UNIVERSITATEA TRANSILVANIA BRAȘOV FACULTATEA DE ALIMENTAȚIE ȘI TURISM
PROIECT NUTRIENȚI ALIMENTARI VITAMINA E
PROF.UNIV.DR.ANGELA MĂRCULESCU
STUDENT: GÎȚEIU ȘTEFANIA DENISA GRUPA: 8 MF 162 AN I
CUPRINS
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Descrierea nutrientului …………………………………………………………….. 3 Raspandire in natura ………………………………………………………………. 7 Studiu de piata …………………………………………………………………….. 9 Modalitati de extractie…………………………………………………………..... 11 Metode de analiza ………………………………………………………………... 13 Actiuni specifice si metode de determinare a acestor actiuni ………………….… 17 Concluzii …………………………………………………………………………. 19 Bibliografie ………………………………………………………………………. 20
2
1. Descrierea nutrientului 1.1. Compoziția chimică
Nume Formula moleculară
Tocoferol Izomerul α tocoferolul ( vitamina fertilitatii sau antisterilitatii ) – forma pe care organismul uman o poate utiliza C29H50O2
Formulă structurală
Vitamina E realizeaza o buna protectie impotriva radicalilor liberi avand in acelasi timp un rol hotarator in metabolismul proteinelor, glucidelor, lipidelor precum si in echilibrul hidroelectrolitic. Vitamina E este un puternic antioxidant care protejeaza celulele organismului de actiunea daunatoare a radicalilor liberi. Aceste molecule folosesc oxigenul pentru a produce energie, pe masura ce celulele lucreaza. Insa, in timpul proceselor lor metabolice normale, unele molecule de oxigen pierd un electron si devin instabile. Radicalii liberi circula rapid prin intregul organism, incercand sa se stabilizeze prin captarea de electroni de la alte molecule. Cand reusesc, dau nastere unui numar si mai mare de radicali liberi, lezand tesuturile sanatoase in cadrul acestui proces. Efectul nociv al radicalilor liberi determina ca lipoproteinele cu densitate mica (LDL, colesterolul “rau”) sa se ataseze de peretele arterial si sa diminueze sau sa impiedice fluxul sangvin. In cazul in care radicalii liberi lezeaza ADN-ul de la nivelul celular, rezultatele constau in mutatii celulare care pot conduce la cancer. De asemenea, ei pot afecta tesuturile de la nivel ocular, determinand aparitia cataractei sau a degenerescentei maculare, cele mai importante cauze de pierdere a vederii la varstnici. Vitamina E intervine cu succes in prevenirea efectelor nocive ale radicalilor liberi. Ea ajuta la prevenirea oxidarii sau lezarii de catre radicalii liberi a colesterolului de la nivelul arterelor, protejeaza celulele sangelui, sistemul nervos si muschii si mareste capacitatea de reactie a sistemului imunitar.
3
Este formata din 8 compusi numiti tocoferoli dintre care cel mai activ si mai eficace este alfa- tocoferolul. Alaturi de vitamina A si seleniu, mareste rezistenta tesuturilor la oxidare. Ea intensifica actiunea vitaminei A si actioneaza sinergic cu seleniul. Deci vitamina E si seleniul administrate impreuna sunt mai eficiente decat daca sunt administrate fiecare separat. Este solubila in grasimi si se depoziteaza in organism. 1.2. Actiuni biologice specifice Vitamina E este solubilă în grasimi şi în alcool, rezistă la temperaturi de până la 250ºC, dar este sensibilă la lumină şi oxigen. Valori ale temperaturii foarte crescute sau foarte scăzute reduc cantitatea de tocoferol conţinută în alimente cu până la două treimi. Vitamina E poate fi de asemenea distrusă prin pasteurizarea laptelui, prin contactul alimentelor cu bicarbonat de sodiu şi prin păstrarea acestora timp îndelungat. Astfel, carnea refrigerată pierde în câteva zile toată cantitatea de vitamina E deţinută iniţial. Făina albă are un conţinut cu 80% mai scăzut decât făina integrală. Se recomandă ca uleiurile vegetale să fie obţinute prin presare la rece şi nu prin rafinare, deoarece această operaţie se face la temperaturi crescute şi determină pierderi importante de tocoferol. In prezent acţiunile specifice ale vitaminei E nu sunt pe deplin elucidate. Tocoferolii funcţionează ca antioxidanţi, îndepărtează radicalii liberi, protejează integritatea lipidelor nesaturate din membrananele celulare şi protejează retinolul de acţiuni oxidante. Vitamina intervine în procesul de reproducere asigurând buna funcţionare a glandelor sexuale şi endocrine, facilitează depozitarea glicogenului în ficat şi în muşchi, inclusiv în muşchiul cardiac. Exprimarea activitatii biologice a vitaminei E se face in miligrame sau in unitati internationale (U.I.). La barbatii adulti, necesarul zilnic de tocoferol este de cea 25 mg, direct proportional cu varsta si cu cantitatea de acizi polinesaturati existenti in alimentele consumate, putand fi asigurat, in general, de o ratie alimentara echilibrata. Sarcina si alaptarea cresc necesarul de vitamina E. in conditii de nematernitate, femeile au nevoie de mai putina vitamina E decat barbatii. Un aport sporit de vitamina E le este necesar persoanelor varstnice. De asemenea, ea trebuie administrata nou-nascutilor, pana la aparitia propriei flore intestinale, deoarece laptele matern e foarte sarac in tocoferol. In ultima vreme, dupa unii autori, se estimeaza ca necesarul in vitamina E este mult mai mic. Clorul din apa de la robinet, laxativele cu ulei mineral, maternitatea si menopauza, toate necesita sporirea aportului de vitamina E.
