ANALYTICAL SOLUTIONS FOR THE ANALYSIS OF BOUND AND FREE AMINO ACIDS IN FOODS AND FEEDS

Význam tématu

Analýza volných i vázaných aminokyselin v potravinách a krmivech představuje klíčový nástroj pro hodnocení nutriční hodnoty, kvality a původu surovin. Kvantifikace aminokyselin po hydrolytickém štěpení odhaluje obsah bílkovin a jejich složení, zatímco profil volných aminokyselin může sloužit jako indikátor metabologických procesů nebo zneužití aditiv. V průmyslové praxi se tyto informace využívají ke kontrole kvality surovin, optimalizaci potravinářských a fermentačních procesů a detekci možné kontaminace či padělání.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo ověřit přesnost, opakovatelnost a univerzálnost UPLC metody pro simultánní stanovení více aminokyselin v různých typech krmiv (drůbeží dieta, vepřová dieta, sójové boby, sójový šrot) a srovnat výsledek s referenčními standardy (hydrolyzát BSA, NIST SRM 2389). Součástí bylo testování metody na oxidovaných a neoxidovaných vzorcích za účelem přesného stanovení síru obsahujících aminokyselin (cystin, methionin). Metoda byla validována v kolaborativní studii po dobu pěti dnů s použitím různých sloupců, elučních lahví a opakovanými derivatizacemi.

Použitá metodika a instrumentace

Následující postupy a zařízení byly klíčové pro realizaci analýzy:

• Příprava vzorků: acid hydrolysa 6 M HCl, performická oxidace pro síru obsahující aminokyseliny, 10–16× ředění HCl
• Derivatizace: pre-column derivatizační činidlo AccQ•Tag AQC, neutralizace 0.1 M NaOH, reakce při 55 °C, stabilita derivátů až 1 týden při pokojové teplotě
• Chromatografické podmínky: Waters ACQUITY UPLC systém; kolona AccQ·Tag Ultra (2.1 × 100 mm, 1.7 μm); teplota kolony 55 °C, vzorku 20 °C; mobilní fáze A (1:20 naředění eluenta A) a B (eluenta B); flow 700 μL/min; běhový gradient 9,5 min; injekční objem 1 μL
• Detekce: UV při 260 nm (TUV detektor)
• Referenční materiály: hydrolyzát BSA (1.0 mg/mL), NIST SRM 2389 Amino Acids in 0.1 mol/L HCl

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala vysokou přesnost (průměrná odchylka < 4 % od očekávaných hodnot) a vynikající preciznost (variabilita < 1 % RSD z 75 měření). Retenční časy aminokyselin ve vzorcích i standardech se shodovaly a chromatogramy neobsahovaly rušivé ani vedlejší píky. U oxidovaných a neoxidovaných vzorků bylo možné kvantifikovat methionin sulfon a cysteic acid a seskupit data pro celkovou koncentraci síry obsahujících aminokyselin. Komparační analýza ukázala rozdíly v obsahu lyzinu a poměrech leucinu/izoleucinu mezi sójovými vzorky a smíšenými krmivy, což potvrzuje schopnost metody odhalit matrice-specifické variace.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje:

• Rychlé a spolehlivé stanovení komplexních profilů aminokyselin v potravinářských a krmivářských produktech
• Monitorování kvality surovin, nutričního složení a konzistence výrobních šarží
• Detekci potenciálních kontaminantů a padělání
• Optimalizaci procesů fermentace či výroby krmiv

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávaný rozvoj zahrnuje:

• Integraci UPLC s hmotnostní spektrometrií pro vyšší selektivitu a citlivost
• Automatizaci přípravy vzorků a derivatizace
• Rozšíření aplikací na další třídy biomolekul (peptidy, neurotransmitery)
• Využití v metabolomice a personalizované výživě

Závěr

Pre-column derivatizační UPLC metoda s AccQ•Tag AQC reagenty poskytuje robustní, rychlé (9,5 min run time), přesné a reprodukovatelné stanovení volných i vázaných aminokyselin v širokém spektru potravinářských a krmivářských vzorků. Kombinace oxidace a neoxidace zajišťuje spolehlivou analýzu síry obsahujících aminokyselin. Metoda je vhodná pro rutinní QA/QC i výzkumné účely.

Reference

1. AOAC Official Method 994.12, AOAC International
2. National Institute of Standards and Technology, SRM 2389 Amino Acids in 0.1 mol/L HCl
3. Waters Corporation, UPLC Amino Acid Analysis Solution Guide, P/N 71500129702
4. Gledhill A., Barrett B., Analytical Solutions for the Analysis of Bound and Free Amino Acids in Foods and Feeds, Waters Corporation, 2009