phân tích capsaicin

Quay lại Trang chủ Remote Data Retrieval Bộ môn Hóa học Đại học Toronto CHM 410F/IES 1410F - Fall, 1998 Hóa học phân tích môi trường Hot Chili Peppers: Isolation, Cleanup, và đo lường Of Capsaicin GIỚI THIỆU Capsaicin, thành phần hăng của ớt đỏ hoặc năm Capsicum đã được sử dụng rộng rãi để chuẩn bị thức ăn hoa quả có chứa Capsicum chung giữa 0,1 và 1,0% của capsaicin Quan sát phản ứng độc hại đối với capsaicin dư thừa có hại thần kinh, loét dạ dày, gan, xơ gan và trong khi LD 50 đối với nước sốt Tabasco là báo cáo 24 mls / kg trọng lượng cơ thể. Hơn tiểu thuyết sử dụng của capsaicin đã được sử dụng của nó như là một điều trị mụn rộp, một hơi cay hay động vật gặm nhấm repellent, và để đấu tranh ngăn chặn một con chó và lợn Ăn thịt đồng loại. Trong con người, giới hạn cho hương vị là khoảng 10 phút là 70 lần thấp hơn cho piperin, các gia vị hoạt động trong hạt tiêu đen, và 1000 lần thấp hơn cho zingerone, các thành phần hoạt chất trong gừng. Mặc dù bối rối, sự phổ biến của hiện tượng này "gustatory masochistic" dường như được tăng lên. Năm 1992, 165.500.000 £ của ớt đỏ ớt đã mua cho hoặc chế biến thành các sản phẩm thực phẩm tại Hoa Kỳ. Capsaicin mục tiêu thụ thể đau trong miệng. Các phản ứng mong muốn của "Hotness" dường như bắt nguồn từ các vị trí sinh lý của các thụ thể đau ở vị trí tương tự như các thụ thể đối với nhiệt độ cao như vậy, một cảm giác nóng khi tiêu thụ chất này gây cháy. Contrarily, một số người xuất hiện để chịu đựng hoặc "tận hưởng" Số tiền lớn hơn của ớt nóng hơn những người khác. Rõ ràng capsaicin gây ra desensitization của các sợi thần kinh có chứa các thụ thể đau và nhiệt sau khi uống lặp đi lặp lại. Cấu trúc của capsaicin được hiển thị bên dưới. Mục đích của phòng thí nghiệm này là để bạn quen với các thành phần hoạt chất của ớt nóng, và khai thác các, clean-up, và phân tích của capsaicin như một thú phân tích tập thể dục. Xin vui lòng mang theo một mẫu tiêu nóng để lớp học và các nhóm với hạt tiêu "" nóng nhất được xác định bởi quantitation của capsaicin sẽ giành chiến thắng một bữa ăn trưa miễn phí của các món ăn Mexico nóng nhất chúng tôi có thể tìm thấy ở Toronto (Las iguanas cùng Bloor). THỦ TỤC Chú ý: Các chiết xuất là rất độc hại và sẽ gây bỏng liên lạc trên da tiếp xúc; tất cả các bước khai thác phải được thực hiện tại trùm. Khai thác. Từ các thiết bị có sẵn trong phòng thí nghiệm (xem danh sách dưới đây) xác định bằng phương pháp hiệu quả nhất mà bạn và sẽ hoàn toàn tất cả các capsaicin chiết xuất từ các nguyên liệu hạt tiêu mà bạn đưa đến lớp. Mẫu của bạn phải là tiêu tươi và bạn để cân nhắc một cách chính xác 10 g của nó trong tiêu toàn cho khai thác ~ cho các mục đích cạnh tranh để có được sự cô lập không có chọn lọc của các bộ phận của cây tiêu của nó là đề nghị bạn mịn "chop" tiêu của bạn trước khi khai thác. Chuyển một tỷ lệ nhỏ của mẫu cắt nhỏ để xác định trọng lượng khô (xem TA). Các chiết dung môi được sử dụng là acetonitrile. Vacuum Flasks lọc với kênh Buchner sẽ được sử dụng để loại bỏ các bộ phận nhà máy không hòa tan. Khối lượng của giải nén của bạn phải được 25 ml (Khối lượng phải được đo chính xác, nếu cần rửa với ACN thêm 5 ml). Được nhận thức của thời gian cần thiết cho phương pháp mà bạn chọn. Chuyển 1 ml flask giải nén vào một thể tích 10 ml và loãng vào đánh dấu 10 ml với nước deionized. Điều này mẫu pha loãng tiếp theo phải được làm sạch lên để phân tích. Thiết bị khai thác: Vữa và đâm bă ̀ ng cha ̀ y * Mô mài (Máy xay sinh tố) Soxhlet Extractor (Cần phải có ít nhất 1-2 giờ chiết Cuốn sau thời gian để giảm dung môi ) * Sonicator