4
1.3. Importanta pentru alimentatie Vitamina E se găseste în cantităti mari în seminte si funze; cea mai mare cantitate se află în germenii cerealelor, de unde se si extrage. De obicei, tocoferolii însotesc clorofila si carotinoidele. Astfel, părtile verzi con.in cantită.i mai mari de vitamină E decât celelalte părti. Faptul că în germene se găsesc cantită.i mari permite să se presupună că vitamina E participă la procesele de asimilare ale plantei. Tocoferolii se găsesc si în tesuturile si organele animalelor, dar în cantităti mult mai mici decât în plante. Laptele contine cantităti relativ mici de tocoferol. Untura din ficat de pe.te este lipsită aproape complet de această vitamină. În tabel este indicat continutul diferitilor tocoferoli în unele uleiuri. Continutul in diferiti tocoferoli ai unor uleiuri
Uleiul De porumb De bumbac De soia Germeni de grau
Tocoferol total, in mg / 100 g 1, 020 0,870 0, 740 2, 680
Tocoferol, in mg / 100 g 0, 126 0, 894 0,493 0, 377 0,096 0, 418 0, 026 1, 610 1, 070 -
În tabel este trecut continutul de tocoferol în diferite produse. Continutul de vitamina E in diferite produse
Produsul Grau, boabe Faina de grau Germeni de grau Tarate de grau Orz
Vitamina E in mg / 100 g 1,2 – 6,5 1,7 – 2,7 27 – 30 15 3,2 – 5,2
Porumb
16 – 25
Fasole
1,2 – 4
Mazare Soia Salata Varza rosie Varza alba Telina Sfecla Spanac
4–8 10 – 12 1,5 – 4 0,2 0,7 2,6 0,2 1,7
Produsul Morcovi Lucerna uscata Oua Lapte Ulei de germeni de grau Ulei de germeni de porumb Ulei de floarea soarelui Ulei de soia Ulei de bumbac Ulei de palmier Ulei de masline Ulei de arahide Ulei de in Ulei de ricin
Vitamina E in mg / 100 g 1,5 50 3 1–2 150 – 420 – 500 230 – 250 5 250 350 110 3 26 – 36 23 59
5
1.4. Studii realizate pana in prezent in tara si in strainatate Un nou studiu realizat in SUA, la Universitatea Virginia Commonwealth, arata ca vitamina E, administrata zilnic, este eficienta in bolilele comune de ficat care, netratate, pot duce in timp la ciroza si cancer hepatic. Studiul a fost realizat pe 247 de pacienti care sufereau de boli de ficat, fara a mai prezenta si alte afectiuni, precum diabet sau boli cardiovasculare. Dupa 96 de saptamani, cercetatorii au ajuns la concluzia ca jumatate din pacienti au raspuns la tratamentul cu vitamina E. Desi nu a avut efecte secundare, oamenii de stiinta au mentionat ca vitamina E nu poate fi considerata un panaceu universal, fapt pentru care trebuie administrata doar sub supraveghere medicala. Un mod eficient de a proteja inima, alaturi de o dieta saraca in grasimi saturate , miscare fizica si evitarea unor vicii precum fumatul, este de a obtine suficienti nutrienti antioxidanti din alimentatie. Vitamina E relaxeaza vasele de sange si ajuta la prevenirea formarii cheagurilor care blocheaza fluxul sangvin. In urma unor studii, s-a demonstrat ca o persoana care sufera de o afectiune cardiovasculara si ia suplimente cu vitamina E isi reduce riscul de deces cu 40 pana la 60%. Vitamina E este eficienta, in special atunci cand este administrata impreuna cu un multisupliment care contine vitamina C. Poliartroza, cunoscuta si ca artrita „prin uzura si distrugere”, apare atunci cand tesuturile de la nivelul articulatiilor incep sa se distruga in timp. Un mod de a preveni acest proces consta in administrarea de vitamina E, care inhiba efectele moleculelor generatoare de inflamatie de la nivelul articular. S-a demonstrat ca vitamina E amelioreaza durerile articulare mai bine ca ibuprofenul sau alte medicamente antiinflamatoare. Doza recomandata pentru ameliorarea artritei este de 400 UI de vitamina E zilnic. Memoria de scurta durata este cauzata partial de efectele nocive ale radicalilor liberi la nivelul creierului. Administrarea unui supliment de 100 pana la 400 UI de vitamina E zilnic constituie una dintre cele mai bune metode in vederea mentinerii acuitatii memoriei. Un studiu efectuat pe un esantion de 5.000 de persoane arata faptul ca cele care prezentau niveluri crescute de vitamina E aveau performante mai bune la testele de memorie, in comparatie cu persoanele care aveau niveluri mai scazute. Mai mult, vitamina E contribuie la imbunatatirea sistemului imunitar, ceea ce explica de ce persoanele care consuma multe alimente bogate in vitamina E sau iau suplimente sunt mai putin predispuse la infectii, cat si la cancer.
