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«¡Toma jugo de naranja, te hace bien porque contiene vitamina C!» La mayoría de las personas probablemente han escuchado este o un comando similar en su infancia. La vitamina C, también conocida como ácido ascórbico o ácido L-ascórbico, es un nutriente esencial que los humanos no pueden producir por sí mismos. Dependemos de fuentes externas como frutas y verduras frescas para obtenerlo. Como la vitamina C tiene propiedades antioxidantes, también se usa a menudo como conservante de alimentos. Este artículo de blog cubrirá la historia de la vitamina C y algunos de los diferentes métodos analíticos utilizados para determinar la vitamina C en varios productos.
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La historia de la vitamina C está bien ligada a la temida enfermedad del escorbuto, que solía ser la principal causa de muerte entre los marineros. Vasco da Gama ya había notado los efectos curativos de los cítricos, y las autoridades recomendaron el uso de jugo de limón u otros alimentos de origen vegetal para prevenir el escorbuto.
Sin embargo, en 1747 fue el médico naval británico James Lind quien confirmó en un experimento controlado que los cítricos podían prevenir el escorbuto. En el experimento, Lind agrupó a doce marineros con una gravedad similar de escorbuto en parejas y trató a cada pareja de manera diferente. Durante dos semanas, los participantes en el estudio recibieron sidra, elixir de vitriolo (una mezcla de ácido sulfúrico y alcohol), vinagre, agua de mar, una pasta a base de ajo, semillas de mostaza y otras especias más un trago de agua de cebada, o dos naranjas y un limón. Solo se curó la pareja que recibió naranjas y limones [1]. Como resultado, la Marina británica ordenó a todos sus barcos que llevaran un suministro constante de jugo hecho con limones europeos. Lo que Lind no sabía era que las propiedades medicinales de los cítricos se debían a su alto contenido de vitamina C.
En los siglos siguientes, los alimentos que se sabía que prevenían el escorbuto se denominaron antiescorbútico, derivado de la palabra latina medieval para el escorbuto: «scorbutus». Aparte de los cítricos, estos alimentos incluían, por ejemplo, el chucrut, que James Cook usó en su largo viaje a Hawai.
En 1912, Casimir Funk introdujo el concepto de vitaminas como componentes dietéticos esenciales. El llamado factor antiescorbútico pronto fue considerado como «C hidrosoluble». La vitamina C fue aislada por primera vez de las glándulas suprarrenales animales en 1928 por el científico húngaro Albert Szent-Györgyi. Llamó a esta sustancia ácido hexurónico y sospechó que era el factor antiescorbútico que prevenía el escorbuto.
Fue en 1932 que Szent-Györgyi y Joseph Svirbely concluyeron que el ácido hexurónico era de hecho vitamina C. Lo mismo había sido confirmado apenas unas semanas antes por Charles G. Rey en los Estados Unidos. Esto posiblemente se debió a que Svirbely envió una carta a su antiguo mentor, King, anunciando el descubrimiento. Una amarga disputa sobre la prioridad se produjo en los años siguientes [2].
walter n Haworth identificó la estructura química de la vitamina C en 1933. Él y Szent-Györgyi propusieron que el ácido L-hexurónico se llamara a-scórbico ácido («a» que significa no en latín y «escorbuto» refiriéndose al escorbuto) por su función antiescorbútica. En parte por este descubrimiento, Albert Szent-Györgyi y Walter Norman Haworth recibieron los Premios Nobel de Fisiología y Medicina y Química de 1937, respectivamente.
Uso actual de la vitamina C
Hoy en día, nuestro aporte necesario de vitamina C suele estar cubierto por las frutas y verduras frescas que consumimos. Además, la vitamina C está disponible como suplemento dietético y como medicamento de venta libre (OTC, por sus siglas en inglés) económico. También se utiliza como conservante de alimentos en productos como pan, mermeladas, vino o incluso carnes, ya que sus propiedades antioxidantes evitan que los alimentos se echen a perder. La vitamina C se designa con los números E E300–E305 para el propio ácido, así como para diferentes sales y ésteres de ascorbato.
