RU
Характеристика методов исследования содержания каротиноидов в растительном сырье
Номер: 5-6 (402), 2025Страницы: 6-17
Раздел: Научный обзор
Автор(ы): Угрюмова Т.И., Лисовая Е.В., Свердличенко А.В., Викторова Е.П.
Аннотация:
Оценка содержания каротиноидов в растительном сырье и продуктах его переработки особенно важна для исследований в области селекции, пищевых технологий, а также в косметологии и фармацевтике. Однако осуществление такой оценки затруднительно, что обусловлено особенностями химического строения каротиноидов. В ранее опубликованных научных обзорах по данной тематике рассматриваются аналитические методы с акцентом на достижения в области хроматографии. При этом необходима систематизация информации о методиках пробоподготовки растительного сырья и их влиянии на результаты анализа, а также о возможностях применяемых в этих целях спектральных методов и комбинаций различных методов, обеспечивающих повышение чувствительности и воспроизводимости результатов анализа. На основе анализа научных публикаций иностранных и российских авторов за последние 20 лет установлено, что стандартизированная универсальная методика пробоподготовки растительного сырья для определения содержания каротиноидов отсутствует и для каждого вида растительного сырья требуется подбор оптимальных режимов, что усложняет валидацию различных аналитических методов. Показано, что возможность применения спектрофотометрического метода для определения каротиноидов в растительном сырье зависит от каротиноидного профиля образца и содержания хлорофиллов, вносящих существенные искажения в результаты анализа. Кроме того, ввиду значительного сходства спектральных характеристик различных каротиноидов данным методом невозможно определить содержание индивидуальных каротиноидов без их предва-рительного разделения. Однако спектрофотометрический метод может применяться для оперативного определения суммарного содержания каротиноидов во многих видах растительного сырья. Для анализа содержания индивидуальных каротиноидов, включая их многочисленные геометрические изомеры, рекомендовано применение метода высокоэффективной жидкостной хроматографии, а также ультравысокоэффективной жидкостной хроматографии и сверхкритической флюидной хроматографии в сочетании с УФ-видимой спектрометрией и масс-спектрометрией. Для оценки суммарного содержания каротиноидов в растительном сырье рассмотрены перспективы применения устройств lab-on-a-chip. Установлено, что современное оборудование позволяет с помощью тонкослойной хроматографии успешно разделять сложные смеси, содержащие очень близкие по химическому строению компоненты.
Ключевые слова: каротиноиды, растительное сырье, пробоподготовка, спектрофотометрия, хроматография, микро-флюидные технологии
EN
Characteristics of methods for researching the content of carotenoids in plant-based raw materials
Number: 5-6 (402), 2025Pages: 6-17
Section: Scientific Review
Authors(s): Ugryumova T.I., Lisovaya E.V., Sverdlichenko A.V., Viktorova E.P.
Annotation:
Assessing the carotenoid content of plant materials and their derivatives is particularly important for research in the fields of plant breeding, food technology, cosmetology, and pharmaceuticals. However, such assessment is challenging due to the unique chemical structure of carotenoids. Previously published scientific reviews on this topic examine analytical methods with an emphasis on advances in chromatography. Systematization of information on plant material sample preparation methods and their impact on analytical results is necessary, as well as the capabilities of spectral methods and combinations of various methods used for these purposes, ensuring increased sensitivity and reproducibility of analytical results. Based on an analysis of scientific publications by foreign and Russian authors over the past 20 years, it has been established that a standardized universal method for sample preparation of plant materials for determining carotenoid content is lacking. Optimal conditions must be selected for each type of plant material, which complicates the validation of various analytical methods. It has been demonstrated that the applicability of spectrophotometric analysis to carotenoid determination in plant materials depends on the sample’s carotenoid profile and chlorophyll content, which significantly distort the analytical results. Furthermore, due to the significant similarity in the spectral characteristics of various carotenoids, this method is incapable of determining the content of individual carotenoids without their preliminary separation. However, spectrophotometric analysis can be used to rapidly determine the total carotenoid content in many plant materials. High-performance liquid chromatography (HPLC), ultra-high-performance liquid chromatography (UHPLC), and supercritical fluid chromatography (SFC) in combination with UV-visible spectrometry and mass spectrometry are recommended for analyzing the content of individual carotenoids, including their numerous geometric isomers. The potential for using lab-on-a-chip devices to assess the total carotenoid content in plant materials is discussed. It has been established that modern equipment makes it possible to successfully separate complex mixtures containing components with very similar chemical structures using thin-layer chromatography (TLC).
Keywords: carotenoids, plant materials, sample preparation, spectrophotometry, chromatography, microfluidic technologies
DOI: 10.26297/0579-3009.2025.5-6.1