SPECIAČNÍ ANALÝZA SELENU V ODTUČNĚNÉM ŘEPKOVÉM ŠROTU

Význam tématu

Se je kriticky důležitý stopový prvek podílející se na syntéze thyroideálních hormonů, antioxidačních procesech a protirakovinových mechanismech. V regionech s nízkým obsahem selenu v půdě, jako je ČR, hrozí jeho nedostatek ve stravě lidí i hospodářských zvířat. Fortifikace potravního řetězce selenu pomáhá zvyšovat jeho příjem v biologicky dostupných formách. Abychom zajistili efektivní suplementaci, nestačí znát pouze celkový obsah, ale je třeba určit i jednotlivé chemické formy (specie) selenu, které se v organismech chovají odlišně.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout a ověřit metodiku speciační analýzy selenu v odtučněném řepkovém šrotu (OŘŠ) vznikajícím po extrakci oleje z řepky fortifikované Na2SeO3. Metoda má sledovat distribuci Se mezi seleničitanem, selenanem a biologicky významnými seleno­aminokyselinami (SeMet, SeCys2, MeSeCys). Studie navazuje na předchozí práce zaměřené na močové metabolity selenu.

Použitá metodika a instrumentace

Postupy:

• Rozklad pro celkový obsah selenu: mikrovlnná mineralizace v HNO3, stanovení ICP-MS.
• Speciační analýza: enzymatická hydrolýza proteasou XIV v pufru Tris-HCl (37 °C, 24 h), filtrace a separace RP-HPLC.
• Detekce: ICP-MS s DRC pro eliminaci interferencí, vnitřní standard Ge.

Nástroje:

• ICP-MS Elan DRC-e (PerkinElmer) s cyklonickým mlžným komorem a reakcním článkem DRC
• HPLC zástava Series 200 (PerkinElmer), kolona Purosphere Star-C18 (250 × 4,6 mm, 5 µm, Merck)
• Filtrace: nylonový filtr 0,45 µm
• pH-metr pH02 (Labio)
• Mikrovlnný mineralizátor Uniclever BMI-Z

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace chromatografie:

• pH mobilní fáze 5 zajistilo nejlepší separaci Se(IV)/Se(VI).
• 1 % methanolu v eluentu zvýšilo citlivost ICP-MS při zachování stability plazmatu.
• Iontově párovací činidla (1-butansulfonan sodný, TMAH) zdvojnásobena pro vyšší citlivost.

Kalibrace a limity:

• Lineární rozsah 0–40 µg l–1 Se pro všechny formy.
• Meze detekce 0,08–0,13 µg l–1 Se, stanovitelnosti 0,25–0,43 µg l–1 Se.
• Možnost kvantifikovat všechny specii pomocí kalibrace Se(VI).

Analýza reálných vzorků:

• Fortifikace (50 g ha–1 Se) obou odrůd zvýšila obsah Se v OŘŠ šesti- až sedminásobně.
• V enzymatických extraktech fortifikovaných vzorků dominoval SeMet, dále Se(IV)+SeCys2 a MeSeCys; kontrolní vzorky měly podlimitní obsahy specií.
• Odlišný vliv fortifikace na olejnatost semen indikuje genetickou variabilitu mezi odrůdami Sitro a NK Oktans.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metodika umožňuje spolehlivé stanovení forem selenu v komplexních rostlinných matricích. Znalost speciačního složení pomáhá optimalizovat fortifikační strategie v zemědělství a zajišťuje, že suplementovaný selen vstupuje do potravinového řetězce ve formách, které mají nejvyšší biologickou dostupnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření aplikace na další krmné a potravinářské suroviny pro komplexní hodnocení biodostupnosti selenu.
• Integrace s ortogonálními separačními technikami (iontově výměnná chromatografie) pro lepší rozlišení formy Se(IV)/Se(VI).
• Sledování metabolitů selenu in vivo za podpory vyspělých MS technologií.

