Инструкция по определению витамина A и бета-каротина в пищевых продуктах (утв. Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР 10 июля 1987 г. N 4400-87)

Колориметрический метод определения витамина A с треххлористой сурьмой широко используется для определения содержания витамина A в пищевых продуктах как в нашей стране, так и за рубежом. Для определения содержания -каротина (провитамина A) применяют спектрофотометрический метод после отделения его от каротиноидов на окиси алюминия или других адсорбентах.

Методы прошли широкую апробацию в различных лабораториях, отраслевых институтах пищевой промышленности и кафедр гигиены и питания медицинских институтов, одобрены Минздравом СССР и рекомендованы для практического использования Междуведомственной комиссией по составлению таблиц "Химический состав пищевых продуктов".

Принцип метода определения витамина A

Метод основан на реакции витамина A с треххлористой сурьмой в хлороформе с образованием синей окраски, интенсивность которой прямо пропорциональна содержанию витамина A. Предварительно проводят щелочной гидролиз жира, экстракцию витамина A органическим растворителем и отделение его от других соединений с помощью адсорбционной хроматографии.

Принцип метода определения -каротина

Метод основан на измерении интенсивности светопоглощения растворов -каротина. Как соединения с сопряженными двойными связями каротиноиды имеют характерные спектры поглощения в видимой области. -каротины экстрагируют органическим растворителем, отделяют от других каротиноидов с помощью адсорбционной хроматографии и измеряют поглощение его растворов на спектрофотометре при 450 - 452 нм.

При анализе молока, мяса, рыбы и блюд из них, приготовляемых без добавления растительных продуктов, возможно определение витамина A и -каротина из одного экстракта после их разделения на одной колонке с окисью алюминия. При анализе продукта, состоящего из животного и растительного сырья, определение витамина A и -каротина возможно из одного экстракта, но после выделения этих соединений на разных колонках.

Оборудование

Весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 200 г, поверочной ценой деления не более 0,5 мг; весы лабораторные общего назначения с наибольшим пределом взвешивания 500 г, поверочной ценой деления не более 50 мг; роторный испаритель; водяная баня с закрытым электрическим обогревом; фотоэлектроколориметр; спектрофотометр; гомогенизатор; шкаф сушильный.

Посуда

Ступка с пестиком; воронки фильтровальные 3, 5 - 7,5 см; воронки делительные вместимостью 250 - 500 ; колбы мерные вместимостью 50 и 100 ; колбы конические вместимостью 100 и 250 ; колбы круглодонные вместимостью 50, 100, 250, 500 со шлифом 14,5 и 29 мм; холодильник обратный, водяной со шлифом 14,5 мм; хроматографическая колонка - стеклянная трубка длиной 9 - 11 см, внутренний диаметр 10 мм, в нижний конец колонки впаяна трубка с внутренним диаметром 5 - 6 мм, постепенно суживающаяся до 1,5 - 2,0 мм, колонка заканчивается отводом для создания разрежения и шлифом 14,5; пробирки со шлифом 14,5, градуированные на 5, 10, 15 ; пипетки градуированные на 1, 2, 5 и 10 ; микропипетки градуированные на 0,1 и 0,2 ; цилиндры мерные на 50, 100, 200 ; стаканы на 50, 100, 250 .

Реактивы

Ретинола ацетат (Госфармакопея СССР, 10 изд., ст. 578); аскорбиновая кислота (Госфармакопея СССР, 10 изд., ст. 6); алюминия окись по Брокману II, нейтральная; калия гидроокись; натрий сернокислый безводный; сурьма треххлористая; фенолфталеин; ацетон; гексан; спирт этиловый ректификованный; уксусный ангидрид; хлороформ; эфир этиловый; бумага фильтровальная. При работе с эфиром, ацетоном, гексаном, хлороформом соблюдать правила техники безопасности с органическими растворителями.

Приготовление реактивов

1. Стандартные растворы ретинола ацетата с массовой концентрацией 2900 МЕ/ и 58 МЕ/. Растворяют 0,1000 г ретинола ацетата в мерной колбе на 100 в хлороформе и доводят хлороформом до метки (раствор с массовой концентрацией 2900 МЕ/). Для приготовления раствора 58 МЕ/ 1 раствора с концентрацией 2900 МЕ/ вносят в мерную колбу вместимостью 50 и доводят до метки хлороформом. Соединения ретинола ацетата очень неустойчивы к кислороду воздуха и свету, поэтому растворы готовят сразу при вскрытии ампулы и в день построения калибровочного графика.