Las sales de ascorbato también se utilizan en cosmética y productos de cuidado personal, donde estas sales actúan como antioxidantes y ralentizan la degradación del producto. El ácido ascórbico también se utiliza en la producción de fotografías, la purificación del agua, la fabricación de plásticos y la microscopía de fluorescencia.3].
Para garantizar la calidad de los productos farmacéuticos y cumplir con las leyes de etiquetado de alimentos, es necesario determinar el contenido de vitamina C en alimentos y productos farmacéuticos. La siguiente sección presentará algunas formas diferentes en que la vitamina C se puede determinar en varias matrices.
Análisis de vitamina C por titulación
La vitamina C a menudo se analiza mediante titulación, ya sea con 2,6-diclorofenolindofenol (DCPIP) o yodo que se usa comúnmente como titulantes. Ambos titulantes experimentan una reacción redox con ácido ascórbico. Ácido ascórbico (C6H8O6) se oxida a ácido dehidroascórbico (C6H6O6), mientras que DCPIP o yodo se reduce a DCPIPH2 o yoduro, respectivamente. Figura 1 muestra la ecuación de reacción para la titulación de ácido ascórbico con DCPIP.
Para jugos de frutas sin pulpa, la determinación se puede realizar directamente sin ninguna preparación de muestra. Para jugos con pulpa, alimentos sólidos y otros productos a base de frutas y vegetales, primero se debe extraer el ácido ascórbico.
Para evitar la oxidación del ácido ascórbico antes de la titulación, a menudo se añade ácido metafosfórico a la muestra. El punto final de la titulación se puede determinar fotométrica o bivoltamétricamente.
La titulación fotométrica con DCPIP aprovecha el hecho de que DCPIP es rosa salmón, mientras que DCPIPH2 es incoloro La titulación de yodo utiliza almidón como indicador, que se vuelve azul-negro con un exceso de yodo. Cuando se utiliza un sensor fotométrico como el optrode, el punto final se puede determinar de forma fiable para ambos tituladores.
Figura 2 muestra un ejemplo de curva de titulación para la titulación de ácido ascórbico en jugo de naranja sanguina con DCPIP.
Con la titulación bivoltamétrica, se aplica una corriente entre dos electrodos polarizables en el recipiente de titulación y se mide el potencial resultante. Cuando el ácido ascórbico de la muestra se oxida por completo, el potencial cae abruptamente, lo que indica el punto final de la titulación. tabla 1 a continuación se enumeran los documentos de solicitud disponibles para varios tipos de muestras.
Tabla 1. Documentos de aplicación disponibles para el análisis de ácido ascórbico por titulación en diferentes tipos de muestras utilizando varios tituladores.
| Muestra | Norma | Reactivo de titulación | Documento de solicitud |
|---|---|---|---|
| Zumos y preparados vitamínicos | AOAC 967.21 | DCPIP | |
| Productos a base de frutas y verduras | ISO 6557-2 | DCPIP | |
| Cápsulas, tabletas y soluciones orales de vitaminas y multivitaminas | USP<580> | DCPIP | |
| Zumos y preparados vitamínicos | – | yodo (yo2) | AN-T-162 |
| Leche en polvo | – | DCPIP | AN-T-171 |
| Vino | – | Yodato de potasio (KIO3) | AB-225 |
Determinación de vitamina C por polarografía
Alternativamente, la vitamina C se puede analizar con alta sensibilidad mediante polarografía. La polarografía es un tipo de voltamperometría que utiliza un electrodo de trabajo líquido, como un electrodo de gota de mercurio (DME). Durante el análisis, se mide la corriente que fluye entre dos electrodos en la solución de muestra a medida que aumenta gradualmente el voltaje aplicado.
Durante la medición polarográfica, el ácido ascórbico se oxida para formar ácido dehidroascórbico. Los jugos de frutas y verduras se pueden analizar directamente, mientras que las tabletas y las preparaciones de vitaminas se deben diluir para crear una alícuota de muestra adecuada para la medición polarográfica. Los alimentos y otras muestras sólidas requieren la extracción de ácido ascórbico antes del análisis.
