Анализ пищевых добавок: турбидиметрическое титрование хондроитинсульфата
24 Октября 2009
Хондроитинсульфат – это пищевая добавка, встречающаяся в виде капсул или таблеток поваренной соли. В альтернативной медицине прием хондроитинсульфата рекомендуется при лечении дегенеративных болезней суставов, например, остеоартрита. В соответствии с Фармакопеей США содержание хондроитинсульфата натрия в пищевых добавках определяется путем проведения турбидиметрического титрования с помощью фототрода DP5.
Что такое пищевые добавки?
Пищевые добавки широко используются как дополнение к повседневному питанию и содержат дополнительные дозы витаминов, минералов, аминокислот и метаболитов. Обычно их употребляют в виде капсул, шипучих таблеток или сиропа. К одному из самых известных типов пищевых добавок относятся мультивитамины и минералы.
Сегодня широко распространены продукты, в состав которых входит не один активный ингредиент, а целый набор витаминов, минералов, других питательных веществ, растительных добавок, а также ингредиенты и экстракты животного и растительного происхождения [1]. Люди принимают пищевые добавки для общего укрепления здоровья, а также в надежде вылечить конкретное заболевание, поскольку считается, что в некоторых случаях пищевые добавки можно использовать как лекарство. Сравнительно недавно в связи с растущими требованиями потребителей, а также доказательствами того, что некоторые добавки действительно помогают пациентам, производство пищевых добавок было увеличено. Одновременно возросли и требования, предъявляемые к контролю качества на предприятиях, выпускающих добавки. Для обеспечения эффективного контроля качества на производственной линии требуются быстрые, надежные и точные аналитические технологии.
Хондроитинсульфат (CS) – это диетическая добавка, продаваемая в аптеках и бакалеях в виде капсул или таблеток поваренной соли. И хотя медики пока полностью не уверены в эффективности этого препарата, потребители уже используют хондроитинсульфат для лечения болей при остеоартрите. В результате медицинских исследований было доказано, что хондроитинсульфат помогает в лечении этой болезни. Также было обнаружено, что пациенты, страдающие от болей в спине или шее, употребляли эту питательную добавку в качестве альтернативного лечения [1].
Почему хондроитинсульфат является пищевой добавкой?
Хондроитинсульфат является составной частью хряща – структуры, покрывающей концы костей и защищающей их от механического трения и ударов. Содержащиеся в хрящевой ткани протеины смазывают суставы, предотвращая их от повреждения при движении. Для большей амортизации удара и улучшения смазывания полисахариды связываются с протеинами хряща. Каждый полисахарид состоит из сотен молекул сахара. Основная функция хондроитинсульфата, комплексного полисахарида, заключается в формировании такой структуры, удержании воды и питательных веществ и обеспечении движения других молекул через хрящевую ткань. Это является важнейшим свойством, поскольку в хрящах отсутствует кровь, обеспечивающая метаболитный обмен.
Клетки сустава непрерывно производят протеины для замены поврежденной хрящевой ткани. По мере разрушения хряща уменьшается и смазывание сустава.
В результате кости теряют хрящевую защиту и начинают стираться от соприкосновения друг с другом. Это приводит к резким болям, одному из симптомов остеоартрита – постепенного разрушения хряща. На сегодняшний день точная причина этой болезни неизвестна, и у традиционной медицины пока нет эффективного лекарства, которое бы позволило полностью остановить процесс разрушения хряща. Обычно медицинское лечение заключается в приеме болеутоляющих препаратов, но иногда полного успеха достичь не удается, и возникают нежелательные побочные эффекты.
При дегенеративных болезнях суставов, таких как остеоартрит, в процессе разрушения хрящевой ткани происходит потеря запасов хондроитинсульфата. Исследования показали, что применение хондроитинсульфата может способствовать заживлению костей. В частности, испытания показали, что хондроитинсульфат облегчает боль в суставах и, возможно, замедляет развитие остеоартрита. Прием хондроитинсульфата в качестве пищевой добавки может являться альтернативным лечением для пациентов, страдающих от этой болезни. В повседневном рационе человека хондроитинсульфат присутствует в недостаточном количестве, а его основным источником является хрящевая ткань животных (например трахея коровы). Лечение основывается на двух принципах: 1) хондроитинсульфат питает суставные хрящи, и 2) хондроитинсульфат блокирует действие энзимов, разрушающих структуру хряща.