2. Раствор треххлористой сурьмы (реагент Карр-Прайса). Отвешивают 20 г в конической колбе вместимостью 250 , в которую предварительно отмерено 100 хлороформа (в случае большой навески после взвешивания добавляют необходимое количество хлороформа) и растворяют при слабом (не выше 40°C) нагревании на водяной бане, периодически встряхивая. Раствор охлаждают, добавляют 2 - 3 уксусного ангидрида, колбу плотно закрывают и оставляют на ночь для отстаивания. Затем прозрачный раствор осторожно сливают в темную склянку с плотно закрывающейся крышкой. токсична и коррозионна, необходимо защищать от попадания на кожу, глаза, дыхательные пути.

3. Раствор гидроокиси калия 50%. 50 г KOH растворяют в 50 дистиллированной воды.

4. Окись алюминия. Для приготовления окиси алюминия определенной степени активности отвешивают в бюксе 6 г адсорбента и ставят в сушильный шкаф (t = 160 - 180°C) на 60 - 90 мин. Затем окись алюминия дезактивируют, быстро добавляя воду микропипеткой с массовой долей 1% (0,06 ) или 3% (0,18 ). Бюкс закрывают крышкой и встряхивают до тех пор, пока масса не станет однородной. Подготавливают адсорбент и заполняют им колонку перед нанесением на нее исследуемого раствора.

5. Растворы ацетона в гексане 4:4; 10,15% (объем/объем).

6. Раствор фенолфталеина (спиртовый) с массовой концентрацией 1%.

Ход определения

1. Щелочной гидролиз

Интервал определяемых массовых концентраций витамина A составляет 1,5 - 10 М.Е. (0,4 - 3,0 мкг)/ хлороформного экстракта, используемого для реакции с треххлористой сурьмой. Массу навески продукта и последующее разведение рассчитывают исходя из интервала указанных концентраций. Масса навески продукта должна находиться в диапазоне 1 - 20 г с массовой концентрацией витамина A 2 - 20 мкг.

Массу образца помещают в круглодонную колбу вместимостью 100 или 250 , соединенную шлифом с обратным водяным холодильником, добавляют 40 - 60 этилового спирта 0,1 - 0,2 г аскорбиновой кислоты и 50% раствор KOH. Доля добавляемого раствора KOH зависит от вида продукта и от массовой доли и состава в нем жира. При анализе продукта с низкой массовой долей жира (менее 6%) и витамина A (мясо, рыба и готовые блюда из них) на 10 г массы образца добавляют 2 - 4 раствора KOH. При более высокой массовой доли жира в этих продуктах на 10 г образца добавляют 6 - 10 раствора KOH. Для продуктов с более высокой массовой долей витамина A (яйцо, творог и готовые блюда из них) и жира > 10% на массу образца 5 - 7 г берут 5 - 7 щелочи. При анализе молока и молочных продуктов с низкой массовой долей жира и витамина A массу навески увеличивают до 20 г, щелочь добавляют 5 - 7 . Для продуктов с высокой массовой долей жира 30% и выше (сыры, масло сливочное и др.) на массу образца 3 - 5 г берут 4 - 8 щелочи.

После добавления щелочи смесь нагревают на водяной бане с обратным водяным холодильником при температуре кипения смеси в течение 30 мин. Затем смесь охлаждают и переливают в делительную воронку. В воронку добавляют воду, чтобы окончательная концентрация этилового спирта была около 30 - 35%. Признаком полного омыления служит то, что после добавления воды смесь остается прозрачной. При образовании мути увеличивают массовую долю щелочи при омылении.

