Her ble høyoppløselige 1H og 13C kjernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi anvendes som en rask og pålitelig verktøy for kvantitativ og kvalitativ analyse av innkapslede fiskeolje bilag.
Den vestlige diett er fattig på N-3 fettsyrer, derfor forbruket av fiskeolje tillegg anbefales det å øke inntaket av disse essensielle næringsstoffer. Formålet med dette arbeidet er å demonstrere den kvalitativ og kvantitativ analyse av innkapslede fiskeolje ved hjelp av høy-oppløsning 1H og 13C NMR-spektroskopi å benytte to forskjellige NMR-instrumenter; en 500 MHz og et 850 MHz instrument. Både proton (1 H) og karbon (13C) NMR-spektre kan anvendes for kvantitativ bestemmelse av de viktigste bestanddeler av fiskeolje bilag. Kvantifisering av lipidene i fiskeolje er oppnådd ved integrering av de passende NMR-signalene i det aktuelle 1D spektra. Resultater oppnådd ved 1H og 13C NMR er i samsvar med hverandre, til tross for forskjellen i oppløsning og følsomhet mellom de to kjerner og de to apparater. 1H NMR tilbuds en hurtigere analyse sammenlignet med 13C NMR spektrum som kan tas opp i løpet av mindre enn ett minutt, i motsetning til 13 C-NMR-analyse, som varer fra 10 minutter til én time. 13C NMR-spektret, er imidlertid mye mer informativ. Det kan gi kvantitative data for et større antall av individuelle fettsyrer, og kan brukes for å bestemme posisjonsmessig fordeling av fettsyrer med glycerol ryggraden. Begge kjerner kan gi kvantitativ informasjon på bare ett eksperiment uten behov for rensing eller separasjonstrinn. Styrken av det magnetiske felt for det meste påvirker 1H NMR-spektra på grunn av sin lavere oppløsning med hensyn til 13C-NMR, men til og med lavere kostnader NMR-instrumenter kan effektivt anvendes som en standard metode av næringsmiddelindustrien og kvalitetskontroll laboratorier.
Forbruket av N-3 fettsyrer i dietten har vist seg å være fordelaktig for en rekke tilstander som hjertelidelser 1, 2, 3, 4 inflammatoriske sykdommer og diabetes 5. Den vestlige diett er ansett som dårlig i N-3-fettsyrer, og således forbruket av fiskeolje tillegg anbefales for å forbedre n -6 / n -3 balanse i forbrukerens ernæring 1. Til tross for den siste økningen i fiskeolje supplement forbruk spørs det om sikkerheten, autentisitet, og kvaliteten på noen av disse produktene. Den raske og nøyaktige kompositorisk analyse av fiskeolje kosttilskudd er viktig å evaluere kvaliteten på disse kommersielle produkter og sikre forbrukernes sikkerhet.
De vanligste metoder for vurdering av fiskeolje supplements er gasskromatografi (GC) og infrarød spektroskopi (IR). Selv om disse er meget følsomme metoder, lider de av flere ulemper 6. GC-analyse er tidkrevende (4-8 h) på grunn separasjon og derivatisering av de enkelte forbindelser som er nødvendig for 7 og lipid oksidasjon kan forekomme i løpet av analysen 8, 9. Mens IR-spektroskopi kan være kvantitative, er en forutsigelse modell nødvendig for å bli konstruert ved bruk av partiell minste kvadraters regresjon (PLSR), selv om det er unntak, hvor IR-bånd kan tilskrives en enkelt forbindelse 10. MPCA krever analyse av et stort antall prøver, noe som øker analysetidspunktet 11. Av denne grunn er det en økende interesse for utvikling av nye analytiske metoder som gjør det mulig nøyaktig og rask analyse av et stort antall fiskeoljeprøver. Organisasjoner som Office of Kosttilskudd (ODS) ved National Institutes of Health (NIH) og Food and Drug Administration (FDA) har samarbeidet med Association of Official Analytical Chemists (AOAC) for å utvikle disse nye metoder 12, 13.
En av de mest lovende analytiske metoder for screening og evaluering av flerkomponent-matrikser, slik som kosttilskudd, er Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spektroskopi 14, 15. NMR-spektroskopi har flere fordeler: det er en ikke-destruktiv og kvantitativ teknikk, krever minimalt eller ingen prøvepreparering, og den er karakterisert ved god nøyaktighet og reproduserbarhet. I tillegg, er NMR-spektroskopi et miljøvennlig metoden fordi den utnytter bare små mengder av løsemidler. Den største ulempen med NMR-spektroskopi er dens forholdsvis lave følsomhet sammenlignet med andre analytical metoder har imidlertid de siste teknologiske fremskritt i instrumentering som for eksempel sterkere magnetfelt, kryogene sonder med forskjellige diametre, avansert databehandling, og allsidig pulssekvenser og teknikker har økt følsomhet opp til den nM-området. Mens NMR instrumentering er høye kostnader, med lang levetid av NMR-spektrometre og de mange anvendelser av NMR senke kostnadene for analysen i det lange løp. Denne detaljerte video-protokollen er ment å hjelpe nye utøvere innen unngå fallgruver forbundet med 1H og 13C NMR spektroskopianalyse av fiskeolje bilag.
Modifikasjoner og strategier for feilsøking
Spectral kvalitet. Den linjebredden av NMR-signalet og således oppløsningen av NMR-spekteret er svært avhengig av mellomlegg, som er en fremgangsmåte for optimalisering av homogeniteten i det magnetiske felt. For rutineanalyser, er 1D mellomlegg tilstrekkelig og en 3D-mellomlegg er ikke nødvendig, gitt at den er utført ved NMR personell på en regelmessig basis. Hvis dette ikke er tilfelle, må en 3D-mellomlegg bli utført før…
The authors have nothing to disclose.
Dette arbeidet ble støttet av mat for Health Discovery tema på Ohio State University og Institutt for ernæringsvitenskap og teknologi ved Ohio State University. Forfatterne ønsker å takke NMR-anlegget ved Ohio State University og NMR-anlegget ved 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 |