Bồn tắm Tách Flasks (chất lỏng-chất lỏng chiết xuất) * Thiết bị này phải được chia sẻ giữa tất cả các nhóm trong phòng thí nghiệm. Cleanup Điều kiện C-18 rắn giai đoạn khai thác mực với 2 cột khối lượng methanol, sau đó 2 cột khối lượng của acetonitrile, và sau đó 2 cột khối lượng của nước deionized ly tâm trên tất cả các nước,. Sau đó thêm 10 của bạn mls của chiết pha loãng với cột. Chảy qua mực sẽ được ít hơn 5 mls / phút. Hãy cẩn thận không để mực khô đi trong điều hoặc chiết nữa. Elute của bạn capsaicinoid từ cartridge-rắn chiết pha với 4 mls methanol theo sau là 1 ml methanol có chứa 1% acid acetic. Xin kiểm tra với TA cho dù mẫu của bạn cần pha loãng tại điểm này. Phân tích Phân tích của bạn sẽ được chiết xuất từ đảo ngược pha HPLC với UV phát hiện tại 281 nm (tối ưu hóa cho capsaicin) hoặc với một diode-dò mảng, C-18 giai đoạn văn phòng phẩm, và một trong hai acetonitrile hoặc methanol: nước mobil giai đoạn. Bạn sẽ quantitate bởi đo đạc các HPLC với các giải pháp tiêu chuẩn của capsaicin. TA cho thấy nồng độ tiêu chuẩn và khối lượng tiêm. Cho chúng ta không biết mức độ capsaicin trong mẫu phân tích của bạn trước khi bạn có thể sẽ cần phải thích ứng với pha loãng mẫu của bạn hoặc khối tiêm. Chúc may mắn. LAB CÁO Kết quả của bạn trong phần thảo luận & hãy bình luận về việc khai thác, clean-up, và bạn sử dụng các kỹ thuật phân tích trong phòng thí nghiệm này. Sự chú ý đặc biệt nên được trả cho việc sử dụng các chất rắn-hộp mực khai thác giai đoạn. Ví dụ, giải thích rõ lý do tại sao các văn phòng phẩm và mobil giai đoạn cụ thể đã được chọn. Hãy chắc chắn để xác định rõ nguồn và loại hạt tiêu nóng của bạn. Kết quả (cho mục đích xác định người thắng ăn trưa) Trên một mảnh giấy riêng biệt, xác định số tiền của capsaicin trong mẫu của bạn trên một cơ sở ppb hoặc ppm. Cũng từ các số trọng lượng khô cho hồ tiêu của bạn hãy tính toán Scoville Heat đơn vị giá trị từ nhiệt "" hệ số mặt hàng tại Thomas et al. Hiển thị tất cả các tính toán của bạn. Hãy chắc chắn được mô tả như là bạn thực hiện các quyết định. REFERENCES Leary, W. 1989. Ớt có ích trong Nghiên cứu của Herpes. The New York Times, ngày 27 tháng 12, 1989.pp. B-7. Monsereeunusorn, Y., S. Kongsamut, và P. Pezalla. 1982 Capsaicin,. Một khảo sát Văn CRC Critical. Xem lại trong Toxicology, 10 :321-339. Szolcsanyi, J. và A. Jancso-Gabor. 1975. Giác Tác dụng của Capsaicin Congeners Arzneim Forsch. (Drug Res),. 25 :1877-1881. Willoughby, J. 1994. Các Mẹo của lưỡi Biết những thử thách đắng: Mùi vị của bạn có thể đau Be The New York Times, ngày 27 tháng 4 năm 1994, trang B 1. Attuquayefio, VK, và KA Buckle. 1987. Phương pháp nhanh chóng Mẫu Chuẩn bị cho HPLC Analysis of capsaicinoid trong Capsicum Trái cây và Oleoresins. J. Agric. Food Chem 35 :777 779. Thomas, BV, AA Schreiber, và CP Weisskopf 1998 Phương pháp đơn giản Cho Quantitation của capsaicinoid trong Peppers Sử dụng mao mạch Gas Chromatography. J. Agric. Food Chem 46 :2655 2663. Vấn đề liên quan Ví dụ: Một colleage cũ của tôi (Tiến sĩ Linda Aston) luận án liên quan đến công việc phân tích các thông chiết xuất kim cho thuốc trừ sâu organophosphate, một trong số đó là diazinon. Trong phương pháp của cô, cô bắt đầu với khoảng 100 g tươi thông kim mà cô cắt giảm lên, sau đó kim lên trong 150 ml hexane. Kim mặt đất được lọc để loại bỏ các bộ phận nhà máy không hòa tan. Trích lục hexane là giảm bốc hơi quay đến 5 ml. Trong số 5 mls của chiết xuất, ml 1 được đo ra và làm sạch lên bằng cách sử dụng một cột florisil. Điều này được thực hiện bởi các điều florisil với 30 ml hexane, (được bỏ đi), thêm 1 ml của