6
2. Raspandire in natura Surse naturale de vitamina E: germeni de grau, uleiuri vegetale preparate prin presarea semintelor la rece, soia, verdeturi, spanac, varza, nuci, oua, unt, cereale integrale, seminte de floarea soarelui si alune. Carenta de vitamina E determina scaderea numarului de globule rosii, degenerescenta musculara, scaderea sintezei hormonilor sistemului hipofizar necesari stimularii glandei tiroide si a glandelor sexuale. Sunt si situatii in care se poate manifesta prudenta in administrarea vitaminei E si anume: diabeticii, hipertensivii, cei care sufera de reumatism cardiac sau hiperfunctii tiroidiene. In aceste cazuri se incepe administrarea vitaminei E cu doze mici, crescandu-se treptat cantitatea dupa sfatul medicului. Vitamina E este solubila in grasimi si in alcool, dar insolubila in apa. Ea rezista la caldura pana la cea 250oC si e sensibila la lumina si la oxigen. Temperaturile foarte ridicate, ca si cele foarte coborate reduc cu pana la doua treimi cantitatea de tocoferol continuta in vegetale si in uleiuri. Tocoferolul este distrus prin pasteurizarea si prin uscarea laptelui (lapte praf), prin contactul alimentelor cu bicarbonat de sodiu si prin pastrarea acestora timp mai indelungat. Astfel, carnea pastrata la frigider pierde, in cateva zile, toata cantitatea de vitamina E de care dispunea initial. In faina alba, continutul in aceasta vitamina e cu cea 80% mai scazut decat in faina integrala. Pierderi importante de vitamina E au loc in cazul rafinarii diferitelor produse alimentare. Tocmai din acest motiv, se recomanda ca uleiurile vegetale sa fie obtinute prin presare la rece, si nu prin rafinare, operatie care se face la temperaturi ridicate. Necesar: Doza zilnica necesara unei persoane variaza in functie de varsta, sex, starea generala de sanatate si cantitatea de grasimi polinesaturate consumate in regimul alimentar. Grasimile polinesaturate au tendinta de a se oxida usor, prin urmare, daca dieta unei persoane este bogata in grasimi polinesaturate, necesarul ei de vitamina E va fi mai mare. Doza uzuala recomandata este de 100-300 UI, insa la nevoie poate fi crescuta la 400500 UI pe zi. Vitamina E poate fi obtinuta atat prin alimentatie, cat si prin suplimente. Formele naturale de vitamina E sunt usor absorbite de catre organism. Daca utilizati vitamina E sintetica, luati cu 50% mai mult. Spre exemplu, pentru a obtine echivalentul a 400 UI de vitamina E naturala, aveti nevoie de aproximativ 600 UI forma sintetica. In aprovizionarea organismului cu vitamina E, trebuie tinut cont si de faptul ca absorbtia intestinala a acesteia din alimentele consumate este de numai cea 30%. Carenta de vitamina E se intalneste mai des la batrani si la malnutriti, in inflamatii cronice, diferite boli cronice etc. Hipervitaminoza E apare la doze farmaceutice foarte mari (300-800 mg/zi), ea putand produce oligospermie, ca si azo-spermie, in cazul barbatilor, iar la femei - involutie ovariana si tulburari ale ciclului menstrual. Carenta de vitamina E duce la distrofii musculare si la aparitia unor leziuni nervoase, precum si la instalarea atero-sclerozei. La femei, hipovitaminoza E poate produce avort 7
spontan. Trebuie amintit si faptul ca insuficienta vitaminica respectiva provoaca boli ale muschilor si ale nervilor, iar cantitatea de colesterol creste in sange si in muschi. Tulburarile produse in organism de carenta de vitamina E sunt reversibile la femei si ireversibile la barbati. La adulti, aceasta carenta vitaminica produce si o usoara scadere a duratei de viata a globulelor rosii. Eficacitatea tocoferolului sporeste prin asocierea acestuia cu vitaminele A, B, si C, cu inozitolul, precum si prin aportul de mangan si seleniu. Tocoferolul intensifica activitatea vitaminei A.