Анализ хондроитинсульфата
Хондроитинсульфат – это химическое соединение из категории гликозаминогликанов, которое состоит из длинных цепочек полисахаридов (или сахаров) особого вида. В частности, хондроитинсульфат состоит повторяющихся блоков, включающих два компонента – глюкуроновая кислота и N-ацетилгалактозамин. В пищевых добавках хондроитинсульфат присутствует в виде поваренной соли. Сырье для производства хондроитинсульфата натрия получают из хрящевой ткани здоровых домашних животных, мясо которых употребляется в пищу (коровы, свиньи и куры). В пересчете на сухое вещество содержание хондроитинсульфата натрия составляет от 90,0 до 105,0% [2].
В соответствии с Фармакопеей США содержание хондроитинсульфата определяется турбидиметрическим титрованием при длине волны 420, 550 или 660 нм с использованием цитилпиридиний хлорида (гексадецилпиридиний хлорид, CPC, C21H38ClN) в качества титрирующего раствора [2]. В результате добавления CPC к раствору образца образуется комплекс ионных пар с хондроитинсульфатом. Образованное вещество выпадает в осадок и вызывает помутнение, которое контролируется погруженным в раствор фототродом Phototrode™ DP5, DP550 или DP660 МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.
Phototrode™ – это фотометрический датчик, используемый для наблюдения за изменениями цвета и уровнем помутнения в изучаемом растворе. Датчик измеряет затухание проходящего через образец луча света в результате его абсорбции и рассеивания света при титровании. Затухающий луч света отражается на детектор с помощью вогнутого зеркала, расположенного на дне измерительной ячейки.
Точная стехиометрия, т.е. соотношение между продуктом и выделенным веществом, реакции осаждения между хондроитинсульфатом и титрирующим раствором CPC неизвестна. Перед проверкой состава раствора выполняется калибровка титратора с помощью стандартного раствора с известной концентрацией (мг/мл) чистого хондроитинсульфата. Зная расход титранта на эквивалентную точку, можно определить коэффициент F в мг/мл, который показывает количество хондроитинсульфата в миллиграмме вещества, титрованном 1 мл раствора CPC. Впоследствии этот коэффициент используется для определения содержания хондроитинсульфата в образцах.
Например, титрованием CPC на основе описанной выше процедуры было определено содержание вещества в 400-миллиграммовых капсулах хондроитинсульфата. Учитывая неоднородность вещества в каждой капсуле, было смешано содержимое пяти капсул. Порошок осторожно перемешали и взяли количество, достаточное для получения примерно 100 мг хондроитинсульфата в мерной колбе объемом 100 мл. Затем была добавлена вода и буферная жидкость с pH 7,2, и, поскольку порошок не обладает полной растворимостью из-за присутствия наполнителей (например, карбоната кальция и других добавок), образец был обработан ультразвуком. Колбу наполнили водой до контрольной отметки, содержимое перемешали и подвергли центрифугированию. После фильтрации была взята аликвотная проба 5 мл. Вещество, содержащееся в этой пробе, было титровано с помощью CPC.
Коэффициент восстановления, представленный в виде процентов, был получен в результате измерения при воздействии волн разной длины, т. е. 555 и 660 нм, с помощью фототрода МЕТТЛЕР ТОЛЕДО и наблюдения за уровнем помутнения при длине волны 420 нм. Кроме того, система была протестирована путем титрования стандартного раствора чистого хондроитинсульфата натрия (Bioiberica, подтвержденное значение: 101%). Восстановление было практически одинаковым при любой длине волн, разница заключалась в небольших погрешностях измерений. Однотипность (точность), указанная в процентах как относительное стандартное отклонение, показывает допустимые значения с погрешностью 1 – 0,4%.
Заключение
Определение содержания хондроитинсульфата натрия в диетических добавках выполняется путем титрования с применением CPC с последующим выпадением в осадок хондроитинсульфата в растворе образца и наблюдением за увеличением помутнения при титровании. Анализ может выполняться автоматически с помощью фототрода DP5 Phototrode™. Для выполнения полностью автоматического анализа большого количества образцов одновременно с титратором используется автоматический податчик образцов Rondo 60.