2. Экстрагирование

Неомыляемый остаток экстрагируют этиловым эфиром 4 раза, сначала объемом эфира, равным объему добавленной воды, а затем объемами на 20% меньшими. Ополаскивают эфиром колбу после омыления. Объединенный эфирный экстракт отмывают от щелочи водой по фенолфталеину (при добавлении фенолфталеина промывная вода не должна окрашиваться). Экстракт фильтруют через слой безводного сернокислого натрия в круглодонную колбу роторного испарителя вместимостью 250 или 500 медленно, чтобы над сернокислым натрием не образовывался слой раствора, сернокислый натрий промывают эфиром. Затем эфир отгоняют под вакуумом, и неомыляемый остаток растворяют в 5 гексана.

3. Хроматография

В суконный конец хроматографической колонки помещают капроновую ткань, промытую гексаном. Затем непрерывной струей насыпают в колонку окись алюминия с массовой долей воды 3% (см. "Приготовление реактивов"), уплотняя ее легким постукиванием по колонке стеклянной палочкой. На верх адсорбента добавляют слой безводного сульфата натрия (0,5 - 1,0 см). Подготовленную колонку промывают 10 гексана и наносят 5 испытуемого экстракта. Затем снова пропускают 10 гексана (фракция 1). При анализе продуктов, не содержащих растительные продукты (молочные, мясные и т.д.) после гексана пропускают через колонку раствор ацетона в гексане с массовой долей 4%, до тех пор пока элюат не станет бесцветным (фракция 2). В этом случае фракцию 1 и 2 объединяют, выпаривают под вакуумом на роторном испарителе, остаток растворяют в гексане (5 - 10 ) и в растворе определяют -каротин (V1).

При анализе образца, содержащего продукты животного и растительного происхождения, после гексана через колонку пропускают раствор ацетона в гексане с массовой концентрацией 10% (30 ). Витамин A элюируют последующим пропусканием через колонку 30 раствора ацетона в гексане с массовой концентрацией 15% (фракция 3). Пропускают раствор через колонку при небольшом разрешении (2,5 - 3,0 /мин.). Фракцию 3, содержащую витамин A, выпаривают в роторном испарителе под вакуумом и растворяют остаток в хлороформе (2 - 6 ) (V2).

4. Определение витамина A

1) Проведение определения. Вносят 0,4 хлороформного раствора витамина A в кювету, помещают ее в кюветодержатель фотоэлектроколориметра, добавляют 4 раствора треххлористой сурьмы и быстро измеряют оптическую плотность, так как окраска неустойчива и начинает исчезать через 5 - 6 сек. Измерение проводят при длине волны 620 нм. После измерения наблюдают за окраской раствора: синяя окраска должна исчезнуть и после этого раствор не должен быть окрашенным или мутным. Помутнение возможно в случае попадания воды с испытуемым раствором или с раствором сурьмы. Наличие окраски раствора через 15 с после проведения реакции свидетельствует о недостаточно полном отделении витамина A от мешающих соединений. В том и другом случае анализ необходимо повторить, учтя вышеуказанные замечания.

2) Построение калибровочного графика. Из стандартного раствора ретинола ацетата с массовой концентрацией 58 МЕ/ готовят разведения с массовой концентрацией 1,2 МЕ/ (1 стандартного раствора помещают в мерную колбу вместимостью 50 и доводят объем до метки хлороформом); 2,9 МЕ/ (0,5 стандартного раствора помещают в градуированную пробирку на 10 и доводят объем хлороформом до 10 ); 5,8 МЕ/ (1 стандартного раствора помещают в градуированную пробирку на 10 и доводят объем хлороформом до 10 ); 11,6 МЕ/ (1 стандартного раствора помещают в градуированную пробирку на 5 и доводят объем хлороформом до 5 ). Приготовленные растворы хорошо перемешивают. Из каждого разведения отбирают по 0,4 раствора и проводят колориметрическую реакцию так же, как при анализе испытуемых растворов. Для построения калибровочного графика по оси ординат откладывают полученные значения оптической плотности, а по оси абсцисс - соответствующие им количества витамина A в 1 раствора в МЕ.

3) Расчет. Массовую долю витамина A в мг на 100 г продукта вычисляют по формуле:

, (1)

где:

K - массовая концентрация витамина A в 1 испытуемого раствора, определяемая по стандартной кривой, МЕ; V2 - общий объем раствора в хлороформе, ; 100 - пересчет на 100 г продукта; 3300 - пересчет на МЕ в мг; a - масса образца, г.

