Analisi di integratori alimentari: titolazione turbidimetrica del condroitin solfato

25/feb/2010 17.55.23 Mettler Toledo Contatta l'autore

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Il condroitin solfato è un integratore alimentare disponibile come sale di sodio sotto forma di capsule o compresse. Nel campo della medicina alternativa, l’assunzione di condroitin solfato è raccomandata come trattamento per le malattie degenerative delle articolazioni come le osteoartriti. Secondo la Farmacopea Statunitense, la determinazione del sodio condroitin solfato negli integratori alimentari è eseguita mediante titolazione turbidimetrica usando il DP5 Phototrode.
 
Cosa sono gli integratori alimentari?
Gli integratori alimentari sono comunemente usati per integrare la dieta quotidiana aumentando l’assunzione di sostanze come vitamine, minerali, amminoacidi e metaboliti. Generalmente sono ingeriti sotto forma di capsule, compresse effervescenti o sciroppi. Esempi ben noti di integratori alimentari comprendono multivitamine e minerali.
 
Oggi è disponibile un’ampia gamma di prodotti la cui composizione non è limitata ad un singolo principio attivo, ma comprende vitamine, minerali, altri nutrienti, integratori botanici, così come ingredienti ed estratti di origine animale e vegetale [1]. Gli integratori alimentari vengono impiegati con lo scopo di migliorare lo stato di salute generale e anche con la speranza di curare un disturbo specifico, dal momento che si ritiene che il loro uso diventi, in alcuni casi, una cura. Recentemente, una crescente domanda da parte dei consumatori, come pure l’evidenza che alcuni di questi prodotti sono effettivamente giovevoli, hanno portato ad incrementare la produzione di integratori alimentari. In parallelo, sono aumentate anche la necessità di controlli di qualità accurati negli impianti di produzione e l’esigenza di tecniche analitiche rapide, stabili e precise per garantire un controllo efficace nelle linee di produzione.
 
Il condroitin solfato (CS) è un integratore alimentare disponibile come sale di sodio in parafarmacie, negozi di alimentari e farmacie sotto forma di capsule o compresse. Sebbene la comunità medica non si sia ancora convinta della sua efficacia, è comunemente utilizzato dai consumatori per curare il dolore risultante dalle osteoartriti. Infatti, alcuni studi medici dimostrano che il condroitin solfato è utile nel trattamento di questa patologia, ed è stato anche riportato che pazienti affetti da dolori alla schiena e al collo hanno considerato l’assunzione di questo integratore come trattamento alternativo alla medicina tradizionale [1].
 
Perché il condroitin solfato come integratore alimentare?
Il condroitin solfato è un costituente della cartilagine, vale a dire della struttura che ricopre le estremità delle ossa, proteggendole dall’attrito meccanico e assorbendo gli urti. In particolare, le proteine della cartilagine lubrificano le articolazioni per impedire danni durante il movimento. Per migliorare le proprietà di assorbimento degli urti e quelle lubrificanti, le proteine cartilaginee sono legate a polisaccaridi, e ciascun polisaccaride è costituito da centinaia di molecole di zucchero. Il condroitin solfato, un polisaccaride complesso, ha la funzione di fornire una struttura, trattenere acqua e nutrienti e permettere alle altre molecole di muoversi attraverso la cartilagine. Questa è una proprietà essenziale, dal momento che la cartilagine è priva di sangue che permetta lo scambio di metaboliti.
 
Le proteine della cartilagine vengono costantemente prodotte dalle cellule nelle articolazioni, per sostituire la cartilagine deteriorata. Man mano che la cartilagine degenera, la funzione lubrificante diminuisce di conseguenza.
 
Pertanto le ossa, non più protette dalla cartilagine, rimangono esposte e possono sfregare insieme, con conseguente dolore acuto, sintomo dell’osteoartrite, la graduale degenerazione della cartilagine. Fino ad oggi la causa esatta di questa malattia degenerativa è sconosciuta e la medicina tradizionale non ha ancora una cura efficace per fermare definitivamente il processo degenerativo della cartilagine. Generalmente il trattamento medico riguarda il controllo del dolore, ma talvolta la terapia può non essere del tutto efficace e possono verificarsi effetti collaterali.
 
Nelle malattie degenerative delle articolazioni, come le osteoartriti, si registra è una perdita di condroitin solfato man mano che la cartilagine viene erosa. Alcuni studi hanno indicato che il condroitin solfato può favorire la guarigione dell’osso. In particolare, le prove hanno mostrato che il condroitin solfato allevia il dolore articolare e verosimilmente rallenta l’avanzamento dell’osteoartrite. L’assunzione di condroitin solfato come integratore alimentare può costituire una cura alternativa per i pazienti che soffrono di questa malattia. Infatti il condroitin solfato non si trova nella dieta in quantità apprezzabili, in quanto la fonte principale è la cartilagine animale (come la trachea delle mucche). La terapia è basata su due teorie: il condroitin solfato può fornire la materia prima per il nutrimento della cartilagine articolare e può bloccare l’attività degli enzimi che distruggono la cartilagine.
 