8
3. Studiu de piata Studiu de piata privind produsele alimentare, suplimentele nutritive si alimentele functionale care contin substantele biologic active sau nutrientii luati in studiu (sub forma de tabel)
Produsul alimentar sau suplimentul nutritiv care contine subst. bioactiva
Firma producatoare
Compozitia cu precizarea ingredientelor bioactive – inclusiv cel studiat
Recomandari
Seminte de floarea soarelui
Germicor.Srl
Alune
Fast Distribution
100 g = de 3 ori necesarul zilnic de vitamina E O mana de alune = 1/3 necesarul zilnic de vitamina E
Scaderea riscului de a face anumite tipuri de cancer. Bogate in Este nutrienti semnalata cresterea prezentei acesteia la copii.
Caise uscate
Ecotravio.Srl
4 mg de vitamina E
Masline verzi
Atalanta 7 % din Logisticwarehouse necesarul zilnic de vitamina E Mayam Presate la rece semintele.
Reglarea metabolismului. Prevenirea bolilor de inima. Effect antiinflamator.
Uleiuri vegetale ( ulei de cocos ) Spanac fiert
Seminte de in
Am Malybu.Srl
Super Foods
O cana de spanac fiert = 20 % din necesarul zilnic de vitamina E O mana de seminte de in = 5 mg din necesarul
Obs. alergii, atenționări referitoare la produs sau ambalaj
Efecte antibacteriene.
-
Depurativ. Antianemic. Hipotensiv.
-
Scad colesterolul. Stabilizeaza cantitatea de 9
Avocado
Ravak Rom Srl
zilnic de vitamina E 1/2 = 2 mg de vitamina E
zahar din sange. Reducerea riscului cardiovascular Efecte antiimbatranire
Risc hemoragic Cresterea in greutate.
10
4. Modalitati de extractie Modalitati de extractie a substantelor bioactive - clasice si moderne (substanta pura sau un complex – fenomene de sinergie). Forme de utilizare in produsele alimentare - care sa asigure mentinerea calitatilor initiale pentru nutrientul esential sau substanta biologic activa. Trei metode de producere a uleiului Prima metoda – ulei presat la rece la temperaturi scazute Este metoda cea mai "naturală" pentru a obține uleiul vegetal cu ajutorul unei prese. Semințele sunt plasate într-o presă, și datorită presiunii puternice presa se încălzește singură. Uleiul obținut nu se încălzește peste 40-42 de grade: o astfel de temperatură scăzută îi vă permite să păstreze toate componentele utile. Acest ulei nu este prelucrat nici cu temperatură nici cu chimie ! După presare uleiul este pur și simplu limpezit, filtrat și îmbuteliat. În condițiile contemporane de producere o astfel de atitudine față de materie primă și calitatea produsului final este foarte rară și valoroasă. Acest lichid după precauția de fabricație este similar cu un suc de fructe proaspăt stors, numai că este din semințe! Este de remarcat că cu această metodă putem utiliza semințe doar de cea mai înaltă calitate. Având în vedere că întregul proces este foarte curat și blând, uleiul extras din semințe constituie doar 27 % din suma totală. După valoare și compoziție bogată uleiul extras este similar cu ulei Extra Virgin. Iar unele dintre elementele vitale (de exemplu, vitamina E) sunt chiar mai multe decât în ulei de măsline! A doua metoda – presarea la rece dupa o tratare prealabila Cu această metodă de producție semințele sunt mai întâi prelucrate la temperaturi înalte. Pentru producători această metodă este cu siguranță avantajoasă: astfel ei pot obține nu 27%, ci 43 % din cantitatea totală de ulei conținut în produsul final. Iar datorită tratamentului termic devine neimportant din care semințe este produs uleiul: nu este neapărat de cea mai înaltă calitate, produsul final nu este afectat! Cu această metodă de fabricare majoritatea substanțelor nutritive și diferitelor oligoelemente din semințe, din păcate, pier. În plus, astfel de uleiuri sunt filtrate cu atenție, de aceea indicele de aciditate al produsului crește, și prin urmare se reduce cantitatea vitaminelor din compoziție. Cu toate că această metodă nu este la fel de calitativă ca și prima, dar cu toate acestea unele proprietăți utile în produsul final sunt încă reținute. Cumpărând acest ulei în magazin, putem avea încredere în siguranța sa pentru sănătatea umană.