mẫu để cột, và eluting cột với 40 ml / 15 diethylether%: hexane. Khi dòng dung môi eluting thông qua các cột nó được thu thập trong một flask dưới cùng vòng này giải nén., Bây giờ có chứa diazinon, là giảm bốc hơi để quay khô gần, nó được chuyển giao về số lượng máy ly tâm để một ống tốt nghiệp, và khối lượng được điều chỉnh để 2 ml. Trong ví dụ này, phân tích của các chiết xuất cuối cùng của GC (như đo với một đường cong tiêu chuẩn bên ngoài,) sản lượng 1,5 ng / μL diazinon cho một tiêm μL 3. Nồng độ của diazinon trong thông kim (giả định thu hồi 100% cho các phương pháp) là 211 ppb tươi trọng lượng. Mẫu tính toán cho diazinon trong thông kim: Mẫu ban đầu Lượng: 95 g Đầu tiên trích xuất khối lượng: 5,2 ml Số tiền đầu tiên chiết xuất được sử dụng: 0,8 ml Thứ hai trích xuất khối lượng: 2 ml Conc. của tiêm 1,5 ng / μL = 1,5 μg / ml (= nồng độ giải nén cuối cùng) Số lượng của diazinon trong chiết xuất thứ hai = 1,5 μg / ml * Cuối cùng khối lượng chiết xuất từ đó tiêm được thực hiện 1.5μg/ml * 2 ml = 3 μg Số tiền kim rằng các đại diện thứ hai trích: 0,8 ml ÷ 5,2 ml = 0,15 của mẫu gốc kim 95 g. Do đó, các đại diện thứ hai trích số tiền của vật chất chiết xuất từ 14,25 g kim tươi. Nồng độ diazinon trong thông kim: 3 μg (diazinon) ÷ 14,25 g (kim trọng lượng tươi) = 0,211 μg / g = 211 ng / g = 211 ppb Lưu ý tầm quan trọng của việc đo chính xác cho khối lượng của nguyên liệu được sử dụng và cho từng khối lượng chiết!! Quay lại Trang chủ Remote Data Retrieval Back Home Remote Data Retrieval Department of Chemistry University of Toronto CHM 410F/IES 1410F - Fall, 1998 Analytical Environmental Chemistry Hot Chili Peppers: Isolation, Cleanup, and Measurement Of Capsaicin INTRODUCTION Capsaicin, the pungent ingredient of the red pepper or Capsicum annum has been widely used in food preparation. Capsicum fruits generally contain between 0.1 and 1.0 % of capsaicin. Observed toxic responses to excess capsaicin are nerve damage, gastric ulcers, and liver cirrhosis while the LD50 for Tabasco sauce is reportedly 24 mls/kg body weight. More novel uses of capsaicin have been its utilization as a herpes treatment, a tear gas or rodent repellent, and a deterrent to dog fights and swine cannibalism. In humans, the limit for taste is approximately 10 ppm which is 70 times lower than that for piperine, the active spice in black pepper, and 1000 times lower than for zingerone, the active ingredient in ginger. Although puzzling, the popularity of this "masochistic gustatory phenomenon" seems to be rising. In 1992, 165.5 million pounds of red chili peppers were purchased for or processed into food products in the United States. Capsaicin targets pain receptors in the mouth. The desired response of "hotness" appears to originate from the physiological placement of the pain receptors in the same location as the receptors for high temperatures; thus one feels hot when consuming this incendiary substance. Contrarily, some people appear to tolerate or "enjoy" larger amounts of hot peppers than others. Apparently capsaicin causes a desensitization of the nerve fibers containing the pain and heat receptors upon repeated ingestion. The structure of capsaicin is shown below. The purpose of this lab is to acquaint you with the active ingredient of hot peppers, and the extraction, clean-up, and analysis of capsaicin as a fun analytical exercise. Please bring a hot pepper sample to class and the group with the "hottest" pepper as determined by the quantitation of capsaicin will win a free lunch of the hottest Mexican food we can find in