Analyse durch Hochleistungsflüssigkeitschromatographie von Zimt unterschiedlicher Herkunft

Zimt ist ein weltweit häufig verwendetes Gewürz- und Kräuterheilmittel und hat viele gesundheitliche Vorteile. Das rotbraune Pulver wird aus der getrockneten Rinde eines immergrünen Baumes aus der Familie der Lauraceae gemahlen und oft als Gewürz zu Backwaren, Tee, Currys und Fleischgerichten hinzugefügt. Neben seinen positiven Wirkungen auf die Verdauung, die Magengesundheit, die Darmregulation und die Entgiftung wurde berichtet, dass es aufgrund seines hypoglykämischen und lipidsenkenden Potenzials bei der Vorbeugung oder Verbesserung von Diabetes wirksam ist (1,2). Zimt enthält auch natürliche Antioxidantien, die das Krebsrisiko und Zeichen des Alterns reduzieren können, und wird in der traditionellen chinesischen Medizin häufig zur Behandlung von Entzündungen und Amenorrhoe eingesetzt (2,3).

Trotz dieser klinischen Vorteile gibt es auch Hinweise darauf, dass Zimt Nebenwirkungen haben kann. Einer der Hauptbestandteile von Zimt, Cumarin, hat sich als hepatotoxisch und hepatotoxisch erwiesen krebserzeugende Wirkung, weshalb die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit die tolerierbare tägliche Aufnahmemenge (TDI) von Cumarin auf 0,1 mg pro kg Körpergewicht festgelegt hat (4). Darüber hinaus wurde Zimtaldehyd – ein weiterer Hauptbestandteil – als reizender und sensibilisierender Bestandteil festgestellt, der teratogene Wirkungen haben kann (3). Daher wird die Bestimmung der Konzentration dieser Verbindungen in Zimt als wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle angesehen.

Die wichtigsten Arten von Zimt sind Zimt verum (Ceylon-Zimt) und Cassia Zimt, die beide Cumarin und Zimtaldehyd in unterschiedlichen Konzentrationen enthalten, je nach Herkunft des Gewürzes. Dieser Artikel beschreibt eine Methode zur Verwendung von Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) zur gleichzeitigen Quantifizierung des Cumarin- und Zimtaldehydgehalts in Zimtproben aus verschiedenen Regionen.

Analyse von Cumarin und Zimtaldehyd in einer gemischten Standardlösung

Eine gemischte Standardlösung mit 0,5 mg/L jedes der interessierenden Analyten – Cumarin und Zimtaldehyd – wurde in Acetonitril hergestellt und unter den unten aufgeführten Bedingungen analysiert. Cumarin wurde bei 280 nm nahe der Wellenlänge der maximalen Absorption nachgewiesen. Während die maximale Absorptionswellenlänge von Zimtaldehyd 287 nm beträgt, wurde Zimtaldehyd unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit und Trennung von Verunreinigungen in der Zimtprobe bei 320 nm nachgewiesen. Abbildung 1 zeigt ein typisches Chromatogramm der bei den beiden Detektionswellenlängen erhaltenen Trennung.

Methode: Analytische Bedingungen für den Cumarin- und Zimtaldehyd-Assay: System: Nexera Lite HPLC (Shimadzu); Säule: 150 mm × 3,0 mm, 3 μm Shimpack GIST-HP C18 (Shimadzu); Durchflussrate: 0,8 ml/min; Eluent: A) Wasser B) Acetonitril; Zeitprogramm: 50%B (0–2 min)  60%B (4 min)  100%B (4.01–5.00 min)  50%B (5.01–10.00 min); Säulentemperatur: 25°C; Injektionsvolumen: 5 ul; Erkennung (Array von Fotodioden [PDA]): Kanal 1 (Cumarin) λ = 280 nm, Kanal 2 (Zimtaldehyd) λ = 320 nm.

Ergebnisse: Die Wiederholbarkeit der Methode wurde anhand der Retentionszeit und der Peakfläche aus sechs aufeinanderfolgenden Analysen der gemischten Standardlösung bei 0,5 mg/L bestimmt. Die Linearität wurde durch Erstellen von Kalibrierkurven unter Verwendung von Standardlösungen in einem Konzentrationsbereich von 0,013 bis 1 mg/l für Cumarin und 0,5 bis 40 mg/l für Zimtaldehyd bewertet. Mit Korrelationskoeffizienten r2 = 0,9999 oder größer und <0,1 % Schwankung in der Retentionszeit und <0,5 % Peakfläche für beide Analyten wurden eine gute Linearität und Wiederholbarkeit des Assays erreicht.

Probenanalyse: Cumarin und Zimtaldehyd in kommerziellen Zimtprodukten

Handelsübliche Proben von Cassia Zimt hergestellt in Vietnam u Zimt verum hergestellt in Sri Lanka wurden nach Extraktion mit Acetonitril gemäß dem in Abbildung 2 gezeigten Vorbehandlungsprotokoll analysiert.