11
A treia metoda – extractia sau cum sunt produse toate uleiurile rafinate Această metodă este un basm pentru toți producătorii: cu ea puteți obține 98 % de ulei din materie primă! În plus este indiferent care e calitatea produsului. Dar lucrurile nu sunt atât de simple: producătorii trebuie să sacrifice ceva. Pentru a obține ulei, semințele sunt amestecate cu fracțiuni de benzină. Hexan, de exemplu. Când este produs uleiul, acest hexan este îndepărtat cu ajutorul aburului, iar rămășițele sale sunt curățate cu alcaline. În produsul final se formează diferite substanțe nedorite: rășina și pigmenți. Solvenții reziduali rareori se evaporă complet. Înainte ce uleiul obținut prin metoda de extracție va fi consumat sau utilizat în medicină, este necesar ca el să treacă mai multe etape de curățare: rafinare, apoi hidratare, albire, dezodorizare și în cele din urmă ai multe trepte de filtrare. Există o mare varietate de uleiuri vegetale, care trec șapte etape de purificare. Acest lucru este adevărat ! Uleiul obținut prin extracție poate fi la infinit curățat, filtrat, purificat, pentru a scăpa de urme de componente chimice de benzină. Care este rezultatul? Produsul finit nu are nici un semn de viață, este fără nici o culoare și complet lipsește orice miros. Lichidul obținut este îmbuteliat și pe toate etichetele se scrie cu mândrie "ulei", ducând pe toți cumpărătorii în eroare de parcă este așa.
12
5. Metode de analiza Metode de analiza – identificare si dozare a substantei nutrientului studiat (din literatura si realizari in laborator).
biologicactive respectiv a
Determinarea spectrofotometrică a vitaminei E: Vitamina E face parte din grupul vitaminelor liposolubile. A fost descoperită şi cunoscută ca factor stimulator al funcţiei de reproducere, fiind denumită şi vitamina fertilităţii sau antisterilităţii. Din punct de vedere structural este un alcool complex şi se găseşte sub forma a patru compuşi (tocoferoli) α, β, γ, Δ, toţi cu acţiune vitaminică. Proprietăţile fizico-chimice sunt asemănătoare cu ale vitaminei A, este termostabilă dar foarte sensibilă la acţiunea oxigenului. Este rapid afectată de procesul de râncezire unde de fapt acţionează ca un antioxidant natural. Prezenţa unor fenoli reducători sau steroli potenţează efectul său şi îi măreşte stabilitatea. Prezenţa unor metale grele favorizează distrugerea, iar substanţele chelante pentru acestea, o protejează. Esterificată este mai sensibilă, dar unii esteri pierd activitatea biologică. Acţiunea antioxidantă creşte în seria homologă, în timp ce activitatea vitaminică scade.
Tocoferolii sunt relativ stabili în mediu acid, dar mediul alcalin îi descompune rapid. Prin oxidare cu oxidanţi puternici, trec în tocoferilchinone puternic colorate în roşu. Existenţa acestui factor liposolubil important pentru organismele animale a fost presupusă pentru prima dată în 1922 de către Evans şi Bishop, pentru ca doi ani mai târziu, Sure să propună denumirea de vitamina E. Importanţa biologică a vitaminei E este considerabilă, carenţa determină tulburări importante în 13
reproducere (azoospermie la bărbaţi şi involuţia musculaturii uterine la femei). Influenţează sinteza proteinelor şi are funcţie importantă în metabolizarea zaharurilor. Starea carenţială determină degenerarea distrofică a ţesutului muscular. Exercită de asemenea o funcţie de protecţie a eritrocitului faţă de acţiunea oxidantă a peroxizilor formaţi la nivelul membranelor sub acţiunea oxidantă a hemului, mărind astfel durata de viaţă a acestuia. Protejează vitamina A de oxidare. Alături de vitamina C intervine în stoparea cancerului şi a procesului de îmbătrânire prin blocarea radicalilor liberi. Avitaminoza se manifestă prin sterilitate, atrofie musculară, tulburări cardiace. Hipervitaminoza duce la tulburări nervoase şi insomnii. Se găseşte în special în seminţe (germenii cerealelor) sau vegetale în general, însoţind clorofila şi carotenii (legume verzi, varză, roşii). În produsele animale se găseşte în cantităţi mult mai mici. Principiul se bazează pe capacitatea reducătoare a acestui compus care reduce Fe+3 la Fe+2 şi care reacţionează cu fenantrolina fiind evaluat colorimetric. Pregătirea probei: Probele de ouă şi lapte sunt deshidratate prin liofilizare. Mazărea, fasolea şi ficatul se macerează