Toronto (Las Iguanas along Bloor). PROCEDURE NOTE: The extract is very noxious and will cause contact burns on exposed skin; all extraction steps should be carried out in a hood. Extraction. From the available equipment in the laboratory (see the list below) determine the method by which you will most efficiently and completely extract all the capsaicin from the pepper material which you brought to class. Your sample must be a fresh pepper and you are to weigh exactly 10 g of it of the whole pepper for extraction ~ for competition purposes there is to be no selective isolation of parts of the pepper; it is suggested you finely "chop" your pepper prior to extraction. Divert a small proportion of the chopped sample for dry weight determination (see the TA). The extraction solvent to be used is acetonitrile. Vacuum filtration flasks with Buchner funnels are to be used to remove insoluble plant parts. The volume of your extract must be 25 ml (Volume must be measured exactly, if necessary rinse with 5 ml more ACN). Be aware of the time required for the method you choose. Transfer 1 ml of extract to a 10 ml volumetric flask and dilute to the 10 ml mark with deionized water. This diluted sample must next be cleaned up for analysis. Extraction Equipment: Mortar and Pestle *Tissue Grinder (Blender) Soxhlet Extractor (Requires at least 1-2 hrs of extraction. Followed by time for solvent reduction.) *Sonicator Bath Separation Flasks (Liquid-Liquid extraction) *This equipment must be shared amongst all the groups in the lab. Cleanup Condition a C-18 solid-phase extraction cartridge with 2 column volumes of methanol, then 2 column volumes of acetonitrile, and then 2 column volumes of deionized water. Centrifuge out all of the water, then add your 10 mls of diluted extract to the column. Flow through the cartridge should be less than 5 mls per minute. Be careful not to let the cartridge go dry during the conditioning or extract addition. Elute your capsaicinoids from the solid-phase extraction cartridge with 4 mls of methanol followed by 1 ml of methanol containing 1% acetic acid. Please check with the TA whether your sample needs dilution at this point. Analysis Analysis of your extract will be by reverse-phase HPLC with UV detection at 281 nm (optimizes for capsaicin) or with a diode-array detector, C-18 stationary phase, and either acetonitrile or methanol:water mobil phase. You will quantitate by calibrating the HPLC with standard solutions of capsaicin. See the TA for standard concentrations and injection volumes. Given we do not know the level of capsaicin in your sample prior to analysis you will may need to adapt your sample dilution or injection volumes. Good Luck. LAB REPORT In your Results & Discussion section please comment on the extraction, clean-up, and analysis techniques you utilized in this lab. Particular attention should be paid to the use of solid-phase extraction cartridges. For example, explain clearly why the particular stationary and mobil phases were chosen. Be sure to clearly identify the source and type of your hot pepper. Results (for purposes of determining who wins lunch) On a separate piece of paper, determine the amount of capsaicin in your sample on a ppb or ppm basis. Also from the dry weight numbers for your pepper please calculate the Scoville Heat Unit value from the "heat" coefficients found in Thomas et al. Show all your calculations. Be sure to be descriptive as you make these determinations. REFERENCES Leary, W. 1989. Peppers Helpful in Studies of Herpes. The New York Times, December 27, 1989.pp. B-7. Monsereeunusorn, Y., S. Kongsamut, and P. Pezalla. 