Determination of Low Level Lactose in Dairy Products Using UHPLC-MS

Význam tématu

Analýza nízkých hladin laktózy v mléčných výrobcích má zásadní význam pro ochranu spotřebitelů s laktózovou intolerancí a pro ověření souladu s legislativou a označením „bez laktózy“ či „nízký obsah laktózy“. Přesné kvantifikování laktózy na úrovni jednotek mg/100 g je nezbytné k zajištění kvality a bezpečnosti potravinových výrobků.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a validovat rychlou, citlivou a robustní metodu pro stanovení stopových množství laktózy v různých typech mléčných a bezlaktózových výrobků s limitem kvantifikace do 2,5 mg/100 g.

Použitá metodika a instrumentace

V metodě je kombinována extrakce etanol–voda, čiření Carrezovými činidly a přímá analýza UHPLC-MS v režimu HILIC. Jako vnitřní standard se používá 13C6-značená laktóza pro kompenzaci variability ionizace.

Použitá instrumentace

• UHPLC systém ACQUITY Arc
• Hmotnostní detektor ACQUITY QDa v režimu ESI, SIR sledování iontů [M+Cl]
• Kolona XBridge BEH Amide XP 3,0 × 150 mm, 2,5 µm, teplota 90 °C
• Řídicí software Empower 3 CDS

Hlavní výsledky a diskuse

• LOQ metody při zohlednění matice (sója) je 2,5 mg/100 g (S/N=10).
• Kvadratická kalibrace 0,2–100 µg/mL vykázala součinitel determinace R2=0,995.
• Mezi interferenty laktózy se testovalo devět isomerů; jen celobióza koelutuje, ale v mléčných výrobcích se nevyskytuje.
• Spikingová studie na různých výrobcích (mléko, jogurt, sýr, máslo) prokázala recoveries 90–110 % a RSD <4,3 %.
• Stanovení NIST SRM 1849a potvrdilo přesnost metody na 109 % referenční hodnoty.
• Doba analýzy je 25 minut na vzorek, minimální matriční interferencí.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivě kontrolovat označení „bez laktózy“ a „nízký obsah laktózy“, sledovat kvalitu výrobků v laboratořích pro QA/QC i v komerčních testovacích službách. Díky jednoduché přípravě a krátké době běhu zvyšuje efektivitu provozu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na vysokopropustné systémy pro sériové testování vzorků.
• Automatizace extrakční přípravy a online moduly Carrez číření.
• Integrace do platformy pro vícenásobné sledování sacharidů a metabolomiku.
• Vývoj mobilních MS systémů pro on-site testování v potravinářských provozech.

Závěr

Navržená UHPLC-MS metoda pro stanovení nízkých hladin laktózy je citlivá, přesná a robustní. Splňuje legislativní požadavky a zajišťuje spolehlivou kontrolu mléčných i bezlaktózových výrobků s minimální matriční interferencí.

Reference

1. Deng Y, Misselwitz B, Dai N, Fox M. Lactose Intolerance in Adults: Biological Mechanism and Dietary Management. Nutrients 2015;7(9):8020–8035.
2. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies. Scientific Opinion on lactose thresholds in lactose intolerance and galactosaemia. EFSA J 2010;8(9):1777.
3. Chavez-Servin JL et al. Analysis of Mono and Di-saccharides in Milk Based Formulae by High Performance Liquid Chromatography with Refractive Index Detection. J Chromatogr A 2004;1043(2):211–215.
4. Waters Corporation. XBridge XP 2.5 µm Columns Care and Use Manual. 720004162EN, 2012.