Gehaltsbestimmungen von Vitaminen

Vitamine

... und vitaminähnliche Substanzen

Vitamine sind essentielle (lebensnotwendige) Nahrungsbestandteile, da sie wichtige Funktionen im menschlichen Organismus übernehmen. Neben den natürlichen Vitaminen werden Lebensmitteln bei der Herstellung und Verarbeitung auch synthetische Vitamine zugesetzt.

Die Deklaration dieser Vitamine ist in der Schweiz produktabhängig und in der „Verordnung des EDI über den Zusatz essenzieller oder physiologisch nützlicher Stoffe zu Lebensmitteln“ vom 23.11.2005 sowie in der „Verordnung des EDI über Speziallebensmittel“ vom 23.11.2005 geregelt.

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Wir prüfen für Sie alle Vitamine nach SLMB - oder intern entwickelten Methoden – schnell, kompetent und zuverlässig.

Wollen Sie wissen, welche Punkte Sie bei der Beauftragung Ihrer Analysen beachten müssen? Kennen Sie die Unterschiede, die sich durch die Zugabe der verschiedenen Vitaminderivate für die Analytik ergeben?

 

Wir beraten Sie gerne.

Lesen Sie hier weiter, auf welche Punkte Sie achten müssen - oder nehmen Sie mit uns Kontakt auf.


Was sind Vitamine, Provitamine und Vitaminoide?

Probenvorbereitung zur Vitaminbestimmung in Karotten
Probenvorbereitung zur Vitaminbestimmung in Karotten

Vitamine sind organische Verbindungen, die vom Humanorganismus für lebensnotwendige (essentielle) Funktionen benötigt werden, aber im Stoffwechsel nicht oder nicht in ausreichendem  Umfang hergestellt werden können. Sie müssen deshalb regelmässig mit der Nahrung zugeführt werden, entweder als fertige Vitamine oder als Provitamine, die dann in die entsprechenden Vitamine umgewandelt werden können. Im Gegensatz zu den ebenfalls essentiellen Fettsäuren und essentiellen Aminosäuren dienen Vitamine weder als Körperbausteine noch als Energielieferanten, sondern sind im wesentlichen an katalytischen (Coenzyme) oder steuernden (hormonähnliche Stoffe) Funktionen beteiligt. Deshalb werden von den Vitaminen für physiologische Wirkungen nur sehr geringe Mengen benötigt. Insgesamt 13 Stoffe besitzen diese Eigenschaften und werden in Abhängigkeit ihrer physikalischen Eigenschaften in wasserlösliche und fettlösliche Vitamine eingeteilt:

Wasserlösliche Vitamine   Fettlösliche Vitamine  
Vitamin B1 (Thiamin) Vitamin A (Retinol)
Vitamin B2 (Riboflavin) Vitamin D2 (Ergocalciferol)
Vitamin B5 (Pantothensäure) Vitamin D3 (Cholecalciferol)
Vitamin B6 (Pyridoxin) Vitamin E (alpha-Tocopherol)
Vitamin B12 (Cyanocobalamin) Vitamin K1 (Phyllochinon)
Vitamin Bc (Folsäure) Vitamin K3 (Menadion)
Vitamin C (Ascorbinsäure)  
Vitamin H (Biotin)  
Vitamin PP (Niacin, Niacinamid)  

Vitaminoide

Die obige einfache Definition der Vitamine sollte an und für sich eine zweifelsfreie Klassifikation ermöglichen. Dennoch werden bis heute Wirkstoffe zum Teil in Unkenntnis ihrer pharmakologischen Eigenschaften, aber auch aufgrund marktstrategischer Überlegungen als Vitamine klassifiziert, obwohl sie der Vitamindefinition nicht genügen. Diese sogenannten Vitaminoide haben zwar vitaminähnliche Eigenschaften und sind in Lebensmitteln enthalten, sie werden im Gegensatz zu Vitaminen aber auch vom Körper produziert. Nachfolgend sind einige dieser Vitaminoide beispielhaft gelistet:

 

  • L-Carnitin und gebundenes Carnitin (Acetyl-Carnitin)
  • Inosit
  • Cholin
  • Taurin
  • Ubichinon (Coenzym Q)

Provitamine

Provitamine sind hingegen noch unwirksame Vorstufen der Vitamine und müssen im Organismus erst noch in diese umgewandelt werden, um für den Körper von Nutzen zu sein. Beispiele hierzu sind folgende Verbindungen:

  • Beta-Carotin (Provitamin A)
  • Ergosterin (Provitamin D2)

Warum sollte der Vitamingehalt von Lebensmitteln analytisch kontrolliert werden?