Вычисление проводят до третьего десятичного знака. За конечный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 15% от среднего арифметического значения.

5. Определение -каротина

1) Экстрагирование каротина из растительного материала (свежие и сухие овощи, плоды, ягоды).

Интервал определяемых концентраций -каротина составляет 0,1 - 1 мкг/ раствора, оптическую плотность которого измеряют на спектрофотометре. Массу навески продукта (1 - 15 г с массовым содержанием -каротина 0,01 - 0,05 мг) и последующее разведение рассчитывают исходя из интервала указанных концентраций.

Массу исследуемого образца, взятую из средней пробы переносят в ступку или стакан смесителя, добавляют 0,1 - 0,2 г аскорбиновой кислоты и растирают с небольшим количеством измельченного стекла или гомогенизируют в смеси ацетон-гексан (1:1). Затем смеси дают отстояться и сливают прозрачный экстракт в делительную воронку. Экстракцию повторяют до тех пор, пока раствор не станет бесцветным. Отмывают объединенный экстракт от ацетона 3 раза порциями воды, равными объему ацетона, использованного при экстракции. Экстракт фильтруют через слой сернокислого безводного натрия в круглодонную колбу от роторного испарителя вместимостью 250 или 500 медленно и промывают слой сернокислого натрия на фильтре 2 раза небольшими порциями гексана. Выпаривают гексан на роторном испарителе до объема 4 - 5 , если раствор интенсивно окрашен, его не выпаривают и измеряют объем раствора (V1).

2) Хроматография -каротина при анализе растительного сырья. В хроматографическую колонку непрерывной струей насыпают окись алюминия с массовой долей воды 1%, уплотняя ее легким постукиванием по колонке стеклянной палочкой. На верх адсорбента добавляют слой безводного сернокислого натрия высотой 0,5 - 1,0 см. Колонку промывают 10 гексана и наносят 5 раствора -каротина в гексане, полученного раздел 2 при анализе продуктов из животного и растительного сырья или раздел 5.1 (в дальнейшем необходимо следить, чтобы верхний слой колонки был всегда покрыт раствором). Каротиноиды на высоте колонки (сверху вниз) располагаются в следующем порядке: хлорофилл, ксантофиллы, ликопин и каротины (бета и альфа). - и -каротины из всех каротиноидов обладают на окиси алюминия наименьшей адсорбционной способностью и их элюируют, пропуская 10 гексана или пропуская после гексана раствор ацетата в гексане с массовой концентрацией 1% до тех пор, пока вытекающий с колонки раствор не станет бесцветным. После элюции каротина с колонки измеряют объем элюата (V1).

3) Спектрофотометрическое определение -каротина и расчет на спектрофотометре определяют оптическую плотность растворов -каротина в гексане, полученных в разделах 3 и 5.2, при длине волны 450 - 455 нм и рассчитывают содержание, используя коэффициент удельного поглощения .

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Вместо цифр "5.2" следует читать "пункт 2 раздела 5"

Массовую долю -каротина в мг на 100 г продукта вычисляют по формуле:

, (2)

где:

10 - содержание каротина в 1 1%-ного раствора, мг; Д - оптическая плотность испытуемого раствора, ; V1 - объем элюата, ; 100 - пересчет на 100 г продукта; Е%см = 2580; a - навеска, г.

При анализе растительного материала массовую долю -каротина в мг на 100 г продукта вычисляют по формуле:

, (3)

где:

V3 - общий объем испытуемого раствора, ; 5 - объем раствора, нанесенный на колонку, ; остальные обозначения, что и к формуле (2).

Полноту отделения -каротина от ликопина проверяют путем снятия спектра при длинах волн 420 - 430 нм с интервалами 5 нм. Если полученные максимумы соответствуют максимуму поглощения для -каротина в гексане (450 - 451, 475 нм), то, следовательно, -каротин отделен от ликопина.

Вычисление проводят до третьего десятичного знака. За конечный результат принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Расхождение между двумя параллельными определениями не должно превышать 15% от среднего арифметического.

Заместитель Начальника Главного санитарно-эпидемиологического управления Минздрава СССР

А.И. Заиченко