El contenido de ácido ascórbico se determina mediante la adición estándar, donde la muestra original se enriquece con una solución estándar de ácido ascórbico. figura 3 muestra un polarograma y una curva de calibración para la determinación de ácido ascórbico en jugo de naranja. Tabla 2 a continuación se enumeran los documentos de solicitud disponibles para diferentes tipos de muestras.
Tabla 2. Documentos de aplicación disponibles para el análisis de ácido ascórbico por polarografía.
| Muestra | Documento de solicitud |
|---|---|
| Zumos de frutas y verduras | |
| Cápsulas de vitaminas, tabletas, soluciones orales | |
| Alimentos, estimulantes y alimentos para animales |
Determinación de vitamina C por cromatografía iónica
La cromatografía iónica (IC) es otro método analítico válido para medir el ácido ascórbico en muestras, especialmente cuando también es necesario analizar otros ácidos orgánicos (p. ej., ácido málico, acético o cítrico). La vitamina C en una muestra se determina como el anión ascorbato cuando se usa IC. La cromatografía de exclusión iónica (IEC) se utiliza para separar el ascorbato de otros aniones de ácidos débiles, como el citrato o el acetato.
Las tabletas, los suplementos vitamínicos y los aditivos alimentarios se pueden analizar directamente mediante IC después de la dilución. Para jugos que contengan pulpa, diálisis en línea debe utilizarse para eliminar cualquier partícula de la muestra. Esta técnica de preparación de muestras en línea se aplica para proteger la columna de separación y el sistema IC.
Figura 4 muestra un cromatograma para el análisis de ascorbato y malato en jugo de fruta usando un Ácidos Orgánicos Metrosep – 250/7.8 columna, detección de conductividad con supresión inversa (LiCl) y diálisis en línea Metrohm para la preparación de muestras. Tabla 3 a continuación se enumeran los documentos de solicitud disponibles para diferentes tipos de muestras.
Tabla 3. Documentos de solicitud disponibles para el análisis de ácido ascórbico por cromatografía iónica.
| Muestra | Documento de solicitud |
|---|---|
| Zumos de frutas y verduras | AN-O-032 |
| Tabletas de vitaminas | AN-O-007 |
| Aditivos alimentarios | AN-O-024 |
Resumen
La historia de la vitamina C está ligada a la era de la navegación y los descubrimientos, así como a la temida enfermedad del escorbuto. El descubrimiento de Lind de los beneficios de las frutas cítricas estableció un tratamiento viable. El trabajo de Szent-Györgyi en las décadas de 1920 y 1930 condujo a la identificación del ácido ascórbico como vitamina C. Hoy en día, el escorbuto es principalmente considerada una enfermedad del pasado lejano ya que la vitamina C se ha vuelto omnipresente y fácilmente disponible a partir de frutas y verduras frescas. También se utiliza como nutriente para apoyar nuestra salud y como conservante de alimentos debido a sus propiedades antioxidantes.
La titulación, la voltamperometría y la cromatografía iónica son tres métodos efectivos para el análisis de vitamina C en varios alimentos y productos farmacéuticos. Hay muchos más analitos en jugos, alimentos o muestras farmacéuticas que pueden analizarse mediante estas técnicas. Echa un vistazo a nuestro Buscador de aplicaciones para encontrar el análisis adecuado para las necesidades de su laboratorio.
Referencias
[1] Hughes, R. E. James Lind y la cura del escorbuto: un enfoque experimental. Historial médico 1975, 19 (4), 342–351.
[2] Albert Szent-Gyorgyi. Perfiles en Ciencias. https://profiles.nlm.nih.gov/spotlight/wg (consultado el 2023-02-09).
[3] Ácido ascórbico. Datos de seguridad química. https://www.chemicalsafetyfacts.org/chemicals/ascorbic-acid/ (consultado el 01-03-2023).
Tus conocimientos para llevar
Boletín de aplicaciones: Determinación de ácido ascórbico (Vitamina C) y sus compuestos
Blog: Preguntas frecuentes sobre el análisis de bebidas con cromatografía iónica
Folleto: Análisis de alimentos: control de calidad en la industria de alimentos y bebidas
