Development of a simple and affordable TLC-UV/Vis spectrophotometric method for the determination of branched-chain amino acids in dietary supplements

Stellen Sie sich vor, Sie sind in einem Süßwarengeschäft, aber anstelle von Gummibärchen sind die Regale voll mit Pulvern und Pillen, die versprechen, Ihre Muskeln zu superchargen. Dies sind Branched-Chain Amino Acid (BCAA)-Supplements, ein Trio aus essenziellen Bausteinen für Ihren Körper: Leucin, Isoleucin und Valin.

Die große Frage für jeden, der diese kauft, lautet: Ist der Beutel tatsächlich voll mit dem, was darauf steht?

Ein Team von Forschern der Universität Belgrano in Argentinien beschloss, Detektiv zu spielen. Sie wollten prüfen, ob man diese Supplemente mit einer Methode überprüfen kann, die günstig und einfach ist und keine millionenschwere Maschine erfordert. Denken Sie bei dieser neuen Methode der Forscher an einen „budgetfreundlichen Lügendetektor“ für Ihr Proteinpulver.

Das zweistufige Detektivspiel

Die Wissenschaftler erkannten, dass das Überprüfen dieser Supplemente wie das Überprüfen eines Obstsalats ist. Man kann die ganze Schüssel wiegen, um das richtige Gesamtgewicht (Gesamt-BCAA) zu sehen, aber das sagt einem nicht, ob jemand die Erdbeeren durch grüne Weintrauben ersetzt hat (falsche Verhältnisse von Leucin, Isoleucin und Valin).

Schritt 1: Der „Gesamtgewicht“-Check
Zuerst versuchten sie es mit einem direkten Ansatz. Sie mischten das Supplement-Pulver mit einem speziellen violetten Farbstoff namens Ninhydrin. Dieser Farbstoff liebt Aminosäuren und färbt sich tief blau-violett, wenn er sie berührt. Indem sie Licht durch die Mischung schickten, konnten sie genau messen, wie viel „Aminosäure-Zeug“ vorhanden war.

• Das Ergebnis: Für die Gesamtmenge der Aminosäuren funktionierte diese Methode hervorragend. Drei verschiedene kommerzielle Proben (bezeichnet als SD1, SD2 und SD3) lieferten Ergebnisse, die den Versprechen auf den Etiketten sehr nahe kamen. SD1 entsprach 96,0 % des Anspruchs, SD2 103,1 % und SD3 97,6 %. Sie lagen alle in der „Sicherheitszone“ von 95–105 %.

Schritt 2: Die „Obstsalat“-Sortierung (Der TLC-Trick)
Aber halt! Nur das Gesamtgewicht zu kennen, reicht nicht aus. Was, wenn der Beutel eine 2:1:1-Mischung aus Leucin, Isoleucin und Valin vorgibt, aber eigentlich zu 90 % aus Leucin besteht und fast kein Isoleucin enthält? Hier kommt der zweite Teil ihrer Methode ins Spiel.

Sie verwendeten eine Technik namens Dünnschichtchromatographie (TLC). Stellen Sie sich einen langen, dünnen Streifen Papier (oder in diesem Fall eine Kieselgelplatte) vor, der wie eine Rennstrecke fungiert. Wenn man die Aminosäure-Mischung auf die Strecke gibt und ein spezielles flüssiges Lösungsmittel die Strecke hinaufwandern lässt, laufen die verschiedenen Aminosäuren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

• Leucin ist der schnelle Läufer.
• Isoleucin ist der mittlere Läufer.
• Valin ist der langsame Läufer.

Soblich sie die Aminosäuren in deutliche Punkte auf der Strecke getrennt hatten, schnitten sie jeden Punkt aus, wuschen die Aminosäuren vom Kieselgel ab und maßen sie erneut mit dem violetten Farbstoff.

Die Wendung: Das Gesamtmaß war richtig, aber die Mischung stimmte nicht

Hier wird die Geschichte interessant. Während die Gesamtmenge der Aminosäuren den Etiketten entsprach, stimmte die spezifische Mischung nicht immer mit den Angaben der Unternehmen überein.

Als die Forscher die einzelnen Läufer betrachteten:

• SD1: Hatte reichlich Leucin, aber das Isoleucin war so niedrig, dass es schwer zu messen war (nahe der Nachweisgrenze von 4,44 µg/mL).
• SD2: Zeigte einen berechneten Valin-Wert von 151,7 % des Etikettenanspruchs, während Leucin mit 67,2 % niedriger erschien.
• SD3: Zeigte einen berechneten Isoleucin-Wert von 188,9 % und Valin bei 133,3 % im Vergleich zum Etikett.

Die Autoren sind vorsichtig und sagen, dass diese Zahlen kein perfekter Beweis für Betrug sind. Da das Abschneiden der Punkte vom Papier und das Abwaschen etwas unordentlich ist, gibt es einen gewissen „Spielraum“ in den Zahlen. Das Paper stellt explizlich fest, dass diese hohen Prozentsätze (über 100 %) eher auf eine partielle Bandenüberlappung während des Trennungsprozesses hindeuten als auf einen echten Überschuss der Aminosäure. Sie bezeichnen diese Ergebnisse als semiquantitativ, was bedeutet, dass sie gut für eine grobe Schätzung sind, aber nicht für einen Prozess vor Gericht. Die Tatsache, dass die Verhältnisse jedoch so unterschiedlich aussah, deutet darauf an, dass die „Obstsalat“-Mischung im Inneren der Flasche möglicherweise nicht dem Rezept auf der Packung entspricht.

Was diese Methode ist (und was sie nicht ist)

Die Forscher sind sehr deutlich darüber, was ihr Werkzeug kann und was nicht.

Was es IST:
Es ist ein kostengünstiges Screening-Tool. Es ist perfekt für ein Labor, das keine schicke, teure Maschine wie ein HPLC oder LC-MS/MS besitzt (die ein Vermögen kosten würden). Es nutzt ein einfaches UV/Vis-Spektrophotometer (ein Lichtmesser) und eine Kieselgelplatte. Es kann Ihnen sagen, ob ein Produkt grob im richtigen Bereich liegt und ob die Mischung der Aminosäuren verdächtig aussieht.

Was es NICHT IST:

• Es ist kein Ersatz für die hochmodernen, teuren Maschinen, die für offizielle rechtliche oder medizinische Tests verwendet werden.
• Es beweist nicht, dass ein Unternehmen absichtlich lügt. Die seltsamen Zahlen könnten auch nur ein Produktionsfehler oder die Einschränkungen der Papier-Schneide-Methode sein.
• Es ist kein Zauberstab, der alle Qualitätskontrollprobleme löst. Die Autoren stellen ausdrücklich fest, dass man, wenn dieser „Budget-Test“ etwas Merkwürdiges findet, das Produkt dennoch an ein Hightech-Labor zur Bestätigung senden muss.

Das Faz-it

Das Paper kommt zu dem Schluss, dass zwar die Gesamtmenge der Aminosäuren in diesen Supplementen im Allgemeinen ehrlich war, das spezifische Rezept (das Verhältnis von Leucin zu Isoleucin zu Valin) jedoch oft abwich.

Ihre neue Methode ist wie ein schneller, billiger „Geruchstest“ für Ihre Supplemente. Sie wird Ihnen keine Nobelpreis-würdige Analyse liefern, aber sie kann ein Produkt markieren, das verdächtig aussieht, ohne ein Vermögen zu kosten. Wie die Autoren sagen, ist es ein praktischer erster Schritt für Labore, die die Qualität prüfen müssen, ohne das Budget zu sprengen, aber es ist erst der Anfang der Untersuchung, nicht das endgültige Urteil.