Что такое пищевые добавки?
Пищевые добавки широко используются как дополнение к повседневному питанию и содержат дополнительные дозы витаминов, минералов, аминокислот и метаболитов. Обычно их употребляют в виде капсул, шипучих таблеток или сиропа. К одному из самых известных типов пищевых добавок относятся мультивитамины и минералы.
Сегодня широко распространены продукты, в состав которых входит не один активный ингредиент, а целый набор витаминов, минералов, других питательных веществ, растительных добавок, а также ингредиенты и экстракты животного и растительного происхождения [1]. Люди принимают пищевые добавки для общего укрепления здоровья, а также в надежде вылечить конкретное заболевание, поскольку считается, что в некоторых случаях пищевые добавки можно использовать как лекарство. Сравнительно недавно в связи с растущими требованиями потребителей, а также доказательствами того, что некоторые добавки действительно помогают пациентам, производство пищевых добавок было увеличено. Одновременно возросли и требования, предъявляемые к контролю качества на предприятиях, выпускающих добавки. Для обеспечения эффективного контроля качества на производственной линии требуются быстрые, надежные и точные аналитические технологии.
Хондроитинсульфат (CS) – это диетическая добавка, продаваемая в аптеках и бакалеях в виде капсул или таблеток поваренной соли. И хотя медики пока полностью не уверены в эффективности этого препарата, потребители уже используют хондроитинсульфат для лечения болей при остеоартрите. В результате медицинских исследований было доказано, что хондроитинсульфат помогает в лечении этой болезни. Также было обнаружено, что пациенты, страдающие от болей в спине или шее, употребляли эту питательную добавку в качестве альтернативного лечения [1].
Почему хондроитинсульфат является пищевой добавкой?
Хондроитинсульфат является составной частью хряща – структуры, покрывающей концы костей и защищающей их от механического трения и ударов. Содержащиеся в хрящевой ткани протеины смазывают суставы, предотвращая их от повреждения при движении. Для большей амортизации удара и улучшения смазывания полисахариды связываются с протеинами хряща. Каждый полисахарид состоит из сотен молекул сахара. Основная функция хондроитинсульфата, комплексного полисахарида, заключается в формировании такой структуры, удержании воды и питательных веществ и обеспечении движения других молекул через хрящевую ткань. Это является важнейшим свойством, поскольку в хрящах отсутствует кровь, обеспечивающая метаболитный обмен.
Клетки сустава непрерывно производят протеины для замены поврежденной хрящевой ткани. По мере разрушения хряща уменьшается и смазывание сустава.
В результате кости теряют хрящевую защиту и начинают стираться от соприкосновения друг с другом. Это приводит к резким болям, одному из симптомов остеоартрита – постепенного разрушения хряща. На сегодняшний день точная причина этой болезни неизвестна, и у традиционной медицины пока нет эффективного лекарства, которое бы позволило полностью остановить процесс разрушения хряща. Обычно медицинское лечение заключается в приеме болеутоляющих препаратов, но иногда полного успеха достичь не удается, и возникают нежелательные побочные эффекты.
При дегенеративных болезнях суставов, таких как остеоартрит, в процессе разрушения хрящевой ткани происходит потеря запасов хондроитинсульфата. Исследования показали, что применение хондроитинсульфата может способствовать заживлению костей. В частности, испытания показали, что хондроитинсульфат облегчает боль в суставах и, возможно, замедляет развитие остеоартрита. Прием хондроитинсульфата в качестве пищевой добавки может являться альтернативным лечением для пациентов, страдающих от этой болезни. В повседневном рационе человека хондроитинсульфат присутствует в недостаточном количестве, а его основным источником является хрящевая ткань животных (например трахея коровы). Лечение основывается на двух принципах: 1) хондроитинсульфат питает суставные хрящи, и 2) хондроитинсульфат блокирует действие энзимов, разрушающих структуру хряща.
