C vitamininin (askorbik asit) tarihçesi ve analizi
3 Nis 2023
Ürün
Makaleyi paylaş
«Portakal suyu için, size iyi gelir çünkü C vitamini içerir!» Çoğu insan muhtemelen çocukluklarında bu veya buna benzer bir tavsiye duymuşlardır. Askorbik asit veya L-askorbik asit olarak da bilinen C vitamini, insanların kendi başlarına üretemedikleri temel bir besindir. Bunu elde etmek için taze meyve ve sebzeler gibi dış kaynaklara güveniyoruz. C vitamini antioksidan özelliklere sahip olduğu için sıklıkla gıda koruyucu olarak da kullanılmaktadır. Bu blog makalesi, C vitamininin tarihini ve çeşitli ürünlerde C vitamini belirlemek için kullanılan bazı farklı analitik yöntemleri incelemektedir.
Doğrudan belirli bir bölüme atlamak için aşağıdaki menüleri kullanabilirsiniz.
C vitamininin tarihi, denizciler arasında önde gelen ölüm nedeni olan korkunç iskorbüt hastalığı ile bağlantılıdır. Vasco da Gama, narenciye meyvelerinin iyileştirici etkilerini çoktan fark etmişti ve yetkililer, iskorbüt hastalığını önlemek için limon suyu veya diğer bitki bazlı gıdaların kullanılmasını tavsiye etmişlerdi.
Bununla birlikte, 1747'de kontrollü bir deneyde turunçgillerin iskorbütü önleyebileceğini doğrulayan İngiliz donanma doktoru James Lind'di. Deneyde Lind, benzer şiddette iskorbüt hastalığına sahip on iki denizciyi çiftler halinde gruplandırdı ve her bir çifte farklı şekilde davrandı. İki hafta boyunca, çalışmanın katılımcıları ya elma şarabı, vitriol iksiri (sülfürik asit ve alkol karışımı), sirke, deniz suyu, sarımsak, hardal tohumu ve diğer baharatlardan yapılan bir macun artı bir bardak arpa suyu aldılar ya da iki portakal ve bir limon. Sadece portakal ve limon alan çift iyileşti [1]. Sonuç olarak, İngiliz Donanması tüm gemilerine sürekli olarak Avrupa limonlarından yapılmış meyve suyu tedarik etme emri verdi. Lind'in bilmediği şey, narenciyenin tıbbi özelliklerinin yüksek C vitamini içeriğinden kaynaklandığıydı.
Sonraki yüzyıllarda, iskorbüt hastalığını önlediği bilinen gıdalara iskorbüt için Orta Çağ Latince kelimesinden türetilen antiscorbutic adı verildi: «scorbutus». Turunçgillerin yanı sıra, bu yiyecekler arasında örneğin James Cook'un Hawaii'ye yaptığı uzun yolculukta kullandığı lahana turşusu da vardı.
1912'de Casimir Funk, vitamin kavramını temel diyet bileşenleri olarak tanıttı. Anti-skorbütik faktör kısa süre sonra "suda çözünür C" olarak kabul edildi. C vitamini ilk olarak 1928'de Macar bilim adamı Albert Szent-Györgyi tarafından hayvan böbreküstü bezlerinden izole edildi. Bu maddeye heksüronik asit adını verdi ve iskorbüt hastalığını önleyen anti-skorbütik faktör olduğundan şüphelendi.
1932'de Szent-Györgyi ve Joseph Svirbely, heksuronik asidin gerçekten de C vitamini olduğu sonucuna vardılar. Bu durum, sadece birkaç hafta önce ABD'de Charles G. King tarafından da doğrulanmıştı. Bunun nedeni büyük olasılıkla Svirbely'nin eski akıl hocası King'e keşfi duyuran bir mektup göndermesiydi. Sonraki yıllarda öncelik konusunda şiddetli bir tartışma çıktı [2].
Walter N. Haworth, 1933'te C vitamininin kimyasal yapısını tanımladı. O ve Szent-Györgyi, L-heksüronik asidin antiskorbütik işlevleri nedeni ile a-skorbik asit (Latince'de "a" hayır anlamına gelirken, iskorbüt "scorbutus" anlamına gelir) olarak adlandırılmasını önerdi. Kısmen bu keşif için, Albert Szent-Györgyi ve Walter Norman Haworth 1937 Nobel Fizyoloji ve Tıp ve Kimya Ödüllerine layık görüldü.