şi se lucrează imediat. Salata verde se congelează şi se triturează îngheţată. Alte produse se lucrează direct. Saponificare şi extracţia: se cântăreşte la balanţa analitică o cantitate de aliment care să conţină între 100-200 micrograme tocoferol (preferabil între 2-5g) într-un balon de saponificare. Se adaugă 5mg L-acid ascorbic şi 10 ml alcool etilic absolut şi se fierbe la reflux trecând prin lichid un curent de azot liber de oxigen. Se adaugă 5ml soluţie apoasă de hidroxid de potasiu 60% şi se refluxează sub azot 15′. Dacă trebuie să se ia în lucru o probă mai mare de 5g, se foloseşte un volum de soluţie de hidroxid de potasiu egală cu de două ori cantitatea de grame a probei şi un volum de alcool absolut egal cu de două ori volumul soluţiei de hidroxid de potasiu; de asemenea, se creşte cantitatea de acid ascorbic până la 1g pentru cantităţi de probă mai mari de 20g. Se spală refrigerentul şi barbotatul de azot cu 20ml alcool etilic absolut şi se răceşte balonul la curent de apă. Se trece cantitativ soluţia într-o pâlnie de separare şi se extrage (partea nesaponificată) cu 150ml dietileter liber de peroxizi, agitând 2′. Faza eterică se spală de patru ori cu câte 14
50cc apă bidistilată şi se concentrează apoi la un volum mic la evaporator. Se adaugă cca. 5ml alcool etilic absolut şi se evaporă amestecul, până la îndepărtarea urmelor de apă. Se trece soluţia cu dietil eter într-un balonaş şi se evaporă până la îndepărtarea urmelor de alcool. Se adaugă ciclohexan şi se reevaporă amestecul până la îndepărtarea urmelor de dietil eter. Reziduul se dizolvă într-o cantitate mică de ciclohexan (1-2cc). Purificarea prin cromatografie pe coloană: într-o coloană cromatografică de 25/1cm prevăzute cu o placă de sticlă filtrantă conţinând cca. 35cc ciclohexan, se introduc 15g oxid de aluminiu dezactivat, lovind uşor coloana în timpul introducerii pentru îndepărtarea bulelor de gaz. Oxidul de aluminiu se prepară astfel: la 100g oxid de aluminiu neutru se adaugă 10g apă, se agită bine amestecul şi se lasă peste noapte într-un vas închis; se adaugă apoi un strat de sulfat de sodiu anhidru de cca. 1cm. Se trece reziduul dizolvat în ciclohexan în coloană, spălând balonaşul cu puţin ciclohexan. Se eluează cu 50ml ciclohexan reglând viteza de scurgere la 1-2ml pe minut. Eluatul acesta se aruncă. Se eluează apoi o soluţie de dietil eter anhidru în ciclohexan, colectând 80ml de eluat dacă se determină alfatocoferolul şi 150ml când se determină beta, gama şi delta-tocoferolul. Se evaporă la sec, se dizolvă reziduul în alcool etilic absolut şi se trece într-un balon cotat de 25ml aducând la semn cu alcool absolut; 3ml din această soluţie se folosesc pentru determinarea izomerilor tocoferolului. Dacă aceştia nu sunt prezenţi, se face determinarea tocoferolului direct în 5ml din această soluţie. Dacă sunt prezenţi izomerii se procedează ca mai jos. Determinarea izomerilor tocoferolului: 3cc din soluţia alcoolică se evaporă până aproape de sec, apoi se spotează 20 microlitri pe placa pentru cromatografie în strat subţire u silicagel G, se developează imediat cu cloroform şi se pulverizează cu o soluţie de clorură ferică – dipiridil (soluţia conţine 0,2% clorură ferică şi 0,5% 2,2´ dipiridil în alcool etilic absolut). Izomerii tocoferolului apar sub formă de pete roşii având Rf-urile de la 0,3 la 0,5 şi respectiv de la 0,7 la 0,8. Dacă izomerii sunt prezenţi, 20cc din soluţia alcoolică se evaporă la sec şi se rediluează în 5cc ciclohexan. Se adaugă 0,3g silicagel şi se îndepărtează solventul prin evaporare într-un curent de azot. Proba adsorbită pe silicagel se trece într-o coloană de sticlă (30/1,5cm) prevăzută cu o placă filtrantă şi care conţine 25g silicagel. Se eluează coloana cu cloroform adăugând solventul în picături. Se 15
