Kapszaicin tartalom mérésen voltunk

Fogadjátok szeretettel a paprikánk és szószunk 2016-os kapszaicin tartalom mérésének történetét, melynek megírásában a Kapszaicinfüggők facebook csoport egyik kémikusa, Richárd segédkezett. A bemérés a Kutatók Éjszakáján történt, az ELTE egyik tantermében, a Wessling labor felügyelete alatt.

Mint minden paprikaimádó tudja, a kapszaicin (és annak származékai) okozza a paprikáink csípősségét. A Scoville által megalkotott, talán legismertebb skála szemléletes, de több sebből vérzik: ez a szám azt hivatott mutatni, hogy mekkora hígításban nem érzi már a kóstoló egyén a paprika csípősségét, így eléggé szubjektív a dolog – egy jó csípős vasárnapi húslevesre van, aki elborzad, van, aki alig érzi a kapszaicin zamatát. Valamint a hígítás mértékét sem lehet megadni teljes pontossággal (nehéz például 4563211-szeresre hígítani valamit).

 

A kémikus azonban tudja a megoldást: létezik olyan méréstechnika, amellyel meg lehet mondani pontosan, hogy a termesztő munkájának paprikája mennyi kapszaicint tartalmaz.

Ez a módszer nem más, mint a HPLC-MS. Elsőre misztikus dolognak hangzik, és talán az sem segít sokat, ha teljes nevén, High Performance Liquid Chromatography – Mass Spectrometry szólítjuk. Hogyan is működik? Kezdjük a legelején…

Fontos, hogy ismert tömeget mérjünk ki, és oldjuk fel lehetőség szerint alkoholban (pl. metanol) vagy más, szerves oldószerben (pl. acetonitril).

Ha ebből pontosan ismert térfogatot sikerült készítenünk, kénytelen vagyunk ultrahangos fürdőbe tenni, egyrészt azért, hogy minél nagyobb hatékonysággal oldjuk ki a hatóanyagot a paprikából, másrészt, hogy az oldószert mérés előtt gázmentesítsük.

De önmagában sajnos a műszer nem fogja kijelezni, hogy mennyi a mintánk kapszaicin tartalma. Kell hozzá csinálnunk egy úgynevezett kalibráló oldatsorozatot, melyhez  kapszaicin standardból kell ismert koncentrációjú oldatokat csinálnunk (3 vagy 5 darabot).

Ezáltal tudni fogjuk, hogy mérés után milyen analitikai válaszjelhez mekkora koncentráció tartozik (kapszaicin standardként célszerű nem csak a tisztán kapszaicint tartalmazó standardot használni, hanem növényi kivonatot, amely tartalmazza a dihidro-kapszicint is).

Következzék ezeknek a mintáknak az injektálása. A HPLC lelkét kolonnának nevezzük, itt történik a felinjektált anyagok elválása, jelen esetben valahogy így:

Persze, azonnal nem tudjuk, hogy melyik csúcs melyik vegyülethez tartozik. Itt jön képbe a másik két betű, az MS, azaz a tömegspektrometria. Amikor megtörtént a HPLC-n az elválás, az anyagaink máris repülnek az MS-be. Ennek a műszernek az a dolga, hogy megmondja nekünk, hogy melyik csúcshoz milyen tömegű anyag tartozik. Kiszámolható, hogy a kapszaicin moláris tömege 305 g/mol, a dihidro-kapszaiciné pedig 307 g/mol. Ez az a két tömeg, amit a tömegspektrumban keressük, valahogy így:

kép forrása: http://www.phenomenex.com/Application/Detail/21863

Most, hogy már tudjuk, ki kivel van, beleugrik a majom a vízbe. Ábrázoljuk a HPLC-kromatogram csúcs alatti területeit a standard által pontosan tudott koncentrációk függvényében, és csodák csodájára, egyenest kell kapnunk. Ez a már említett kalibráló egyenes.

Ezek után lemérjük a mi paprika mintánkat, és annak a csúcs alatti területét ebbe az egyenesbe beillesztve le tudjuk olvasni (ki tudjuk számolni) a hozzá tartozó koncentráció értékét. Természetesen innen még vissza kell számolnunk az elején a bemérésünkre, de könnyedén megkaphatjuk a paprikánk kapszaicin és dihidro-kapszaicin tartalmát, célszerűen mg/kg-ban (ami azt jelenti, hogy 1 kilogramm paprikában hány mg erő lakozik).

Persze létezhetnek olyan Fenevad chili paprikák, amelyek meglepetést okozva túllógnak a kalibráló oldatsor legnagyobb koncentrációján, de ezzel sincs baj: egy kis hígítás után új kell mérni őket.

A mi esetünkben természetesen szükség is volt az újramérésre. Talán nem kellett volna Carolina Reapert vinni HAHAHAHA… Ráadásul csak egy kis szeletet vágtunk belőle a méréshez, talán nem is a megfelelő helyről. A csuma környékén és az erekben van köztudottan a legtöbb kapszaicin, a segítők viszont a csúcsából vágtak. Paprikánk összes kapszaicin tartalma így is 13.427 mg / kg volt.

Miután jól leírtuk az Scoville skálát, jogosan vagy nem jogosan, de úgyis felteszed a kérdést:

És az mennyi SHU? 😀

Annak idején találtunk egy képletet, amit a laborvezetővel közösen a mérés során használt értékek (minta tömege, oldat hányszorosára lett higítva stb.) behelyettesítésével alkalmaztunk.

SHU = 15* ppmH

ppmH = [Peak area of capsaicin + (0.82)(peak area of dihydrocapsaicin)](ppm standard)(ml acetonitrile) / (Total capsaicin peak area of standard)(g sample)

Ez alapján 1.412.000 SHU -t kaptunk eredményül, de sajnos nem teljesen tiszta a számítás módja. (Ha valaki olvassa ezt és tud segíteni, írjon!) Azóta is több mérést végeztünk, de továbbra sem tudjuk a “hivatalos” átszámítás módját. Jó lenne a Guinness rekordereket megkérdezni, mi alapján szerepel a mai rekordok között is egy Scoville skála szerinti érték, mg / kg helyett.

Volt egy egyszerűbb átszámítási mód is, amikor abból indulunk ki, hogy a tiszta kapszaicin köztudottan 16.000.000 SHU, legyen ez tehát a 100%. Ez alapján:

Talán jó úton járunk, hiszen mindkét számításból hasonló eredmény született, de ezt egyelőre sem bizonyítani, sem cáfolni nem tudta senki. Nekünk mindenesetre ez nem is számít, a mérésben részt venni és átélni jó móka volt, bármikor szívesen megismételnénk.