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Festphasenextraktion Effiziente Multimethode zur Analytik fettlöslicher Vitamine

| Autor / Redakteur: Franziska Chmelka, Mariia Mathoviskaia und Norbert Helle* / Dr. Ilka Ottleben

Fettlösliche Vitamine zu bestimmen, kann aufwändig sein, muss es aber nicht. Mit einer intelligenten Probenvorbereitungsstrategie und der richtigen Technik lassen sich fettlösliche Vitamine im Rahmen einer Multimethode effizient erfassen und vermessen. Eine Schlüsselstellung nahm hierbei die Festphasenextraktion (SPE) ein.

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Abb. 1: Obst- und Gemüse sind die wichtigsten natürlichen Quellen für essenzielle Vitamine. Doch auch in vielen industriell produzierten Lebens- und Nahrungsergänzungsmitteln sind sie enthalten oder zugesetzt und müssen hier entsprechend bestimmt und deklariert werden.
Abb. 1: Obst- und Gemüse sind die wichtigsten natürlichen Quellen für essenzielle Vitamine. Doch auch in vielen industriell produzierten Lebens- und Nahrungsergänzungsmitteln sind sie enthalten oder zugesetzt und müssen hier entsprechend bestimmt und deklariert werden.
( © ZoomTeam - Fotolia)

Wir sind darauf angewiesen, bestimmte organisch-chemische Verbindungen aufzunehmen, weil unser Organismus sie zum Leben braucht, nicht aber in der Lage ist, sie aus sich heraus zu bilden. Vitamine gehören, mit wenigen Ausnahmen, zu den für uns essenziellen Stoffen. Um den empfohlenen täglichen Bedarf decken zu können, müssen wir nicht nur den individuellen Bedarf kennen. Ebenso wichtig zu wissen ist, wie gehaltvoll unsere Nahrung ist. Lebensmittelhersteller sind in der Pflicht, den Nährstoffgehalt ihrer Produkte zu bestimmen und zu deklarieren. Gleiches gilt auch für Produzenten freiverkäuflicher Nahrungsergänzungsmittel.

Klassische Vitaminanalytik ist aufwändig

Vitamine in Lebens- oder Nahrungsergänzungsmitteln zu bestimmen, insbesondere die fettlöslichen Vitamine E, D, K und A, ist alles andere als trivial. Aufgrund ihres lipophilen Charakters lassen sie sich nur mit unpolaren Lösemitteln wie Essigester oder Hexan aus der Matrix extrahieren. Für die erforderliche Reversed-Phase-Chromatographie aber werden Laufmittel eingesetzt, die mehr oder weniger polar sind, etwa Acetonitril, Methanol und Wasser. Das heißt, wer fettlöslich Vitamine in Art und Menge mittels HPLC-Analyse bestimmen will, kommt an einem Lösemittelwechsel nicht umhin. Dieser Schritt erfordert in der Regel, so man ihn manuell ausführt, einiges an Zeit und Arbeitseinsatz. Zwei weitere Aspekte erweisen sich bei Analyse fettlöslicher Vitamine als Herausforderung. Zum einen passiert es, dass Fett im Verlauf der Extraktion verschleppt und in den Probenextrakt eingetragen wird; Fett stört jedoch die spätere HPLC-Analyse und ist daher abzutrennen. Ein anderer Punkt ist der oftmals niedrige Vitamingehalt einer Probe, der es schwer macht, Detektions- oder Bestimmungsgrenzen zu erreichen. Vitamin D und Vitamin K kommen in den meisten relevanten Proben in nur sehr niedrigen Gehalten vor.

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Multimethode – das Optimierungspotenzial im Blick

Wie auch immer man das Blatt wenden mag: Will man die Effektivität der Analyse fettlöslicher Vitamine steigern, um die Produktivität und Empfindlichkeit zu erhöhen, erweist es sich als sinnvoll und wegweisend, Optimierungspotenzial zu erschließen.

Eben dieses Ziel hat sich die TeLA (Technische Lebensmittel- und Umweltanalytik Bremerhaven) gestellt. Bei der Arbeit kristallisierte sich bereits zu Beginn ein interessanter Ansatz heraus, der letztlich in der Entwicklung einer Multimethode mündete, mit der sich erstmals mehrere fettlösliche Vitamine, im vorliegenden Fall Vitamin D, K und E, automatisiert und in nur einem Analysenlauf bestimmen lassen.

Die Basis bildete unter anderem die Einbindung eines Autosamplers, um die erforderlichen, üblicherweise aufwändigen Schritte der Probenvorbereitung insbesondere die Aufreinigung des Probenextraktes und den Lösemittelwechsel zu automatisieren, damit zu vereinfachen und unabhängig vom Laborpersonal möglich zu machen.

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