
-
Del Caro, A., Piga, A., Vacca, V., Agabbio M., Changes of flavonoids, vitamin C and antioxidant capacity in minimally processed citrus segments and juices during storage. Food Chemistry 2004.V. 84, p. 99–105.
-
Cortes, C., Esteve, M.J., Frigiola, A., Torregrosa, F. Identification and quantification of carotenoids including geometrical isomers in fruit and vegetable juices by liquid chromatography with ultraviolet-diode array detection. 2004. J.Agric.Food Chem., V. 52, p. 2203-2212.
-
Scherer R., Ana Poloni Rybkaa C., Ballus C., Dillenburg Meinhart A., Filho J., Teixeira Godoy H. Validation of a HPLC method for simultaneous determination of main organic acids in fruits and juices. - Food Chemistry, V. 135, Issue 1, 1 November 2012, р. 150–154
-
Dietmar E. Breithaupt. Determination of folic acid by ion-pair RP-HPLC in vitamin-fortified fruit juices after solid-phase extraction. Food chemistry, 2001, V. 74, p. 521-525.
-
А.А. Бердышев, Е.Б. Пашкова, А.В. Пирогов, О.А. Шпигун. Определение водорастворимых витаминов в премиксах, биологически-активных добавках и фармацевтических препаратах методом ВЭЖХ с градиентным элюированием. – Вестн.Моск. Ун-та, 2010, сер.2, Химия, Т. 51, №4, с. 315-324.
-
Eitenmiller R.R., Ye L. LandenW.O. Vitamin Analysis for the Health and Food Sciences. Boca Raton. N.Y., 2008, V. 3, p. 54-60.
-
R.E. Kinci, G. Kadakal. Determination of seven water-soluble vitamins in tarhans, a traditional Turkish cereal food, by High-Performance Liquid Chromatography. – Acta Chromatographica, 2005, V. 315, p. 289-297.
-
D.Rachieru, R.Duca, M. Olteanu. Validation of a method to determine vitamin E(alpha tocopherol) from feed ingredients by HPLC using reversed phase chromatography. Seria Zootehnie. V.52, p.543-547.
-
ООО «Аналит» М-02-1006-08 «Биологически активные добавки, премиксы, корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методика выполнения измерений массовой доли жирорастворимых витаминов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии». Аттестована ВНИИМ им. Менделеева, СПб, свидетельство № 242/121-08.
-
ООО «Аналит». М-02-902-146-08 «Биологически активные добавки, премиксы, корма, премиксы, комбикорма, комбикормовое сырье. Методика выполнения измерений массовой доли водорастворимых витаминов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии». Аттестована ВНИИМ им. Менделеева, СПб, свидетельство № 242/31-08.
-
ГОСТ Р 54637-2011. Продукты пищевые функциональные. Метод определения витамина D3.
-
ГОСТ Р ЕН 14130-2010. Продукты пищевые. Метод определения витамина С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии.