Определение химического состава плодов облепихи на жидкостном хроматографе

Питание человека является основной биологической потребностью организма для возобновления и построения тканей, их роста, развития и нормального функционирования. Регулярное поступление пищи обеспечивает непрерывность обменных процессов, нормальное состояние здоровья и работоспособность. Для нормальной жизнедеятельности необходимо наличие в рационе сочетания продуктов, обеспечивающих организм достаточным количеством белков, углеводов, жиров, витаминов, микроэлементов. Одной из таких групп продуктов являются плоды и ягоды, которые благодаря своим питательным свойствам и распространенности могут служить важной сырьевой базой для предприятий перерабатывающей промышленности [1]. Однако ассортимент используемого плодовоягодного сырья ограничен и требует поиска новых культур местного районированного значения. В этом плане среди плодовых и ягодных культур особое место занимает облепиха, которая является ценным источником ряда важнейших биологически активных соединений. В Казахстане имеются значительные запасы облепихи дикорастущих видов. Облепиха находит широкое применение в пищевой промышленности, медицине и других отраслях народного хозяйства. В ее плодах содержатся вода и жирорастворимые витамины (А, B1, B2, B3 , B6, C) , липиды, полифенолы, углеводы, аминокислоты, минеральные вещества [2,3,4].

Целью исследования является определение витаминного состава облепихи для дальнейшего обогащения продуктов питания ценными витаминами и минералами.

Основной задачей исследования является анализ проб облепихи методом ВЖЭХ (высокоэффективная жидкостная хроматография).

Объекты и методы исследований

В испытательной региональной лаборатории инженерного профиля «Научный центр радиоэкологических исследований» Государственного университета имени Шакарима города Семей были проведены исследования состава облепихи на жидкостном хроматографе LC-20 Prominence (Япония).

Определение витаминов в пробах проводили на жидкостном хроматографе SHIMADZU LC-20 Prominence (рис.1), с градиентным элюированием. Для разделения витаминов использовали хроматографическую колонку 25см*4,6мм SUPELCO C18. При работе колонка оснащалась предколонкой, чтобы защитить основную колонку от загрязнений. Пробы вводили автосам-плером. Объём вводимой пробы составлял 10 мкл. В работе применяли стандартные растворы витаминов (Sigma-Aldrich, CША), фосфорную кислоту 85% (Sigma-Aldrich, CША), ацетонитрил о.с.ч. «HLPC» пр-во Германия для жидкостной хроматографии [5].

Пробоподготовка:

В способе определения витаминов осуществляют экстракцию определяемого витамина из навески анализируемого продукта, фильтрацию, центрифугирование экстракта, а также хроматографирование пробы методом ВЖЭХ с применением предколонки, дегазатора и термостата для колонки, где в качестве подвижной фазы используют подвижную фазу А-(0,6%-фосфорная кислота) рН1,5-1,8; подвижная фаза Б-ацетонитрил.

Рисунок 1 - Жидкостный хроматограф SHIMADZU LC-20 Prominence

Анализируемый продукт измельчают до однородного состояния и взвешивают навеску с погрешностью не более 0,0005г. Экстракцию витаминов В₁,В₂,В₆ ведут 15 мл 0,01моль/дм ³ НСl.

Точную навеску анализируемого образца помещают в стеклянную колбу ёмкостью 250 мл, заливают экстрагентом и помещают в ультразвуковую ванну с последующим охлаждением в течение 15 минут на перемешивающем устройстве. Центрифугирование осуществляют в течение 4-5 минут при 70008000 об/мин, после чего центрифугат сливают в мерную колбу на 25мл. Промывание центрифугированием проводят 1 раз 10 мл экстрагента. Объединённый центрифугат доводят до метки деионизованной водой и фильтруют через мембранный фильтр диаметром пор 0,45 мкм для очищения от механических примесей. Полученную вытяжку переносят в виалки и анализируют, используя обращено-фазовый вариант, градиентное элюирование, температура колонки - 200С, скорость элюирования потока - 0,8 мл/мин. На флуориметрическом детекторе разделение витаминов происходит лучше, чем на спетрофотометрическом. Так как при прописывании условий хроматографирования мы включаем 2 детектора, мы можем наблюдать лучшее разделение на флуориметрическом детекторе. Концентрация витаминов в пробах вычисляется на 100 грамм продукта. Объектом исследования является облепиха.

Результаты и их обсуждение

При исследовании облепихи были получены следующие результаты, показанные в таблице 1.

В результате исследования определен химический состав продукта. В составе исследуемой облепихи содержатся важные для организма минеральные вещества, как Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, K, Ca, Fe (рис.2) и витамины В 1, В_6, E . Ни одно из плодовых и ягодных растений не накапливает столько токоферола, как облепиха. Минеральные вещества облепихи являются основной частью нормального питания. Кальций необходим для нормального роста костей. Элементы калий и натрий имеют особое физиологическое значение, они обеспечивают достаточное количество молочного и сахарного осмосного давления для нормальной жизнедеятельности человека. Магний играет важную роль в развитии иммунитета младенца, повышает устойчивость к желудочным заболеваниям. Содержание микроэлементов составило 0,15 – 0,20 % от общего количества золы.

Таблица 1 – Минеральный состав облепихи

Спектр	В стат.	Na	Mg	Al	Si	P	S	Cl	K	Ca	Fe	Итог
Спектр 1	Да	32.8	16.6	4.6	6.2	8.2	8.2	2.8	15.4	2.4	2.9	100
Спектр 2	Да	33.5	16.2	2.5	6.7	7.5	8.1	4.6	15.1	3.7	2.1	100
Спектр 3	Да	19.7	10.5	4.2	9.1	12.1	11.7	8.2	20.9	3.7	-	100

15 о m о co 10

CO

Na Mg Al Si P S Cl K Ca

Рисунок 2 – Количественные результаты минерального состава облепихи в диаграмме

Таблица 2 – Витаминный состав облепихи

Наименование проб	Содержание витаминов, мг/кг
	В 6 (пиридоксин)	В 1 (тиамин)	Е (токоферол)
Облепиха	0,423649	0,019851	4,423533

По данным, приведенным в таблице 2, видно что масло дикорастущей облепихи наиболее богато формами токоферолов максимально активных в отношении проявления Е-витаминных и антиоксидантных свойств. Известно, что плоды культурной облепихи способны накапливать значительные количества аскорбиновой кислоты. Как следует из экспериментальных данных, больше всего данных аскорбиновой кислоты накапливается в кожице плодов (в 3-4 раза больше, чем в мякоти). Наименьшим содержанием витамина С отличаются семена (в 10-12 раз меньше, чем в мякоти). В целом, следует отметить, что используемый в работе вид облепихи заметно уступал культурным сортам. Во многих регионах ВКО содержание витамина С в дикорастущей облепихе составляет лишь 16-35 х 10-3 %.

Выводы

Жидкостный хроматограф SHIMADZU LC-20 Prominence сегодня с успехом применяется для количественных химических анализов органических и неорганических веществ, технологическом и экологическом контроле; анализе лекарственных препаратов и пищевых продуктов, анализе полиаромати-ческих углеводородов (ПАУ), определения молекулярно-массового распределения (ММР) природных и синтетических полимеров, анализа ЭДТА, ее комплексов с металлами и продуктов их окисления. Также может применяться при технологическом и эколо- гическом контроле, в электронной, атомной, химической, нефтехимической, пищевой и фармацевтической промышленности.

Таким образом, проведя исследование состава облепихи на жидкостном хроматографе, в работе на основании полученных данных будет разрабатываться технологическая схема с более полным (комплексным) использованием сырья для переработки плодов облепихи нашего региона.

При проведении научных исследований были определены основные физико-химические показатели на 5-ти различных образцах дикорастущих плодов облепихи, собранных в Восточно-Казахстанском регионе в 2015 году. Мякоть составила в среднем 85% массы плодов, кожица – 8,73%, а семена – 6,27%. Общее содержание липидов составило для мякоти 6,8%, для кожицы – 8,5% и для семян – 6,1% на сырую массу. Это доказывает, что содержание липидов находится на уровне, вполне приемлемом для выделения и промышленной переработки.