Analisi del condroitin solfato
Il condroitin solfato ricade in una categoria di composti chimici nota come glicosamminoglicani, lunghe catene di polisaccaridi (o zuccheri) specializzati. In particolare, il condroitin solfato è fatto di unità ripetute costituite da due composti, l’acido glucuronico e l’N-acetilgalattosammina. Negli integratori alimentari, il condroitin solfato è presente come sale di sodio. La materia prima per la produzione di sodio condroitin solfato è ottenuta dalla cartilagine di animali sani usati per l’alimentazione umana, come mucche, maiali e galline. Il sodio condroitin solfato contiene dal 90,0 fino al 105,0 % calcolato su base secca [2].
 
Secondo la Farmacopea Statunitense, il contenuto di condroitin solfato è determinato mediante titolazione turbidimetrica a 420, 550 o 660 nm, usando usando cetilpiridinio cloruro (esadecilpiridinio cloruro, CPC, C21H38ClN) come titolante [2]. L’aggiunta di CPC alla soluzione del campione porta alla formazione di un complesso coppia ionica con il condroitin solfato. Il prodotto formato precipita nella soluzione portando ad un aumento della torbidità, che può essere monitorato usando un DP5, DP550 o DP660 Pho­totrode™ METTLER TOLEDO immerso nella soluzione del campione.
 
Il Phototrode™ è un sensore fotometrico che permette il monitoraggio della torbidità e delle variazioni di colore nella soluzione del campione, misurando l’attenuazione del fascio luminoso che passa attraverso il campione, dovuta all’assorbimento e alla diffusione della luce durante la titolazione. Il fascio luminoso attenuato è riflesso indietro ad un rivelatore mediante uno specchio concavo situato sul fondo della cella di misura.
 
La stechiometria esatta, vale a dire il rapporto tra i prodotti e i reagenti, della reazione di precipitazione tra il condroitin solfato e il titolante CPC è sconosciuta. Pertanto è eseguita dapprima una titolazione di taratura con una soluzione standard di concentrazione nota (mg/ml) di condroitin solfato puro, cui segue la determinazione del campione. Dal consumo di titolante al punto di equivalenza, può essere calcolato un fattore F in mg/ml che indica la quantità di condroitin solfato in mg titolato con 1 ml di soluzione di CPC. Successivamente, questo fattore è usato per determinare la quantità di condroitin solfato nei campioni.
 
Come esempio, è stato determinato il contenuto in capsule di condroitin solfato da 400 mg mediante titolazione con CPC basata sulla procedura descritta. Per tenere conto della disomogeneità in ciascuna capsula, i contenuti di cinque di esse sono stati mescolati insieme. Dopo aver mescolato accuratamente la polvere, è stato preso un campione sufficiente ad ottenere circa 100 mg di condroitin solfato in una beuta volumetrica da 100 ml. Successivamente sono stati aggiunti un tampone a pH 7,2 e dell’acqua, e il campione è stato sonicato poiché la polvere non è completamente solubile a causa della presenza di riempitivo, vale a dire carbonato di calcio, e di altri additivi. La beuta è stata riempita con acqua fino al repere, mescolata e infine centrifugata. Dopo la decantazione sono state prese attentamente aliquote da 5 ml e sono state successivamente titolate con CPC.
 
I risultati, forniti come tasso di recupero in percentuale, sono stati ottenuti misurando a diverse lunghezze d’onda, vale a dire a 555 e 660 nm usando il Phototrode™ METTLER TOLEDO e monitorando la torbidità a 420 nm. Inoltre il sistema è stato testato titolando una soluzione standard di sodio condroitin solfato puro (Bioiberica, valore certificato: 101%). Il recupero è essenzialmente lo stesso a tutte e tre le diverse lunghezze d’onda, poiché la deviazione cade all’interno delle incertezze di misura (accuratezza). Anche la ripetibilità (precisione), fornita come deviazione standard relativa in %, mostra valori ragionevoli, variando da circa 1 fino allo 0,4%.
 
Riepilogo
 
La determinazione di sodio condroitin solfato negli integratori alimentari può essere eseguita mediante titolazione con CPC, che porta alla precipitazione del CS nella soluzione del campione, e monitorando l’aumento di torbidità durante la titolazione. L’analisi può essere automatizzata usando il DP5 Phototrode™. Se deve essere determinato un gran numero di campioni, allora è possibile avvalersi di un’analisi completamente automatizzata usando lo scambiatore di campioni Rondo 60 in combinazione con il titolatore.
 
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