C vitamininin günümüzdeki kullanımı
Günümüzde C vitamini ihtiyacımızı genellikle tükettiğimiz taze meyve ve sebzeler karşılamaktadır. Ayrıca, C vitamini bir besin takviyesi olarak ucuz bir reçetesiz (OTC) ilaç formunda mevcuttur. C vitaminin antioksidan özelliği gıdaların bozulmasını engellediği için ekmek, reçel, şarap ve hatta et gibi ürünlerde gıda koruyucu olarak da kullanılmaktadır. C vitamini, asidin kendisi ve farklı askorbat tuzları ve esterleri için E300–E305 E sayıları ile belirtilmektedir.
Askorbat tuzları ayrıca kozmetik ve kişisel bakım ürünlerinde de kullanılmakta ve bu tuzlar antioksidan görevi görerek ürünün bozulmasını yavaşlatmaktadır. Askorbik asit ayrıca fotoğraf üretimi, su arıtma, plastik üretimi ve floresan mikroskopisinde de kullanılmaktadır [3].
Farmasötik ürünlerin kalitesini sağlamak ve gıda etiketleme yasalarına uymak için gıda ve farmasötik ürünlerde C vitamini içeriğinin belirlenmesi gerekmektedir. Bir sonraki bölümde, C vitamininin çeşitli matrislerde belirlenebileceği bazı farklı yöntemler sunulacaktır.
Titrasyon ile C vitamini analizi
C vitamini genellikle titrant şeklinde yaygın olarak kullanılan 2,6-diklorofenolindofenol (DCPIP) veya iyot ile titrasyon kullanılarak analiz edilmektedir. Bu titrantların her ikisi de askorbik asit ile redoks reaksiyonuna girmektedir. Askorbik asit (C6H8O6), dehidroaskorbik aside (C6H6O6) yükseltegenirken DCPIP veya iyot, sırasıyla DCPIPH2 veya iyodüre indirgenmektedir. Şekil 1, askorbik asidin DCPIP ile titrasyonu için reaksiyon denklemini göstermektedir.
Posasız meyve suları için tayin herhangi bir numune hazırlığı yapılmadan doğrudan gerçekleştirilebilmektedir. Posalı meyve suları, katı gıdalar ve diğer meyve ve sebze bazlı ürünler için ise önce askorbik asit ekstrakte edilmelidir.
Titrasyondan önce askorbik asidin yükseltegenmesini önlemek için numuneye genellikle metafosforik asit eklenmektedir. Titrasyonun bitiş noktası fotometrik veya bivoltametrik olarak belirlenebilmektedir.
DCPIP ile fotometrik titrasyon, DCPIPH2'nin renksiz olmasına karşın DCPIP'nin somon pembesi olmasından yararlanmaktadır. İyot titrasyonu, gösterge olarak aşırı iyotla mavi-siyaha dönüşen nişastayı kullanmaktadır. Optrode gibi bir fotometrik sensör kullanıldığında, dönüm noktası her iki titrant için güvenilir bir şekilde belirlenebilmektedir.
Şekil 2, kan portakalı suyundaki askorbik asidin DCPIP ile titrasyonu için örnek bir titrasyon eğrisini göstermektedir.
Bivoltametrik titrasyonda, titrasyon kabındaki iki polarize olabilen elektrot arasına bir akım uygulanmakta ve ortaya çıkan gerilim ölçülmektedir. Numunedeki askorbik asit tamamen yükseltgendiğinde gerilim aniden düşerek titrasyonun bitiş noktasını göstermektedir. Aşağıdaki Tablo 1, çeşitli numune türleri için mevcut uygulama dokümanlarını listelemektedir.
Tablo 1. Çeşitli titrantlar kullanılarak farklı numune türlerinde titrasyon yoluyla askorbik asit analizi için mevcut uygulama dokümanları.
| Örnek | Standart | Titrant | Uygulama dokümanı |
|---|---|---|---|
| Meyve suları ve vitamin müstahzarları | AOAC 967.21 | DCPIP | |
| Meyve ve sebze bazlı ürünler | ISO 6557-2 | DCPIP | |
| Vitamin ve multivitamin kapsülleri, tabletler, oral solüsyonlar | USP<580> | DCPIP | |
| Meyve suları ve vitamin müstahzarları | – | İyot (I2) | AN-T-162 |
| Süt tozu | – | DCPIP | AN-T-171 |
| Şarap | – | Potasyum iyodat (KIO3) | AB-225 |
Polarografi ile C vitamini tayini
Alternatif olarak, C vitamini polarografi ile yüksek hassasiyetle analiz edilebilmektedir. Polarografi, damlayan cıva damla elektrodu (DME) gibi sıvı çalışma elektrodu kullanan bir voltammetri türüdür. Analiz sırasında, uygulanan voltaj kademeli olarak artırılırken numune çözeltisindeki iki elektrot arasında akan akım ölçülmektedir.
