Determination of Malic Acid and Lactic Acid in Wine by CE-MS/MS

Význam tématu

Organické kyseliny, zejména jablečná a mléčná, výrazně ovlivňují chuťové a aromatické vlastnosti vína. Stanovení jejich koncentrací umožňuje sledovat průběh malolaktické fermentace a kontrolu kvality výrobního procesu. Vývoj rychlých a citlivých analytických metod přispívá ke zefektivnění laboratorních postupů a standardizaci kontrol ve vinařství.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je navrhnout a validovat metodu kapilární elektroforézy v tandemu s hmotnostní spektrometrií pro simultánní kvantifikaci jablečné a mléčné kyseliny ve vzorcích komerčního vína. Studie zahrnuje optimalizaci separačních i detekčních podmínek, stanovení linearity analytické křivky, limitů detekce a kvantifikace a aplikaci metody na reálné vzorky.

Použitá metodika

Vzorky byly zředěny padesátkrát v deionizované vodě a filtrované přes 0,2 μm PVDF/PP membrány. Separační elektroforéza proběhla v křemičném kapiláru (50 μm id, 60 cm délka) při aplikovaném napětí 25 kV a teplotě 25 °C. Background elektrolyt tvořila 25 mM propionová kyselina s 50 mM amoniakálního roztoku (pH 9,3). Vzorky se aplikovaly hydrodynamicky po dobu 10 sekund při 100 mbar. Detekce probíhala v negativním režimu elektrosprejové ionizace (ESI) ve vícenásobném monitorování reakcí (MRM) s přechody m/z 89→43 pro mléčnou kyselinu, 133→115 pro jablečnou kyselinu a 160,9→116,9 pro interní standard (trichloroctová kyselina).

Použitá instrumentace

• Agilent 7100 Capillary Electrophoresis System
• Agilent 6430 Triple Quadrupole Mass Spectrometer

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineární odezvu v rozsahu koncentrací 0,01–2 mM s koeficienty korelace R2 0,998 pro jablečnou a 0,999 pro mléčnou kyselinu. LOD byly pod 0,8 μM, LOQ pod 2,6 μM a doba analýzy činila přibližně 10 minut na vzorek. Aplikace na komerční vzorky odhalila vyšší hladiny mléčné kyseliny u červených vín (dokončená malolaktická fermentace) a vyšší zbytkové hladiny jablečné kyseliny u bílých vín.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza s minimální úpravou vzorku bez derivatizace
• Nízká spotřeba reagencií a elektrolytu
• Vysoká citlivost a selektivita díky režimu MRM
• Vhodné pro rutinní kontrolu kvality a sledování fermentačních procesů

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může zahrnovat automatizaci přípravy vzorku, nasazení vysokorozlišovací MS pro širší spektrum organických kyselin a adaptaci metody na další potravinářské a nápojové matice. Integrace s online monitorovacími systémy umožní kontinuální kontrolu fermentačních procesů ve vinařství.

Závěr

Vyvinutá CE-MS/MS metoda nabízí přesné, citlivé a rychlé stanovení jablečné a mléčné kyseliny ve víně s jednoduchou úpravou vzorku a nízkou spotřebou reagencií. Metoda nachází široké uplatnění v kontrolních laboratořích a výzkumných pracovištích vinařského průmyslu.

Reference

1. A. V. Carrascosa, R. Muñoz, R. González. Molecular Wine Microbiology, Elsevier Academic Press, Amsterdam 2011, kap. 8, s. 191–218.
2. I. Mato, J. F. Huidobro, J. Simal-Lozano, M. T. Sancho. Simultaneous determination of organic acids in beverages by capillary zone electrophoresis. Analytica Chimica Acta 565 (2006) 190–197.
3. I. Mato, S. Suarez-Luque, J. F. Huidobro. A review of the analytical methods to determine organic acids in grape juices and wines. Food Research International 38 (2005) 1175–1188.
4. C. W. Klampfl, W. Buchberger, P. R. Haddad. Determination of organic acids in food samples by capillary zone electrophoresis. Journal of Chromatography A 881 (2000) 357–364.