colectează izomerii în primii 15cc eluat şi tocoferolul în următorii 75cc. Se evaporă cloroformul din fracţiunea ce conţine tocoferolul, se redizolvă în 25cc alcool absolut şi se dezvoltă culoarea în 5cc soluţie alcoolică. Dezvoltarea culorii: într-o eprubetă cu dop rodat se iau 5cc soluţie alcoolică, se adaugă 1cc soluţie difenilfenantrolină (se prepară dizolvând 0,05g 4,7-difenil-1,10-fenantrolină în 50cc alcool etilic absolut; se poate păstra în sticlă la frigider timp de o lună), se astupă şi se agită bine. Pentru următoarele două operaţii se acoperă eprubeta cu o folie de aluminiu şi se lucrează în semiobscuritate. Se adaugă 1cc soluţie clorură ferică (50mg FeCl3 · 6H2O în 100cc alcool etilic absolut; pentru lucru se diluează 5cc din această soluţie la 20cc cu alcool etilic absolut; ambele soluţii se pot conserva în sticle brune la întuneric timp de o lună) şi se agită puternic. După exact 2′, se adaugă 1cc soluţie acid fosforic (se diluează 1ml acid ortofosforic d = 1,75, la 150ml cu alcool etilic absolut) şi se agită din nou. Acum se pot scoate din nou eprubetele la lumină. Se aduce volumul la 10cc cu alcool etilic absolut, se agită şi se citeşte absorbţia la 534nm, folosind ca soluţie de referinţă alcoolul etilic absolut. Conţinutul în tocoferol se calculează cu ajutorul curbei etalon. Curba etalon: Se prepară o soluţie standard care să conţină 1mg α-D-tocoferol/cc în alcool etilic absolut; se poate păstra la frigider timp de trei luni. Din aceasta se prepară o soluţie cu un conţinut de 10 micrograme α-D-tocoferol/cc în alcool etilic absolut; se poate păstra o săptămână. Din soluţia etalon diluată se pun în şase eprubete cu dop rodat câte 0,1,2,3,4,5cc şi se aduce volumul, în toate la 5cc cu alcool etilic absolut. Se adaugă câte 1cc soluţie difenilfenantrolină şi se continuă ca la proba de analizat. Cu valorile obţinute se trasează curba.
16
6. Actiuni specifice si metode de determinare a acestor actiuni
Actiuni specifice si metode de determinare a acestor actiuni (exemplificari in articole, publicatii stiintifice).
STUDII
PRIN
HPLC
DE
DETERMINARE
A
VITAMINELOR
LIPOSOLUBILE Cromatografia reprezintă o metodă de separare bazată pe repartiţia diferenţiată a componenţilor unui amestec de separat între două faze în contact şi situându-se într-un raport de mişcare relativă una faţă de cealaltă (generic definite prin termenii de fază staţionară, respectiv fază mobilă). Metodele HPLC reprezintă metode de înaltă performanţă aplicate în laboratoarele de analize din industria farmaceutică. Fiind atât o metodă de separare, cât şi de cuantificare a compuşilor separaţi, metoda HPLC reprezintă varianta optimă de analiză a vitaminelor din amestecuri (inclusiv din forme farmaceutice). Totuşi, datorită diversităţii tipului de faze staţionare şi mobile folosite în HPLC, aceste metode sunt departe de a fi standardizate, practic fiecare producător elaborându-şi metoda proprie, convenabilă din punctul de vedere al tipului de preparat investigat, dotare şi necesităţi (analize de materii prime, analize pe flux sau în faze intermediare de producţie, analize de produse finite, etc.). S-au investigat prin metoda HPLC, folosind diferite sisteme cromatografice, vitaminele A şi E, compuşii fiind bine separaţi şi cuantificabili în condiţiile date. În ultimii ani se foloseşte frecvent lichid cromatografia de înaltă performanţă pentru determinarea rapidă a carotenilor sau altor pigmenţi vegetali ce-i însoţesc (clorofilă, xantofilă, luteină). Extracţia se face cu acetonă după alcalinizare (pH 8-9) cu Na2CO3. Se centrifughează şi se extrag pigmenţi până la epuizare în pâlnie cu eter etilic. Se face cromatografierea de înaltă performanţă în sistem de pompă izocratică injector şi DAD pe coloană RPC-18. prin folosirea detectorului „diode array” se obţine o separare şi sensibilitate optimă. Cercetările trigliceridelor,
recente
propun
colesterolului,
pentru
sitosterolului,
determinarea
tocoferolilor
sigmasterolului
şi
a
a
unor 17
hidroperoxizi lichid-cromatografia de înaltă performanţă în sistem cu gradient binar, injector şi detecţie electrochimică sau detector tehnologie „diode array”. S-a realizat un studiu de stabilitate normală şi în condiţii accelerate a vitaminelor A şi E, investigând prin HPLC evoluţia în timp (30 luni) a concentraţiei celor două vitamine. Pe o perioadă de 2 ani, acestea s-au dovedit a fi stabile atunci când produsul este stocat la temperatura camerei (<21ºC) şi protejat de lumină. În condiţii de temperatură ridicată (37ºC), preparatul îşi modifică culoarea, iar vitaminele se degradează (lucru evidenţiat prin scăderea concentraţiei celor două vitamine cu circa 36% în cazul vitaminei A şi 24% în cazul vitaminei E). 60000 50000 40000
5 °C 15 °C
U.I./mL 30000
21 °C
20000
37 °C
10000 0 0
