Witamina A- beta-karoten

Karotenoidy
-znanych jest ponad 500 naturalnych barwników karotenoidowych i kilkadziesiąt z nich ma aktywność biologiczną
-aktywnie biologicznie mają w swojej cząsteczce przynajmniej jeden pierścień beta-jononu
-najaktywniejszy z nich jest beta-karoten
-są to związki szeroko rozpowszechnione
-ich źródłem są żółte, pomarańczowe i czerwone warzywa i owoce, zielone liście warzyw
-beta karoten: składa się z dwu pierścieni beta-jononu, połączonych łańcuchem polienowym
-pozostałe karotenoidy mają tylko jeden pierścień beta-jononu, dlatego mają połowę aktywności biologicznej beta-karotenu
-w organizmie człowieka beta-karoten zostaje przekształcony w witaminę A
-z 1cz beta-karoteny mogą powstać 2 cz. Re tinolu, w praktyce proces ten przebiega ze znacznie mniejszą wydatnością

Barwniki karotenoidowe można podzielić na 2 główne grupy

1. Karoteny
   -węglowodory karotenoidowe o ogólnym wzorze C40H56
   -są to alfa, beta i gamma karoteny i likopen

2. Ksantofile
   -hydroksylowe pochodne karotenów
   -między innymi beta-kryptoksantyna, luteina, zeaksantyna

Wspólne cechy karotenoidów
-wszystkie mają łańcuch alifatyczny z grupami metylowymi i układem sprzężonych wiązań podwójnych
-końcowe grupy łańcucha alifatycznego są zróżnicowane
-uk. Sprzężonych wiązań podwójnych jest odpowiedzialny za intensywność zabarwienia tych związków (od żółtego do czerwonego)
-grupy kończowe odpowiadają za aktywność biologiczną, właściwości adsorpcyjne i rozpuszczalność

Właściwości fizykochemiczne karotenoidów

1. Rozpuszczalne w tłuszczach

2. Łatwo rozpuszczalne w eterze naftowym, eterze etylowym, chloroformie, benzenie, heksanie, trudno rozpuszczalne w alkoholu

3. Wrażliwe na utlenianie, autooksydację i światło

4. Oporne na działanie podwyższonej T w atm. Beztlenowej, z wyjątkiem zmian stereoizometrycznych

5. Mają charakterystyczne widmo absorpcji z różnym maksimum, zależnie od stosowanego rozpuszczalnika organicznego

Oznaczanie zawartości karotenoidów w surowcach i produktach spożywczych
-jako związki barwne
-rozdział metodą adsorpcji chromatografii kolumnowej
-oznaczanie przeprowadza się metodami spektrofotometrycznymi

Postępowanie analityczne chromatografii kolumnowej obejmuje etapy:

1. Ekstrakcję oznaczanych karotenoidów (ewentualnie zmydlania próby)
   -ekstrakcja za pomocą eteru naftowego, heksanu, chloroformu
   -unikanie wysokiej T, wyjątki to: produkty o dużej zawartości tłuszczu, produkty mleczne, mieszane

2. Rozdział na kolumnie chromatograficznej
   -rozwinięcie na kolumnie wyraźnych stref adsorpcji z zastosowaniem odpowiedniego adsorbentu i mieszanin eluujących
   -najlepszym adsorbentem jest tl. magnezu i celit
   -do eluowania eter naftowy z 2-5% dodatkiem acetonu
   -pozwala to oddzielić karoteny od ksantofili i chlorofilu
   -produkty pochodzenia zwierzęcego, zawierające dodatkowo Wit. A lepszy tlenek glinu, do eluowania dodatkowo heksan

3. Kolorymetryczne oznaczenie karotenoidów w eluentach eterowych
   -a na koniec ich przeliczenie na zawartość w badanej próbie

Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC)
-inna metoda rozdzielająca karotenoidy

Oznaczanie zawartości beta-karotenu i sumy karotenoidów z zastosowaniem chromatografii kolumnowej
-polega na pomiarze, przy długości fali świetlnej 450nm, absorbancję eterowych roztorów beta- karotenu i pozostałych karotenoidów wyizolowanych za pomocą adsorpcyjnej chromatografii kolumnowej
Wykonanie ćwiczenia

