Устойчивость витаминов в свежевыжатых соках

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), V_потока 1 мл/мин, t_{колонки} 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.

ЛИТЕРАТУРА.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. ГОСТ Р 54637-2011. Продукты пищевые функциональные. Метод определения витамина D₃.

13. ГОСТ Р ЕН 14130-2010. Продукты пищевые. Метод определения витамина С помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии.