Shimadzu Analysis Guidebook Food Product Analyses

Význam tématu

Ve stále rostoucím odvětví potravinářské a farmaceutické analytiky hraje klíčovou roli rychlá a citlivá detekce složek a kontaminantů potravinových vzorků. Moderní chromatografické a spektroskopické metody (GC/MS, LC/MS, UHPLC, FTIR, NIR, ICP-MS) umožňují komplexní vícelátkové analýzy tuků, bílkovin, ukazatelů kvality, pesticidů, toxinů či aromatických složek s vysokou selektivitou a opakovatelností, což je zásadní pro bezpečnost potravin, dodržení legislativy a vývoj nových funkčních produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem shromážděného přehledu je představit nejnovější aplikace pokročilých instrumentalních technik pro analýzu potravinových vzorků. Dokument systematicky popisuje metodiky stanovení jednotlivých skupin analytů: složení tuků (GC/MS), vitamínů (LC/MS), potravinových aditiv a konzervantů (GC/MS, HPLC), aromat (Fast GC/MS, SPME), textury a vlastností potravin (DSC, TA, texture analysis) i detekce kontaminantů (residuální pesticidy, mykotoxiny, těžké kovy) a mikroelektronové mikroskopie (FTIR/EDX).

Použitá instrumentace

• GC/MS a GC/MS/MS: Shimadzu GCMS-TQ8030, QP2010 Ultra
• UHPLC a HPLC-PDA: Nexera, Prominence UFLC, HPLC systems s detektory SPD-M20A, RF-20Axs
• LC/MS a LC/MS/MS: Shimadzu LCMS-2020, LCMS-8060, ESI, APCI ionizace
• FTIR/ATR a NIR: IRPrestige-21, MIRacle A, UV-3600 UV-Vis-NIR
• Spektroskopická a multivariační data miningová řešení (PLS, SVR) v softwaru The Unscrambler
• Techniky povrchové adsorpce (SPME, MonoTrap) pro analýzu aroma
• Termické desorpční autosamplery (OPTIC-4) a monolitické pasty pro SPME
• Elementární analýza: ICP-MS, AAS, EDX
• Fyzikální vlastnosti: TA, DSC, texture analyzer, particle size analyzer

Použitá metodika

Klíčové předúpravy zahrnují extrakci (ultrazvukem, Soxhlet, QuEChERS), pre- a post-column derivatizaci (OPA/FMOC, phenylboronic acid), HILIC kontraforční eluci pro polární látky i multidimenzionální chromatografii (GC×GC/MS). Pro vysoce citlivé stanovení stopových látek se často uplatňuje MS/MS v režimu MRM, APCI/ESI, nebo infračervená spektroskopie s ATR.

Hlavní výsledky a diskuse

Implementace ultra-rychlých kolonek (XR-ODS, Polar-RP, Kinetex core-shell) a moderních přístrojů vedla ke zkrácení doby analýz i více než desetkrát bez ztráty rozlišovací schopnosti. Metody FTIR-ATR a NIR-multivariační regresní modely (PLS, SVR) pro odhad obsahu tuku či trans mastných kyselin nabídly okamžitou detekci s korelací r² > 0,999. Vysoce citlivé detektory (PDA s vysokou optickou cestou, ELSD-LT, RF-20AXS) umožňují stanovení vitamínů, antioksidantů a polárních látek v rozsahu pikogramů až nanogramů. GC/MS/MS (MRM) pro 3-MCPD estery, pesticidy, mykotoxiny a PCB dosahuje detekčních limitů jednotek ng/kg. SPME s monolitickým sorbentem MonoTrap významně zvýšila citlivost u aroma složek v nápojích.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá kontrola kvality v potravinářských provozech a v rancích QC/QA
• Komplexní screening reziduí pesticidů, aditiv a toxických kontaminantů
• Minimální složitost předúpravy a snížené náklady na spotřební materiál
• Vysoká opakovatelnost, validita a úplné splnění legislativních norem
• Možnost inline analýz, procesního monitoringu a protokolování v reálném čase

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj ultrarychlých chromatografických technik a miniaturizace kolonek
• Integrace ambientních ionizačních metod (DESI, DART) pro přímou detekci povrchových vzorků
• Pre-digitální analytické platformy s automatizovaným vzorkováním a AI-řízenou optimalizací metod
• Sledování biomarkerů a metabolomiky potravin za pomoci sekvenčních MSn a MALDI-MS
• Vyšší využití 3D kultivačních modelů a senzoringu v analytice čerstvých potravin

Závěr

Kombinace pokročilých chromatografických a spektroskopických přístupů umožňuje rychlou, citlivou a spolehlivou analýzu komplexních potravinových vzorků. Tyto metody plně vyhovují současným požadavkům na bezpečnost potravin, legislativu a vývoj nových funkčních potravin.

Reference

Vybraná literatura a metodiky: AOCS Of cial Methods, AOAC, JEMAI validní metody, monografie a postupy oficiálních norem.