1. Przygotowanie krzywej standardowej (wzorcowej)

2. Oznaczenie zawartości beta-karotenu i sumy karotenoidów w badanej próbie
   -ekstrakcja
   -przygotowanie kolumny chromatograficznej
   -rozdział na kolumnie chromatograficznej
   -pomiar zawartości beta-karotenu oraz sumy karotenoidów

   Wapń
   

1. Ogólnie o wapniu
   -makroelement
   -jego wykorzystanie zwiększają: niskie pH, obecność aminokwasów zasadowych, laktozy, kwasów organicznych, obecnośc Wit. D i odpowiedni stosunek wapnia do fosforu
   -wykorzystanie wapnia utrudniają: fityniany, szczawiany i błonnik, wysokie pH, obecność tłuszczu, duża zawartość fosformu w racji pokarmowej

2. Metody oznaczania wapnia

1. Manganometrzyczna (objętościowa)
   -wapń pod postacią chlorku wapniowego wytrąca się w śr. Kwaśnym pod wpływem szczawianu amonowego
   -tworzy się szczawian wapniowy
   -rozpuszczenie szczawianu wapniowego w kw. Siarkowym
   -miareczkowanie wolnego kw. Szczawiowego roztworem nadmanganianu potasowego
   -obliczanie ilości związanego wapnia
   -jeto to metoda klasyczna, pracochłonna, precyzyjna

2. Kompleksometryczna z werseniane dwusodowym (objętościowa)
   -polega na miareczkowaniu wapnia w zmineralizowanej próbce produktu roztworem wersenianu dwusodowego w obecności wskaźnika mieszaniny mureksydowej (mureksydu i zieleni naftalowej)
   -barwa zmienia się od szaroróżowej do niebieskofioletowej
   -oznaczanie to utrudnia: obecność metali ciężkich, duża czułość metody na szczawiany i fosforany
   -trudnośc też sprawia uchwycenie końcowego punktu miareczkowania

3. Fotometrii płomieniowej
   -polega na pomiarze w roztworach zmineralizowanej próbki natężenia promieniowania emitowanego przez wzbudzone atomy wapnia w płomieniu palnika
   -zawartość wapnia odczytuje się z krzywej wzorcowej
   -wymaga usunięcia jonów interferujących

4. Atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej (ASA)
   -polega na pomiarze absorpcji promieniowania lampy katodowej przy długości fali rezonansowej 422,7nm przez wolne at. Ca znajdujące się w roztworze próbki wprowadzonej do płomienia palnika acetyl-powietrznego w formie rozpylonej
   - odczyt z krzywej standardowej

   Magnez

1. Ogólnie o magnezie
   -kation wewnątrzkomórkowy
   -aktywuje ok. 300 enzymów
   -makroelement
   -przyswajalność magnezu ogranicza: zawartość tłuszczu, obecność celulozy, hemicelulozy, fitynianów, tanin, szczawianow oraz obecność zwiększonej ilości wapnia i fosforu
   -przyswajalność magnezu polepsza: obecność białka i laktozy

2. Metody oznaczania magnezu

1. Wagowa
   -pracochłonna, rzadko stosowana

2. Kompleksometryczne
   -wady:
   >konieczne usuwanie substancji interferujących
   >konieczne zachowanie odpowiedniego stężenia jonów wodorowych
   >słabo widoczna zmiana barwy wskaźników tj.: mureksyd i czerń eriochromowa

3. Kolorymetryczne
   -mało specyficzna dla magnezu
   -wymagają wybiórczego oddzielenia magnezu od innych pierwiastków
   -z żółcienią tiazolowi: pomiar absorbancję barwnego związku powstałego na skutek reakcji wodorotlenku magnezu z żółcienią tiazolowi. Intensywność zabarwienia mierzy się przy dł. Fali świetlnej 540nm

4. Fotometrii płomieniowej
   -wymaga pozbawienia badanego roztworu jonów interferujących przez dodatek roztworu kompleksującego lub usunięcie zw. i. na jonitach

5. Atomowej spektrofotometrii absorpcyjnej
   -duża czułość, szybkość, prostota oznaczania, powtarzalność wyników
   -czynnik ograniczającym jest posiadanie specjalnej aparatury
   -jony interferujące usuwane z zastosowaniem soli strontu czy lantanu