Mgr Milena Oterman – I rok studiów



Zastosowanie techniki GC-MS do oznaczania związków organicznych w próbkach żywności

Promotor: prof. dr hab. inż. Piotr P. Wieczorek

Słowa kluczowe: GC-MS, chromatografia, związki aktywne biologicznie, nutraceutyki


Cele projektu

Głównym celem przedstawionego projektu jest opracowanie efektywnych metod ekstrakcji substancji biologicznie aktywnych z materiału roślinnego oraz próbek żywności, a następnie analiza jakościowa i ilościowa otrzymanych produktów za pomocą chromatografii gazowej sprzężonej ze spektrometrem mas (GC-MS) oraz innych dostępnych technik chromatograficznych (HPLC, TLC).

Chromatografia gazowa z detekcją mas stanowi jedną z bardziej precyzyjnych metod analitycznych stosowanych do badania składników złożonych mieszanin, związków lotnych. Wykorzystywana jest z powodzeniem w kryminalistyce, biochemii, farmakologii, geochemii, czy też w chemii żywności [1,2]. W połączeniu z innymi technikami analitycznymi, wysokosprawną chromatografią cieczową HPLC czy chromatografią TLC, pozwala na przeprowadzenie pełnej analizy składu danej próbki.

Technika ta pozwala na analizę składu olejków pochodzenia roślinnego. Fakt ten ważny jest z punktu widzenia przemysłu spożywczego i medycznego. Pozwala określić przydatność danego materiału roślinnego do celów leczniczych, czy określić jego walory spożywcze, w zależności od składu chemicznego i wykrytych związków wykazujących aktywność biologiczną.

Nutraceutyki stanowią grupę produktów spożywczych czy też suplementów diety, które pozytywnie wpływają na zasadnicze funkcje organizmu (właściwości prozdrowotne), ze względu na zawartość odpowiednich związków bioaktywnych. Określenie „nutraceutyki” zostało po raz pierwszy wprowadzone w 1989 roku i w języku angielskim stanowi połączenie dwóch wyrazów nutrition = żywienie oraz pharmacy = farmacja [3]. Do grupy nutraceutyków należą między innymi szałwia (znana głównie jako przyprawa lub jako farmaceutyk stosowany w przypadku schorzeń skórnych, czy też dolegliwości układu trawiennego, ze względu na obecność związków fenolowych ekstrakty na bazie szałwii mają właściwości antyoksydacyjne [4]) oraz orzechy (stanowią one doskonałe uzupełnienie diety, pozytywnie wpływają na układ naczyniowo – sercowy, układ pokarmowy, posiadają właściwości przeciwbakteryjne oraz antyoksydacyjne [5,6]).

Szałwia oraz orzechy swoje prozdrowotne właściwości zawdzięczają głównie obecności bogatej gamy związków aktywnych biologicznie, do których należą witaminy, terpeny, związki fenolowe (głównie flawonoidy), niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKW) [4 – 6].


Literatura

  1. W. Szczepanik, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, Wydawnictwo naukowe PWN

  2. K. Bielicka – Daszkiewicz, K. Milczewska, A. Voelkel, Zastosowanie metod chromatograficznych, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2005

  3. www.novafoods.pl

  4. W. Zheng, S.Y. Wang; Antioxidant Activity and Phenolic Compounds in Selected Herbs, J. Agric. Food Chem. 49 (2001) 5165-5170

  5. A. N. Shikov, O. N. Pozharitskaya, V. G. Makarov, M. N. Makarova; Anti–inflammatory effect of Pinus sibirica oil extract in animal models, J. Nat. Med. 62 (2008) 436-440

  6. R. Zadernowski, M. Naczk, S. Czaplicki; Chemical composition of Pinus sibirica nutolis, Eur. J. Lipid Sci. Technol. 111 (2009) 698-704


Planowane metody i narzędzia badawcze

Głównym celem projektu jest dobór odpowiednich metod wyodrębnienia, oczyszczania i zatężenia (jeżeli będzie to konieczne) związków organicznych z próbek żywności, a następnie analiza jakościowa i ilościowa za pomocą metod chromatograficznych. W celu wyodrębnienia, oczyszczania i zatężania związków organicznych wykorzystane zostaną tradycyjne metody ekstrakcyjne, w tym ekstrakcja ciągła w aparacie Soxhleta, oraz mniej energo- i czasochłonne metody takie jak sonifikacja, techniki membranowe. Skład próbek analizowany będzie następnie przy pomocy chromatografii gazowej z detekcją mas (GC-MS). Aby uzyskać bardziej wiarygodne, dokładne oraz pełniejsze wyniki analizy składu badanych matryc zastosowane zostaną także takie techniki chromatograficzne jak wysokosprawna chromatografia cieczowa HPLC i chromatografia cienkowarstwowa TLC.


Innowacyjność i przydatność dla regionu

Opolszczyzna to region stawiający na rozwój przemysłu i naukę, co sprzyja wzrostowi inwestorów z kraju jak i z zagranicy. W ostatnim czasie nastąpił znaczny wzrost gospodarczy, w tym przemysłu spożywczego, farmaceutycznego i kosmetycznego. Na terenie naszego województwa funkcjonuje aktualnie kilka zakładów chemicznych specjalizujących się w wyrobie środków czystości oraz produktów kosmetycznych. Należy także wspomnieć o zakładach spożywczych specjalizujących się w produkcji odżywek i żywności dla najmłodszych, czy też producentach wyrobów mlecznych. Dlatego ważnym elementem rozwoju gospodarki naszego regionu jest odpowiednia kontrola składu zarówno produktów farmaceutycznych, kosmetycznych, jak i spożywczych.

Techniki chromatograficzne użyteczne są zarówno na etapie tworzenia danego produktu jak i w celu kontroli jakości. Pozwalają one na dobór odpowiednich półproduktów, o odpowiednich właściwościach i działaniu, stosowane są także w celu specyfikacji danego produktu.

Rośliny o właściwościach leczniczych (np. szałwia) wykorzystywane są jako leki w leczeniu tradycyjnym i nowoczesnym. W medycynie ludowej stosuje się je jako pośrednie farmaceutyki. Substancje pozyskiwane z roślin stanowią także substraty w produkcji leków. Pełnią funkcje odżywcze (m. in. orzechy).

Ważna jest zatem kontrola i analiza składu spożywanych produktów, środków kosmetycznych i farmaceutycznych, gdyż głównie o ich specyficznych, prozdrowotnych właściwościach decyduje zawartość związków bioaktywnych.




dol