Balık Yağı Takviyeler Lipid Profilinin Rapid Değerlendirilmesi için Sağlam Aracı Olarak NMR Spektroskopisi
Summary
Burada, yüksek çözünürlüklü 1H ve 13C Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) spektroskopisi kapsüllenmiş balık yağı takviyeleri nicel ve nitel analiz için hızlı ve güvenilir bir araç olarak kullanılmıştır.
Abstract
Batı diyet nedenle balık yağı takviyelerinin tüketimi bu temel besinlerin alımını artırmak için önerilir n -3 yağ asitleri bakımından fakirdir. Bu çalışmanın amacı, yüksek çözünürlüklü 1 H ve iki farklı NMR aletleri kullanılarak 13 ° C NMR spektroskopisi kullanarak kapsül balık yağı takviyeleri kalitatif ve kantitatif analiz ortaya koymaktır; 500 MHz ve 850 MHz alet. Her iki protonu (1H) ve karbon (13C) NMR spektrumları, balık yağı takviyeleri ana bileşenlerinin miktarlarının belirlenmesi için kullanılabilir. Balık yağı takviyeleri lipid miktarının ilgili 1D spektrumları uygun NMR sinyallerinin entegrasyonu ile elde edilir. 1H ve 13 C NMR ile elde edilen sonuçlar, iki çekirdek ve iki araç arasında çözünürlük ve hassasiyet farkına rağmen, birbirleri ile iyi bir uyum içindedir. 1H NMR tekliftayfı, bir saat 10 dakika sürer 13C NMR analizi, aksine, 1 dakikadan daha az olarak kaydedilebilir olarak sa daha hızlı analiz, 13C NMR ile karşılaştırıldığında. 13C NMR spektrumu, ancak çok daha açıklayıcıdır. Tek tek yağlı asitlerin daha fazla sayıda sayısal verileri ve gliserol omurgası üzerinde yağlı asitlerin konumsal dağılımını belirlemek için kullanılabilir. Hem çekirdek arıtma veya ayırma aşamalarına gerek kalmadan tek bir deneyde sayısal bilgi sağlayabilir. Manyetik alanın gücü çoğunlukla 13C NMR ile ilgili olarak daha düşük bir çözünürlüğe 1H NMR spektrumları etkiler, ancak, daha düşük maliyetli NMR aletleri verimli gıda sanayi ve kalite kontrol laboratuarlarında standart bir yöntem olarak uygulanabilir.
Introduction
Diyet, n-3 yağ asitlerinin tüketimi, kalp bozuklukları, 1, 2, 3, enflamatuar hastalıklar 4 ve diyabet 5 gibi çeşitli koşullara karşı faydalı olduğu kanıtlanmıştır. Batı diyet n -3 yağ asitleri kötü kabul edilir ve böylece balık yağı takviyelerinin tüketimi n geliştirmek için tavsiye edilir -6 / n -3 tüketicinin beslenme 1'de denge. balık yağı takviyesi tüketiminde son artışa rağmen, sorular bu ürünlerin bazılarının güvenliği, özgünlük ve kalitesi hakkında kalır. balık yağı takviyelerinin hızlı ve doğru kompozisyon analizi doğru bu ticari ürünlerin kalitesini değerlendirmek ve tüketici güvenliğini sağlamak için esastır.
balık yağı takviyesi değerlendirilmesi için en yaygın yöntemlers gaz kromatografisi (GC) ve kızıl ötesi spektroskopi (IR) 'dir. Bu son derece hassas yöntemler olmakla birlikte, bunların çeşitli sakıncaları 6 muzdarip. GC analizi, ayrı ayrı bileşiklerin ayrılması ve türetilmesi 7 gereklidir ve lipid oksidasyonu analiz 8, 9 sırasında oluşabilir, çünkü zaman alıcı (4-8 saat) 'dir. IR spektroskopisi nicel olabilir, bir tahmin modeli IR bantları, tek bir bileşik 10 atfedilebilir hangi istisnalar olmasına rağmen, kısmi en az kareler regresyon (PLSR) kullanılarak inşa edilmesi gerekmektedir. PLSR analizi 11 süresini uzatır örneklerin çok sayıda, analiz edilmesi gerekir. Bu nedenle, balık yağı örneklerinin çok sayıda doğru ve hızlı analiz izin yeni analitik yöntemler geliştirilmesinde artan bir ilgi vardır. örneğin Offi gibi örgütlerSağlık (NIH) ve Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) National Institutes of Besin Takviyesi (ODS) ait ce bu yeni yöntemler 12, 13 geliştirmektir Resmi Analitik Kimyagerler Derneği (AOAC) ile işbirliği var.
