Her blev høj opløsning 1H og 13C kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi anvendes som en hurtig og pålidelig værktøj til kvantitativ og kvalitativ analyse af indkapslede fiskeolie kosttilskud.
Den vestlige kost er fattig på n -3 fedtsyrer, anbefales derfor forbruget af fiskeolie kosttilskud for at øge indtaget af disse vigtige næringsstoffer. Formålet med dette arbejde er at demonstrere den kvalitative og kvantitative analyse af indkapslede fiskeolie kosttilskud ved hjælp af høj-opløsning 1H og 13C NMR-spektroskopi ved anvendelse af to forskellige NMR-instrumenter; en 500 MHz og en 850 MHz-instrument. Både proton (1 H) og carbon (13C) NMR-spektre kan anvendes til kvantitativ bestemmelse af de vigtigste bestanddele af fiskeolie kosttilskud. Kvantificering af lipiderne i fiskeolie kosttilskud opnås ved integration af de passende NMR-signaler i den relevante 1D spektre. Resultater opnået ved 1H og 13C NMR er i god overensstemmelse med hinanden, på trods af forskellen i opløsning og følsomhed mellem de to kerner og de to instrumenter. 1H NMR tilbudsa mere hurtig analyse sammenlignet med 13C NMR, som det frekvensområde kan optages i mindre end 1 min, i modsætning til 13C NMR-analyse, som varer fra 10 min til en time. 13C NMR-spektret, er imidlertid meget mere informativ. Det kan give kvantitative data for et større antal af individuelle fedtsyrer og kan anvendes til bestemmelse af stillingsfordelingen af fedtsyrer på glycerolskelettet. Begge kerner kan give kvantitative oplysninger på bare et eksperiment uden behov for rensning eller adskillelse trin. Styrken af magnetfeltet hovedsagelig påvirker 1H NMR-spektre på grund af dets lavere opløsning i forhold til 13C NMR imidlertid endnu lavere omkostninger NMR instrumenter kan effektivt anvendes som en standard metode fødevareindustrien og kvalitetskontrol laboratorier.
Forbruget af n -3 fedtsyrer i kosten har vist sig at være gavnlig mod flere betingelser, såsom hjertesygdomme 1, 2, 3, inflammatoriske sygdomme 4 og diabetes 5. Den vestlige kost anses for ringe i n -3 fedtsyrer og anbefales derfor forbruget af fiskeolie kosttilskud for at forbedre n -6 / n -3 balance i forbrugerens ernæring 1. På trods af den seneste stigning i fiskeolie supplere forbrug, spørgsmål forbliver om sikkerheden, autenticitet, og kvaliteten af nogle af disse produkter. Den hurtige og præcise analyse af sammensætningen af fiskeolie kosttilskud er afgørende at kunne vurdere kvaliteten af disse kommercielle produkter og sikre forbrugernes sikkerhed.
De mest almindelige metoder til vurdering af fiskeolie suppleres er gaschromatografi (GC) og infrarød spektroskopi (IR). Mens disse er meget følsomme metoder, lider de af adskillige ulemper 6. GC-analyse er tidskrævende (4-8 timer), fordi separation og derivatisering af individuelle forbindelser er påkrævet 7 og lipidoxidation kan der ved en analyse 8, 9. Mens IR-spektroskopi kan være kvantitativ, er en forudsigelsesmodel, der skal konstrueres ved anvendelse af partiel mindste kvadraters regression (PLSR), selv om der er undtagelser, i hvilke IR-bånd kan tilskrives en enkelt forbindelse 10. PLSR kræver analyse af et stort antal prøver, hvilket øger tidspunktet for analyse 11. Af denne grund er der en stigende interesse for udvikling af nye analysemetoder, der tillader præcis og hurtig analyse af et stort antal fisk olieprøver. Organisationer som Office af kosttilskud (ODS) på National Institutes of Health (NIH) og Food and Drug Administration (FDA) har samarbejdet med Association of Official Analytical Chemists (AOAC) at udvikle disse nye metoder 12, 13.
Et af de mest lovende analysemetoder til screening og evaluering af flerkomponent-matricer, såsom kosttilskud, er kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi 14, 15. NMR-spektroskopi har adskillige fordele: det er en ikke-destruktiv og kvantitativ teknik, kræver minimal til ingen prøveforberedelse, og den er kendetegnet ved fremragende nøjagtighed og reproducerbarhed. Desuden NMR-spektroskopi er en miljøvenlig metode, fordi den udnytter kun små mængder af opløsningsmidler. Den største ulempe ved NMR-spektroskopi er dens relativt lav følsomhed sammenlignet med andre analytical metoder er imidlertid nylige teknologiske fremskridt inden instrumentering såsom stærkere magnetfelter, kryogeniske prober med forskellige diametre, avanceret databehandling og alsidige pulssekvenser og teknikker har øget følsomhed på op til nM-området. Mens NMR instrumentering er høje omkostninger, lang levetid af NMR-spektrometre og de mange anvendelser af NMR sænke omkostningerne ved analysen i det lange løb. Denne detaljerede video protokol er beregnet til at hjælpe nye praktikere på området undgå faldgruber forbundet med 1H og 13C NMR-spektroskopisk analyse af fiskeolie kosttilskud.
Ændringer og strategier for fejlfinding
Spektral kvalitet. Liniebredden af NMR-signalet og dermed løsningen af NMR-spektret er meget afhængig af mellemlæg, som er en proces til optimering af homogeniteten af det magnetiske felt. Til rutineanalyse, 1D afstandsstykker er passende og en 3D afstandsstykker er ikke påkrævet, da den udføres ved NMR personale på regelmæssig basis. Hvis dette ikke er tilfældet, skal en 3D afstandsstykker udføres før analys…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbejde blev støttet af Fødevarer til sundhed Discovery tema på Ohio State University og Department of Food Science and Technology på The Ohio State University. Forfatterne vil gerne takke NMR-facilitet på The Ohio State University og NMR-facilitet på Penn State University.
Avance III 850 NMR instrument | Bruker | ||
Avance III 500 NMR instrument | Bruker | ||
TCI 5mm probe | Bruker | Helium cooled inverse (proton deetected) NMR probe featuring three independent channels (1H, 13C, 15N) | |
BBO prodigy 5mm probe | Bruker | Nitrogen cooled observe (X-nuclei detected) probe, featuring two channels; one for 1H and 19F detectionand one for X-nuclei (covering from 15N to 31P) | |
Spinner turbin | Bruker | NMR spinners are made by polymer materials and they have a rubber o-ring to hold the NMR tube securely in place | |
Topspin 3.5 | Bruker | ||
deuterated chloroform | Sigma-Aldrich | 865-49-6 | 99.8 atom % D, contains 0.03 TMS |
2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, | Sigma-Aldrich | 128-37-0 | purity >99% |
Fish oil samples | |||
NMR tubes | New Era | NE-RG5-7 | 5mm OD Routine “R” Series NMR Sample Tube |
BSMS | Bruker | Bruker Systems Management System; control system device |