Анализ хондроитинсульфата
Хондроитинсульфат – это химическое соединение из категории гликозаминогликанов, которое состоит из длинных цепочек полисахаридов (или сахаров) особого вида. В частности, хондроитинсульфат состоит повторяющихся блоков, включающих два компонента – глюкуроновая кислота и N-ацетилгалактозамин. В пищевых добавках хондроитинсульфат присутствует в виде поваренной соли. Сырье для производства хондроитинсульфата натрия получают из хрящевой ткани здоровых домашних животных, мясо которых употребляется в пищу (коровы, свиньи и куры). В пересчете на сухое вещество содержание хондроитинсульфата натрия составляет от 90,0 до 105,0% [2].
В соответствии с Фармакопеей США содержание хондроитинсульфата определяется турбидиметрическим титрованием при длине волны 420, 550 или 660 нм с использованием цитилпиридиний хлорида (гексадецилпиридиний хлорид, CPC, C21H38ClN) в качества титрирующего раствора [2]. В результате добавления CPC к раствору образца образуется комплекс ионных пар с хондроитинсульфатом. Образованное вещество выпадает в осадок и вызывает помутнение, которое контролируется погруженным в раствор фототродом Phototrode™ DP5, DP550 или DP660 МЕТТЛЕР ТОЛЕДО.
Phototrode™ – это фотометрический датчик, используемый для наблюдения за изменениями цвета и уровнем помутнения в изучаемом растворе. Датчик измеряет затухание проходящего через образец луча света в результате его абсорбции и рассеивания света при титровании. Затухающий луч света отражается на детектор с помощью вогнутого зеркала, расположенного на дне измерительной ячейки.
Точная стехиометрия, т.е. соотношение между продуктом и выделенным веществом, реакции осаждения между хондроитинсульфатом и титрирующим раствором CPC неизвестна. Перед проверкой состава раствора выполняется калибровка титратора с помощью стандартного раствора с известной концентрацией (мг/мл) чистого хондроитинсульфата. Зная расход титранта на эквивалентную точку, можно определить коэффициент F в мг/мл, который показывает количество хондроитинсульфата в миллиграмме вещества, титрованном 1 мл раствора CPC. Впоследствии этот коэффициент используется для определения содержания хондроитинсульфата в образцах.
Например, титрованием CPC на основе описанной выше процедуры было определено содержание вещества в 400-миллиграммовых капсулах хондроитинсульфата. Учитывая неоднородность вещества в каждой капсуле, было смешано содержимое пяти капсул. Порошок осторожно перемешали и взяли количество, достаточное для получения примерно 100 мг хондроитинсульфата в мерной колбе объемом 100 мл. Затем была добавлена вода и буферная жидкость с pH 7,2, и, поскольку порошок не обладает полной растворимостью из-за присутствия наполнителей (например, карбоната кальция и других добавок), образец был обработан ультразвуком. Колбу наполнили водой до контрольной отметки, содержимое перемешали и подвергли центрифугированию. После фильтрации была взята аликвотная проба 5 мл. Вещество, содержащееся в этой пробе, было титровано с помощью CPC.
Коэффициент восстановления, представленный в виде процентов, был получен в результате измерения при воздействии волн разной длины, т. е. 555 и 660 нм, с помощью фототрода МЕТТЛЕР ТОЛЕДО и наблюдения за уровнем помутнения при длине волны 420 нм. Кроме того, система была протестирована путем титрования стандартного раствора чистого хондроитинсульфата натрия (Bioiberica, подтвержденное значение: 101%). Восстановление было практически одинаковым при любой длине волн, разница заключалась в небольших погрешностях измерений. Однотипность (точность), указанная в процентах как относительное стандартное отклонение, показывает допустимые значения с погрешностью 1 – 0,4%.
Заключение
Определение содержания хондроитинсульфата натрия в диетических добавках выполняется путем титрования с применением CPC с последующим выпадением в осадок хондроитинсульфата в растворе образца и наблюдением за увеличением помутнения при титровании. Анализ может выполняться автоматически с помощью фототрода DP5 Phototrode™. Для выполнения полностью автоматического анализа большого количества образцов одновременно с титратором используется автоматический податчик образцов Rondo 60.
Последние новости раздела
12 апреля 2024