Polarografik ölçüm sırasında askorbik asit, dehidroaskorbik asit oluşturmak üzere yükseltgenir. Sebze ve meyve suları doğrudan analiz edilebilirken, tabletler ve vitamin preparatları polarografik ölçüme uygun bir numune alikotu oluşturmak için seyreltilmelidir. Gıda ve diğer katı numuneler, analizden önce askorbik asidin ekstraksiyonunu gerektirmektedir.
Askorbik asit içeriği, orijinal numuneye bir askorbik asit standart çözeltisinin eklendiği standart ekleme tekniği ile belirlenmektedir. Şekil 3, portakal suyunda askorbik asit tayini için bir polarogram ve kalibrasyon eğrisini göstermektedir. Aşağıdaki Tablo 2, farklı numune türleri için mevcut uygulama dokümanlarını listelemektedir.
Tablo 2. Polarografi ile askorbik asit analizi için mevcut uygulama dokümanları.
| Örnek | Uygulama dokümanları |
|---|---|
| Meyve ve sebze suları | |
| Vitamin kapsülleri, tabletler, oral solüsyonlar | |
| Gıdalar, uyarıcılar ve hayvan yemleri |
İyon Kromatografi ile C vitamini tayini
İyon Kromatografi (IC), özellikle diğer organik asitlerin (ör. malik, asetik veya sitrik asit) de analiz edilmesi gerektiğinde, numunelerdeki askorbik asidi ölçmek için başka bir geçerli analitik yöntemdir. Bir numunedeki C vitamini, IC kullanılırken askorbat anyonu olarak belirlenmektedir. İyon dışlama kromatografisi (IEC), askorbatı sitrat veya asetat gibi diğer zayıf asit anyonlarından ayırmak için kullanılmaktadır.
Tabletler, vitamin takviyeleri ve gıda katkı maddeleri, seyreltmeden sonra doğrudan IC ile analiz edilebilmektedir. Posa içeren meyve sularında, numuneden partikülleri uzaklaştırmak için inline diyaliz tekniği kullanılmalıdır. Bu inline numune hazırlama tekniği, ayırma kolonunu ve IC sistemini korumak için uygulanmaktadır.
Şekil 4, meyve suyunda askorbat ve malatın analizi için bir Metrosep Organic Acids – 250/7.8 kolonu, ters bastırma (LiCl) ile iletkenlik tespiti ve numune hazırlama için Metrohm Inline Diyaliz kullanılarak elde edilen bir kromatogramı göstermektedir. Aşağıdaki Tablo 3, farklı numune türleri için uygulama dokümanlarını listelemektedir.
Tablo 3. İyon Kromatografi ile askorbik asit analizi için mevcut uygulama dokümanları.
| Örnek | Uygulama dokümanları |
|---|---|
| Meyve ve sebze suları | AN-O-032 |
| Vitamin tabletleri | AN-O-007 |
| Gıda katkı maddeleri | AN-O-024 |
Özet
C vitamininin tarihi, denizcilik ve keşif çağının yanı sıra korkunç iskorbüt hastalığı ile bağlantılıdır. Lind'in turunçgillerin faydalarını keşfetmesi, uygulanabilir bir tedavi sağlamıştır. 1920'lerde ve 1930'larda Szent-Györgyi'nin çalışması, askorbik asidin C vitamini olarak tanımlanmasına yol açmıştır. Bugün, C vitamini her yerde bulunabilen ve taze meyve ve sebzelerden kolayca alınabilen hale geldiğinden, iskorbüt esas olarak uzak geçmişin bir hastalığı olarak kabul edilmektedir. C vitamini, ayrıca sağlığımızı desteklemek için bir besin maddesi ve antioksidan özelliğinden dolayı gıda koruyucu olarak da kullanılmaktadır.
Titrasyon, Voltammetri ve İyon Kromatografi, çeşitli gıda ve farmasötik ürünlerde C vitamini analizi için üç etkili yöntemdir. Meyve sularında, yiyeceklerde veya farmasötik numunelerde bu tekniklerle analiz edilebilecek çok daha fazla analit vardır. Laboratuvar ihtiyaçlarınız için doğru analizi bulmak için Uygulama Bulucumuza göz atabilirsiniz.
Referanslar
[1] Hughes, R. E. James Lind and the Cure of Scurvy: An Experimental Approach. Med Hist 1975, 19 (4), 342–351.
[2] Albert Szent-Gyorgyi. Profiles in Science. https://profiles.nlm.nih.gov/spotlight/wg (accessed 2023-02-09).
[3] Ascorbic Acid. Chemical Safety Facts. https://www.chemicalsafetyfacts.org/chemicals/ascorbic-acid/ (accessed 2023-03-01).