1982. Capsaicin, A Literature Survey. CRC Critical Reviews in Toxicology, 10:321-339. Szolcsanyi, J. and A. Jancso-Gabor. 1975. Sensory Effects of Capsaicin Congeners. Arzneim Forsch. (Drug Res.), 25:1877-1881. Willoughby, J. 1994. The Tip of Your Tongue Knows the Bitter Truth: Flavor Can Be Painful. The New York Times, April 27, 1994, pp B-1. Attuquayefio, V.K., and K.A. Buckle. 1987. Rapid Sample Preparation Method for HPLC Analysis of Capsaicinoids in Capsicum Fruits and Oleoresins. J. Agric. Food Chem. 35:777-779. Thomas, B.V., A.A. Schreiber, and C.P. Weisskopf. 1998. Simple Method for Quantitation of Capsaicinoids in Peppers Using Capillary Gas Chromatography. J. Agric. Food Chem. 46:2655-2663. Related Problem Example: A former colleage of mine (Dr. Linda Aston) dissertation work involved analyzing pine needle extracts for organophosphate pesticides, one of which is diazinon. In her method, she starts with about 100 g of fresh pine needles which she cuts up, then grinds up in 150 ml of hexane. The ground needles are filtered to remove the insoluble plant parts. The hexane extract is reduced by rotary evaporation to 5 ml. Of the 5 mls of extract, 1 ml is measured out and cleaned up by using a florisil column. This is done by conditioning the florisil with 30 ml of hexane, (which is discarded), adding the 1 ml of sample to the column, and eluting the column with 40 ml of 15%diethylether:hexane. As the eluting solvent flows through the column it is collected in a round bottom flask. This extract, now containing the diazinon, is reduced by rotary evaporation to near dryness, it is transferred quantitatively to a graduated centrifuge tube, and the volume is adjusted to 2 ml. In this example, analysis of the final extract by GC (as measured against an external standard curve,) yields 1.5 ng/µl diazinon for a 3 µl injection. The concentration of diazinon in the pine needles (assuming 100% recovery for the method) is 211 ppb fresh weight. Sample calculation for diazinon in pine needle: Original Sample Amount: 95 g First extract volume: 5.2 ml Amount of first extract used: 0.8 ml Second extract volume: 2 ml Conc. of injection 1.5 ng/µl = 1.5 µg/ml (= concentration of final extract) Quantity of diazinon in second extract = 1.5 µg/ml * final volume of extract from which the injection was made 1.5µg/ml * 2 ml = 3 µg Amount of needles that the second extract represented: 0.8 ml ÷ 5.2 ml = 0.15 of the original 95 g needle sample. Therefore, the second extract represented the amount of material extracted from 14.25 g of fresh needles. Concentration of diazinon in pine needles: 3 µg (diazinon) ÷ 14.25 g (needles fresh weight) = 0.211 µg/g = 211 ng/g = 211 ppb Note the importance of getting accurate measurements for the mass of material used and for each volume of extract!! Back Home Remote Data Retrieval http://www.chem.utoronto.ca/facilities/analest/IES1410F/lab3/index.html . quen với các thành phần hoạt chất của ớt nóng, và khai thác các, clean-up, và phân tích của capsaicin như một thú phân tích tập thể dục. Xin vui lòng mang theo một mẫu tiêu nóng để lớp học và các. CHM 410F/IES 1410F - Fall, 1998 Hóa học phân tích môi trường Hot Chili Peppers: Isolation, Cleanup, và đo lường Of Capsaicin GIỚI THIỆU Capsaicin, thành phần hăng của ớt đỏ hoặc năm. capsaicinoid từ cartridge-rắn chiết pha với 4 mls methanol theo sau là 1 ml methanol có chứa 1% acid acetic. Xin kiểm tra với TA cho dù mẫu của bạn cần pha loãng tại điểm này. Phân tích Phân