Vitamine werden vielen Lebensmitteln zugesetzt - hier z.B. Cornflakes
Vitamine werden vielen Lebensmitteln zugesetzt - hier z.B. Cornflakes

Vitamine haben in der Ernährung eine essentielle Funktion und werden daher, neben den bereits vorhandenen natürlichen Vitaminen, bei der Lebensmittelherstellung und Verarbeitung aus technologischen und ernährungsphysiologischen Gründen gezielt zugesetzt.

Bei einer ungenügenden Versorgung treten Hypovitaminosen (Mangelerscheinungen wie z.B. Skorbut bei Vitamin C-Mangel oder Rachitis bei Vitamin D-Mangel) und in einem späteren Stadium Avitaminosen (schwere Formen von Mangelerscheinungen) auf, die bis zum Tod führen können.

Aber nicht nur die Hypovitaminosen sind kritisch. Auch zu hohe Gehalte, vor allem der fettlöslichen Vitamine, können Probleme verursachen. Durch die Aufnahme über die Nahrung lagern sich die Vitamine im Fettgewebe des Körpers über eine längere Zeit ein, was zu toxischen Effekten (Hypervitaminosen) führen kann. Zu hohe Dosen der wasserlöslichen Vitamine sind weniger problematisch, da sie vom Körper rasch wieder ausgeschieden werden.

Gesetzliche Regelungen zur maximal erlaubten Dosierung von Vitaminen

Um diese Mangel- und Überdosierungserscheinungen zu vermeiden bestehen gesetzliche Regelungen bzgl. Vitamingehalten in Lebensmitteln. So ist z. B. in Artikel 4 der „Verordnung des EDI über den Zusatz essenzieller oder physiologisch nützlicher Stoffe zu Lebensmitteln“ die maximal erlaubte Dosierung der Vitamine festgelegt. Für alle Vitamine ausser für Vitamin A und D ist höchstens die dreifache Tagesration in Bezug auf die Tagesdosis erlaubt, um Vitaminverluste während der Lagerung ausgleichen zu können. Für Vitamin A ist eine Überdosierung in Höhe von max. 200 % von der empfohlenen Tagesdosis und für Vitamin D in Höhe von max. 150 % erlaubt. Die jeweils empfohlene Tagesdosis ist in Anhang 1 derselben Verordnung festgelegt. Für den Zusatz zulässig sind ausserdem nur Verbindungen, die im Anhang 2 der Verordnung aufgeführt sind. Für Speziallebensmittel gilt die „Verordnung des EDI über Speziallebensmittel“.

Zur Qualitätskontrolle der Herstellungsprozesse der Lebensmittel und der Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben ist daher eine zuverlässige Überprüfung unerlässlich. Durch die regelmässige Bestimmung der Vitamingehalte können Fehler bei der Produktion (beispielsweise Probleme während der Zugabe von Vitaminmischungen) frühzeitig erkannt werden. Durch die Einlagerung der Lebensmittel im Rahmen von Stabilitätsstudien können zudem die Zusammensetzung der Produkte sowie deren Vitamingehalte beim Erreichen des Verbrauchs- oder Haltbarkeitsdatums untersucht werden. Somit kann eine Aussage getroffen werden, ob die deklarierten Angaben des Produkts noch stimmen und die Vorgaben eingehalten werden.

Zulässige Vitamine sowie die empfohlenen Tagesdosen für Erwachsene
Stoff Für Erwachsene empfohlene Tagesdosis
Vitamine
Vitamin A 800 ug
α-Carotin (Provitamin A) 4,8 mg
Vitamin D 5 ug
Vitamin E 12 mg
Vitamin C 80 mg
Vitamin K 75 ug
Vitamin B1 (Thiamin) 1,1 mg
Vitamin B2 (Riboflavin) 1,4 mg
Niacin (Vitamin PP) 16 mg
Vitamin B6 1,4 mg
Folsäure/Folacin 200 ug
Vitamin B12 2,5 ug
Biotin 50 mg
Pantothensäure 6 mg

Was sollte bei der Beauftragung von Vitamin-Analysen im Sinne einer speditiven und repräsentativen Auftragsabwicklung beachtet werden?

1.    Probenversand

Vitamine können durch Einwirkung von Licht, Hitze und Luftsauerstoff in unterschiedlichem Ausmass zerstört werden. Nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick über die Beständigkeit der verschiedenen Vitamine gegen derartige äussere Einflüsse. Daher empfehlen sich für die Analyse von lichtempfindlichen Vitaminen wie Vitamin C oder Provitamin A beispielsweise der Versand in Braunglasbehältern.

Zerstörung von Vitaminen
Empfindlich gegenüber: Licht Sauerstoff Wasser Hitze pH-Wert Bestrahlung
Wasserlösliche Vitamine  
B1 (Thiamin)  

 X

 X

X

 

X

B2 (Riboflavin)

 X

 X

 

X

   
B6 (Pyridoxin)

 X

 X

 

X

   
Niacin    

 X

     
B12 (Cobalamin)

 X

 X

 X

     
C (Ascorbinsäure)

 X

 X

 X

X

 

 X

Folsäure        

 X

 
Fettlösliche Vitamine  
A (Retinol)

 X

 X

     

 X

D (Calciferol)

 X

 X

       
E (Tocopherol)

 X

 X

       
K (Phyllochinon)

 X

         

2. Mikroverkapselung der Vitamine

Aufgrund der bekannten Vitaminverluste durch äussere Einflüsse werden insbesondere in hochkonzentrierten Vitaminpremixen, die in die Lebensmittelherstellung einfliessen, schützende Mikroverkapselungen eingesetzt, um Verluste bereits während der Produktion zu vermeiden. Diese Mikroverkapselungen sind sehr stabil und werden im Rahmen der Vitamin-Routineanalytik nicht geknackt, was zu massiven Vitamin-Unterbefunden bei der Analytik führen würde. In solchen Fällen wird daher eine spezielle zusätzliche Probenhomogenisierung mittels Kugelmühle durchgeführt, sodass diese Information für die Probenvorbereitung im Labor hilfreich ist.

3. Einsatzform der verwendeten Vitamine

Vitamine können als verschiedene Derivate eingesetzt werden - für die Analytik wichtig zu wissen
Vitamine können als verschiedene Derivaten eingesetzt werden - für die Analytik wichtig zu wissen

Es ist wichtig zu wissen, welches Vitamin bei der Herstellung konkret zugesetzt wurde, da dies einen direkten Einfluss auf die zu wählende Analysenmethode, deren Durchführungsvariante oder die Ergebnisberechnung hat. Beispiele zu dieser Thematik:

  • Unterschiedliche Analysenmethoden für Vitamin K1 (Phyllochinon) und Vitamin K3 (Menadion)
  • Unterschiedliche Durchführung der Analysenmethode für Vitamin D2 (Ergocalciferol) und Vitamin D3 (Cholecalciferol)
  • Unterschiedliche Analysenmethoden für Vitamin C (Ascorbinsäure) und Ascorbylpalmitat
  • Unterschiedliche Analysenmethoden für Vitamin E (alpha-Tocopherol) und das Tocopherolspektrum (alpha-, beta-, gamma- und delta-Tocopherol)
  • Wurde direkt die aktive Vitaminform (z.B. Retinol) oder ein Derivat der aktiven Vitaminform (z.B. Retinylacetat) eingesetzt? Hierdurch ergeben sich unterschiedliche Ergebnisberechnungen.

4. Richtwerte der Vitamine

Es ist hilfreich einen Richtwert für die jeweiligen Vitamine zu haben, da dies die Methodenwahl beeinflusst. So sind für hochkonzentrierte Vitaminpremixe chemische Verfahren wie HPLC-UV die Methode der Wahl, für geringere Vitaminkonzentrationen in Lebensmitteln hingegen die nachweisempfindlichen biologischen Bestimmungen mittels Mikroorganismenwachstum. Zudem können durch die Angabe von Richtwerten direkt die passenden Probenverdünnungen beim Analysenansatz gewählt werden, um im linearen Bereich der Messmethode zu liegen. Daher lassen sich nachträgliche Analysen vermeiden, und es ergibt sich eine schnellere Auftragsbearbeitung. Wichtig ist ebenfalls, dass die richtige Einheit des Richtwertes,  z.B. IE oder mg, angeben wird.

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Unsere Dienstleistungen im Einzelnen:

Vitamin-Analytik: Kristalle von reinem Vitamin D3 unter dem Mikroskop
Vitamin-Analytik: Kristalle von reinem Vitamin D3 unter dem Mikroskop

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Sascha Theobald Dr. rer. nat. Diplomlebensmittelchemiker

Tel. +41 58 434 42 00 service@ufag-laboratorien.ch

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