6 luni 12 luni 18 luni 24 luni 30 luni Luni
Figura VI.5. Variaţia în timp a conţinutului de vitamină A la diferite temperaturi
35 30 5 °C
25 mg/mL
20
15 °C
15
21 °C
10
37 °C
5 0 0
6 luni 12 luni 18 luni 24 luni 30 luni Luni
Figura VI.6. Variaţia în timp a conţinutului de vitamină E la diferite temperaturi
18
7. Concluzii
Concluzii si opinii personale referitoare la studiul efectuat. Propuneri pentru industria alimentară și unități de producție (agricultură sau procesare alimente) in vederea realizarii de noi produse pe baza substantelor biologic active studiate. Unul dintre principiile alimentaţiei raţionale este asigurarea organismului cu substanţe nutritive în cantităţile şi compoziţia chimică adecvate necesităţilor fiziologice. Nerespectarea acestui principiu generează anumite modificări funcţionale în organism, diverse stări patologice, uneori poate cauza chiar moartea. O condiţie obligatorie a alimentaţiei echilibrate este asigurarea organismului cu cantităţile necesare de nutrimente şi substanţe biologice active – proteine, lipide, glucide, vitamine, săruri minerale – în raporturi optime. La o alimentaţie echilibrată se va ţine cont de vârstă, sex, de specificul activităţii profesionale şi de modul de viaţă. Actualmente, este bine stabilit echilibrul dintre nutrimentele energogene, respectânduse raportul dintre proteine, lipide şi glucide . Compoziţia chimică a alimentelor depinde de prezenţa în ele a proteinelor, lipidelor, glucidelor, vitaminelor, sărurilor minerale şi a apei. În corespundere cu funcţiile biologice ale substanţelor nutritive, ele pot fi clasificate în: a) substanţe energogene – lipide, glucide; b) preponderent plastice – proteine, un şir de săruri minerale; c) apă; d) substanţe catalitice – vitamine, microelemente. În funcţie de importanţă, substanţele nutritive pot fi indispensabile sau esenţiale. Vitaminele sunt substanţe organice cu greutatea moleculară mică, cu o activitate biologică importantă. Vitaminele, în majoritatea cazurilor, nu se sintetizează în organism; ele sunt aduse odată cu alimentele. Aceste substanţe, în cantităţi mici, îndeplinesc funcţia de coenzime. După gradul de solubilitate, vitaminele se împart în două grupe: hidrosolubile (B1, B2, B6, B12, Bc, H, N, C, PP, P) şi liposolubile (A, D, E, K). Substanţe asemănătoare cu vitaminele sunt acidul pangamic (vitamina B15), acidul paraaminobenzoic (H), holina (B4), inozita (B8), carnitina (Bt), acizii graşi polienici (vitaminele F, U), acidul orotic (B13). Vitaminele participă la multe procese biochimice, sporind rezistenţa organismului la mulţi factori externi nefavorabili: infecţii, frig, toxine etc. De asemenea, ele favorizează capacitatea de muncă fizică şi intelectuală, sporesc funcţia glandelor endocrine şi activitatea hormonilor. Carenţa sau surplusul de vitamine în alimentaţie cauzează astfel de patologii ca avitaminozele, hipovitaminozele sau hipervitaminozele. Necesităţile de vitamine depind de sex, vârstă, greutate corporală, gradul de efort fizic, respectarea echilibrului de substanţe nutritive, starea fiziologică a organismului, starea sănătăţii, condiţiile climaterice şi de alţi factori. Necesitatea în vitamine creşte la o muncă intelectuală intensă, la eforturi fizice mari, în caz de insuficienţă de insolaţie, la expunere la frig. Necesarul de vitamine trebuie să fie asigurat de produsele alimentare. În fructe şi legume, cantităţile de vitamine depind de condiţiile de cultivare, de păstrare, de tehnologia preparării culinare etc. Vitaminele ca preparate farmaceutice pot fi recomandate în perioada iarnă– primăvară, în cazuri de alimentaţie dietetică strictă sau de condiţii climaterice nefavorabile.
19
8. Bibliografie
1.
Dumitrescu, H., Milu, C., - Controlul fizico-chimic alimentar, Editura Medicală, Bucureşti, 1997.
2.
Pridie, E., - Cartea familiei tale, Editura Ceres, Bucureşti, 2004.
3.
Baloescu, C., Sterescu, M., - Metode spectrofotometrice de absorbţie aplicate la controlul medicamentelor, Ed. Medicală, Bucureşti, 1975.
4.
Medvedovici, A., Tache, F., - Noţiuni fundamentale şi mărimi caracteristice în cromatografie, Editura Universităţii Bucuresti, 77, 1997.
5.
I. Ioniţă, C. Rădulescu, A.-M. Hossu, Chimie Tehnică. Aplicaţii practice şi numerice, Editura Bibliotheca, Targoviste, ISBN 973-712-002-7, 2004.
20