Lipide wurden unter Verwendung einer Kartusche für dispersive Festphasenextraktion (dSPE) entfernt. Die Kartusche machte eine Konditionierung vor dem Laden der Proben überflüssig, wodurch der Prozess vereinfacht wurde. Der Überstand wurde durch einen 0,2-um-Membranfilter filtriert und vor der Analyse durch HPLC mit Acetonitril verdünnt. Abbildung 3 zeigt die Chromatogramme, die aus der Quantifizierung von Cumarin und Zimtaldehyd in kommerziellen Zimtproben erhalten wurden. Der durch Extraktion erhaltene Überstand von Cassia Zimt erforderte eine 200-fache Verdünnung, während Zimt verum Extrakt wurde um den Faktor 2 verdünnt. Detaillierte Ergebnisse sind in Tabelle 1 zu finden.

Wiederherstellungstest: Um die Wirksamkeit des Vorbehandlungsprotokolls zu überprüfen, eine Wiederherstellung Der Test wurde durch Zugabe von Cumarin und Zimtaldehyd durchgeführt Cassia Zimt um sechs 0,2-g-Proben mit Konzentrationen von 2 mg/g bzw. 20 mg/g zu erhalten. Diese Proben wurden jeweils gemäß dem Vorbehandlungsprotokoll in Abbildung 2 extrahiert, was nach einer 200-fachen Verdünnung mit Acetonitril zu Probenlösungen führte, die 100 μg/L Cumarin und 1000 μg/L Zimtaldehyd enthielten. Diese wurden durch HPLC analysiert, um Wiederfindungen zu bestimmen. Wie aus den in Tabelle 2 dargestellten Ergebnissen ersichtlich ist, lieferte das Vorbehandlungsprotokoll eine gute Wiederfindung und Präzision für die Extraktion der interessierenden Analyten.

Fazit

Eine schnelle und einfache HPLC-Methode zur gleichzeitigen Analyse von zwei Hauptbestandteilen in gemahlenem Zimt wurde entwickelt. Unter Verwendung einer C18-Säule wurde eine grundlegende Trennung der Zielverbindungen in 4 Minuten erreicht, mit guter Wiederholbarkeit und nachgewiesener Linearität im Bereich von 0,013 bis 1 mg/l für Cumarin und 0,5 bei 40 mg/l für Zimtaldehyd. Es wurde ein einfaches Vorbehandlungsprotokoll vorgeschlagen, das eine effiziente Extraktion und eine angemessene Empfindlichkeit bietet, um sicherzustellen, dass die Detektionswellenlänge optimiert wurde, um eine gute Abtrennung von Verunreinigungen zu erreichen. Diese Methode bietet eine schnelle qualitative und quantitative Analyse zur Qualitätskontrolle von Zimtprodukten.

Verweise

1. N. Iwata, Shimadzu Corporation Application News No. 01-00233-EN (Shimadzu Corporation, Dezember 2021).
2. D.-T. Guet al., Grenzen in der Pharmakologie 12790901 (2022).
3. Committee for Herbal Medicinal Products (HMPC), Assessment report on Cinnamomum verum JS Presl, cortex and corticis aetheroleum, EMA/HMPC/246773/2009, 10. Mai 2011 Assessment report on Cinnamomum verum JS Presl, cortex and corticis aetheroleum (europa. had)
4. Cumarin in Aromen und anderen Lebensmittelzutaten mit Aromaeigenschaften, Das EFSA-Journal 7938-15 (2008). https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.2903/j.efsa.2008.793

Gesa Johanna Schad erwarb 2004 einen Abschluss in Chemieingenieurwesen an der Technischen Universität NTA in Isny, Deutschland, und 2005 einen MSc in pharmazeutischer Analytik an der University of Strathclyde in Glasgow, Großbritannien. Sie arbeitete bis 2006 als Beraterin in Entwicklung und Validierung von HPLC-Methoden in einem analytischen Labor der FAO/IAEA in Wien, Österreich. Sie promovierte 2010 in pharmazeutischen Wissenschaften an der University of Strathclyde und war ab 2009 als HPLC-Spezialistin in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Hichrom Ltd in Reading, Großbritannien, tätig. Seit 2013 ist sie als HPLC-Produktspezialistin und seit 2015 als HPLC-Spezialistin tätig Produktmanager in der Analytical Business Unit von Shimadzu Europa in Duisburg, Deutschland.

Natsuki Iwata erhielt einen Abschluss in Chemie und Materialtechnologie vom Kyoto Institute of Technology in Kyoto, Japan im Jahr 2010 und einen MEng in Chemie und Materialtechnologie von der Graduate School of Science and Technology des Instituts im Jahr 2012. Sie hat als HPLC-Produktspezialistin gearbeitet seit 2012 im Global Application Development Center von Shimadzu und seit 2022 im Solutions Center of Excellence der Shimadzu Corporation in Kyoto.

Email: [email protected]