Tarama ve diyet takviyeleri olarak çok bileşenli matrisler, değerlendirilmesi için en ümit verici analitik yöntemlerden biri, Nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi 14, 15'dir. NMR spektroskopisi birçok avantajı vardır: bir tahribatsız ve niceliksel bir teknik, hiçbir numune hazırlama için en az gerektirir ve mükemmel doğruluk ve üretkenlik ile karakterize edilir. bu çözücülerin sadece küçük miktarlarda kullanmaktadır Buna ek olarak, NMR spektroskopisi, çevre dostu bir yöntemdir. NMR spektroskopisi ana dezavantajı, diğer analyti kıyasla nispeten düşük duyarlılığıcal yöntem, ancak bu tür güçlü manyetik alanlar, çeşitli çaplarda kriyojenik sondalar, gelişmiş veri işleme ve çok yönlü darbe dizileri ve teknikleri gibi aletlerin son zamanlardaki teknolojik ilerlemeler nM aralığına kadar karşı artmış bir hassasiyet. NMR enstrümantasyon yüksek maliyetli olmakla birlikte, NMR spektrometre uzun ömürlü ve NMR birçok uygulama uzun vadede analiz maliyetini düşürmek. Bu ayrıntılı video protokol alanında yeni uygulayıcı 1 H ve balık yağı takviyeleri 13C NMR spektroskopik analizleri ile bağlantılı tuzaklar önlemek için tasarlanmıştır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Sorun Giderme için Değişiklikler ve Stratejileri
Spektral kalitesi. NMR sinyalinin ve böylece NMR spektrumunun çözünürlük çizgi genişliği manyetik alanın homojenlik optimizasyonu için bir işlem olup, bu, shimming son derece bağlıdır. rutin analizler için, 1D pullanma yeterli ve 3B pullanma bu düzenli bir şekilde NMR personel tarafından gerçekleştirilmesi göz önüne alındığında, gerekli değildir. O (90:10) D2: bu durum söz konusu değil…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Ohio State Üniversitesi Sağlık Discovery Tema Foods ve Ohio State Üniversitesi Gıda Bilimi ve Teknolojisi Bölümü tarafından desteklenmiştir. Yazarlar Ohio Eyalet Üniversitesi NMR tesis ve Penn State Üniversitesi NMR tesis teşekkür etmek istiyorum.
Materials
| 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 |
References
- Simopoulos, A. P. The importance of the ratio of omega-6/omega-3 essential fatty acids. Biomed. Pharmacother. 56 (8), 365-379 (2002).
- Goodnight, S. H., Harris, W. S., Connor, W. E. The effects of dietary omega 3 fatty acids on platelet composition and function in man: a prospective, controlled study. Blood. 58 (5), 880-885 (1981).
- Harper, C., Jacobsen, T. Usefulness of omega-3 fatty acids and the prevention of coronary heart disease. Am. J. Cardiol. 96 (11), 1521-1529 (2005).
- Kremer, J. M., et al. Effects of high-dose fish oil on rheumatoid arthritis after stopping nonsteroidal antiinflammatory drugs. Clinical and immune correlates. Arthritis and Rheumatol. 38 (8), 1107-1114 (1995).
- Malasanos, T., Stackpoole, P. Biological effects of omega-3 fatty acids in diabetes mellitus. Diabetes Care. 14, 1160-1179 (1991).
- Han, Y., Wen, Q., Chen, Z., Li, P. Review of Methods Used for Microalgal Lipid-Content Analysis. Energ. Procedia. 12, 944-950 (2011).
- Guillén, M., Ruiz, A. 1H nuclear magnetic resonance as a fast tool for determining the composition of acyl chains in acylglycerol mixtures. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 105, 502-507 (2003).
- Sacchi, R., Medina, I., Aubourg, S. P., Addeo, F., Paolillo, L. Proton nuclear magnetic resonance rapid and structure specific determination of ω-3 polyunsaturated fatty acids in fish lipids. J. Am Oil Chem Soc. 70, 225-228 (1993).