Závěr

Vyvinutá LC-ICP-MS metoda pro speciační analýzu selenu v odtučněném řepkovém šrotu byla úspěšně optimalizována a validována. Fortifikace řepky selenu vedla k významnému navýšení obsahu bioaktivních forem selenu, především selenomethioninu. Metodika přispívá k řízení fortifikace potravního řetězce a ke zlepšení nutriční kvality krmných a potravinářských produktů.

Reference

• Zima T., Tesař V., Mestek O., Němeček K.: Blood Purif. 17, 187 (1999).
• Irons R., Carlson B. A., Hatfield D. L., Davis C. D.: J. Nutr. 136, 1311 (2006).
• Kursa J., Herzig I., Trávníček J., Illek J., Kroupová V., Fuksová S.: Acta Vet. 79, 403 (2010).
• Ludvíková E., Pavlata L., Vyskočil M., Jahn P.: Acta Vet. 74, 369 (2005).
• Pavlata L., Illek J., Pechová A., Matějíček M.: Acta Vet. 71, 3 (2002).
• Střítecká H., Hlubik P., Nováková J.: Mediterr. J. Nutr. Metab. 2, 133 (2009).
• Kvíčala J., Zamrazil V., Němeček J., Jiránek J.: J. Radioanal. Nucl. Chem. 278, 537 (2008).
• Seppanen M. M., Kontturi J., Heras I. L., Madrid Y., Cámara C., Hartikainen H.: Plant Soil 337, 273 (2010).
• Bañuelos G. S., Mayland H. F.: Ecotoxicol. Environ. Saf. 46, 322 (2000).
• Feldmann J., Salaun P., Lombi E.: Environ. Chem. 6, 275 (2009).
• Sanz-Medel A.: Spectrochim. Acta, Part B 53, 197 (1998).
• Szpunar J., McSheehy S., Polec K., Vacchina V., Mounicou S., Rodriguez I., Lobinski R.: Spectrochim. Acta, Part B 55, 779 (2000).
• Michalke B.: Trends Anal. Chem. 21, 154 (2002).
• Cuderman P., Ozbolt L., Kreft I., Stibilj V.: Food Chem. 123, 941 (2010).
• Kotrebai M., Birringer M., Tyson F. J., Block E., Uden P. C.: Analyst 125, 71 (2000).
• Montes-Bayon M., Molet M. J. D., Gonzales E. B., Sanz-Medel A.: Talanta 68, 1287 (2006).
• Kahakachchi C., Boakye H. T., Uden P. C., Tyson J. F.: J. Chromatogr. A 1054, 303 (2004).
• Li H. F., Lombi E., Stroud J. L., McGrath S. P., Zhao F. J.: J. Agr. Food Chem. 58, 11837 (2010).
• Cuderman P., Kreft I., Germ M., Kovacevic M., Stibilj V.: J. Agr. Food Chem. 56, 9114 (2008).
• Pedrero Z., Encinar J. R., Madrid Y., Camara C.: J. Chromatogr. A 1139, 247 (2007).
• Smrkolj P., Stibilj V., Kreft I., Germ M.: Food Chem. 96, 675 (2006).
• Slekovec M., Goessler W.: Chem. Speciation Bioavailability 17, 63 (2005).
• Montes-Bayon M., LeDuc D. L., Terry N., Caruso J. A.: J. Anal. At. Spectrom. 17, 872 (2002).
• Eichler S., Mestek O.: Chem. Listy 105, 200 (2011).
• Bečka D.: Výsledky odrůd řepky ozimé - poloprovozní pokusy 2010/2011. ČZU, Praha 2011.
• Funk W., Dammann V., Donnevert G., Iannelli S.: Quality assurance in analytical chemistry: applications in environmental, food, and materials analysis, biotechnology, and medical engineering, 2. vyd. Wiley-VCH, Weinheim 2007.
• Anděl J.: Základy matematické statistiky, MatfyzPress, Praha 2011.