Profiling and Quantification of Mono and Disaccharides and Selected Alditols in Juice, Beer, Wine, and Whiskey Using the ACQUITY Arc System with Mass Detection

Význam tématu

Monitoring obsahu sacharidů v potravinách a nápojích je klíčový nejen pro splnění legislativních požadavků, ale i pro hodnocení kvality, autenticity a možného falšování výrobků. Moderní společnosti čelí nárůstu onemocnění spojených s nadměrnou konzumací cukrů a proto je přesná analýza těchto látek zásadní pro potravinářský výzkum i kontrolu kvality.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje metodiku pro Profiling a kvantifikaci mono- a disacharidů a vybraných alditolů ve vzorcích džusů, piva, vína a whiskey. Cílem bylo ukázat výhody detekce hmotnostní spektrometrií (ESI-MS), která přináší lepší citlivost a selektivitu ve srovnání s tradičními detektory RI nebo ELS.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly minimálně připraveny: filtrovány PVDF 0,22 µm a ředěny acetonitril-vodou (1:1) pro omezení rušivých matrix efektů.

• Systém: Waters ACQUITY Arc HPLC
• Kolona: XBridge BEH Amide XP 2,5 µm, 3 × 150 mm, teplota 85 °C
• Mobilní fáze A: 90 % acetonitril : 5 % IPA : 5 % voda, B: 80 % acetonitril : 20 % voda (obě obsahují 500 ppb guanidin chlorid a 0,05 % dietylaminu)
• Gradientní program 0–40 min, průtok 0,8 mL/min, objem injekce 1 µL
• Detektor: ACQUITY QDa® v režimu SIR [M+Cl]−, kapilární napětí 0,8 kV, teplota sondy 600 °C
• Řídicí software: Empower 3 CDS

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila baseline separaci devíti sacharidů včetně isomerů sorbitolu a mannitolu. Kalibrační křivky měly koeficient R2 > 0,995. Analýza komerčních vzorků piva, vína, whiskey a džusů ukázala:

• Pivo: detekce arabinózy, fruktózy, glukózy, alditolů, maltózy a maltotriozy
• Víno: převládající fruktóza a glukóza, malé množství arabinózy a alditolů
• Whiskey: kromě běžných monosacharidů byl identifikován neznámý sacharid na m/z 215/217
• Džusy: standardní profily fruktózy, glukózy a sacharózy, v pomegranate byl prokázán sorbitol jako možný znak adulterace

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje vysokou citlivost detekce, redukci matrix efektů díky vyšším ředěním vzorků a lepší selektivitu díky kombinaci retenční doby a hmotnostní identifikace. Lze ji nasadit ve výzkumných laboratořích a v QA/QC kontrolách potravinářských i nápojových výrobků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření hmotnostní detekce do rutinních analýz potravinářských vzorků, automatizované zpracování dat a kombinace s dalšími ionizačními technikami. Dále je perspektivní rozšíření spektra analyzovaných oligosacharidů a alditolů pro hloubkovou metabolickou charakterizaci potravin.

Závěr

ACQUITY Arc s připojeným QDa detektorem představuje spolehlivou platformu pro rychlou a přesnou analýzu mono- a disacharidů v širokém spektru potravinářských vzorků, s minimální přípravou a vysokou reprodukovatelností.

Reference

1. M. Castellari a kol. Determination of Carboxylic Acids, Carbohydrates, Glycerol, Ethanol, and 5-HMF in Beer by HPLC and UV–Refractive Index Double Detection. Journal of Chromatographic Science, 39:236–238, 2001.
2. M. L. Sanz et al. Inositols and carbohydrates in different fresh fruit juices. Food Chemistry, 87:325–328, 2004.
3. M. Benvenuti. Analysis of Food Sugars in Various Matrices. Waters application note 720004677EN, 2013.
4. R. Jahromi. 6.21 Reference Guide for Pomegranate. Revision June 2012.