- Igarashi, T., Aursand, M., Hirata, Y., Gribbestad, I. S., Wada, S., Nonaka, M. Nondestructive quantitative acid and n-3 fatty acids in fish oils by high-resolution 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy. J. Am. Oil Chem. Soc. 77, 737-748 (2000).
- Plans, M., Wenstrup, M., Saona, L. Application of Infrared Spectroscopy for Characterization Dietary Omega-3 Oil Supplements. J. Am. Oil Chem. Soc. 92, 957-966 (2015).
- Jian-hua, C. I. A. Near-infrared Spectrum Detection of Fish Oil DHA Content Based on Empirical Mode Decomposition and Independent Component Analysis. J Food Nutr Res. 2 (2), 62-68 (2014).
- Millen, A. E., Dodd, K. W., Subar, A. F. Use of vitamin, mineral, nonvitamin, and nonmineral supplements in the United States: The 1987, 1992, and 2000 National Health Interview Survey results. J. of Am. Diet Assoc. 104 (6), 942-950 (2004).
- Dwyer, J. T., et al. Progress in developing analytical and label-based dietary supplement databases at the NIH office of dietary supplements. J. Food Compos. Anal. 21, S83-S93 (2008).
- Monakhova, Y. B., Ruge, I., Kuballa, T., Lerch, C., Lachenmeier, D. W. Rapid determination of coenzyme Q10 in food supplements using 1H NMR spectroscopy. Int. J. Vitam. Nutr. Res. 83 (1), 67-72 (2013).
- Monakhova, Y. B., et al. Standardless 1H NMR determination of pharmacologically active substances in dietary supplements and medicines that have been illegally traded over the internet. Drug Test. Anal. 5 (6), 400-411 (2013).
- Berger, S., Braun, S. . 200 and more NMR experiments: a practical course. , (2004).
- Knothe, G., Kenar, J. A. Determination of the fatty acid profile by 1H-NMRspectroscopy. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 106, 88-96 (2004).
- Sacchi, R., Medina, J. I., Aubourg, S. P., Paolillo, I. G. L., Addeo, F. Quantitative High-Resolution 13C NMR Analysis of Lipids Extracted from the White Muscle of Atlantic Tuna (Thunnus alalunga). J. Agric. Food Chem. 41 (8), 1247-1253 (1993).
- Dais, P., Misiak, M., Hatzakis, E. Analysis of marine dietary supplements using NMR spectroscopy. Anal. Methods. 7 (12), 5226-5238 (2015).
- Pickova, J., Dutta, P. C. Cholesterol Oxidation in Some Processed Fish Products. J. Anal. Oil Chem. Soc. 80 (10), 993-996 (2003).
- Siddiqui, N., Sim, J., Silwood, C. J. L., Toms, H., Iles, R. A., Grootveld, M. Multicomponent analysis of encapsulated marine oil supplements using high-resolution 1H and 13C NMR techniques. J. of Lipid Rsrch. 44 (12), 2406-2427 (2003).
- Sua´rez, E. R., Mugford, P. F., Rolle, A. J., Burton, I. W., Walter, J. A., Kralovec, J. A. 13C-NMR Regioisomeric Analysis of EPA and DHA in Fish Oil Derived Triacylglycerol Concentrates. J. Am. Oil Chem. Soc. 87, 1425-1433 (2010).
- Youlin, X. A., Moran, S., Nikonowiczband, E. P., Gao, X. Z-restored spin-echo 13C 1D spectrum of straight baseline free of hump, dip and roll. Magn. Reson. Chem. 46, 432-435 (2008).
- Tengku-Rozaina, T. M., Birch, E. J. Positional distribution of fatty acids on hoki and tuna oil triglycerides by pancreatic lipase and 13C NMR analysis. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 116 (3), 272-281 (2014).
- Berry, S. E. E. Triacylglycerol structure and interesterification of palmitic and stearic acid-rich fats:An overview and implications for cardiovascular disease. Nutr. Res. Rev. 22 (1), 3-17 (2009).
- Hunter, J. E. Studies on effects of dietary fatty acids as related to their position on triglycerides. Lipids. 36, 655-668 (2001).
- Vlahov, G. Regiospecific analysis of natural mixtures of triglycerides using quantitative 13C nuclear magnetic resonance of acyl chain carbonyl carbons. Magnetic Res. in Chem. 36, 359-362 (1998).
