Analysis of Soft Drink Additives with No Interference from Aspartame Degradants Using Arc HPLC System with PDA Detection

Význam tématu

Softové nápoje obsahují řadu aditiv (kofein, benzoát, sorbát, acesulfam K, sacharin, aspartam), jejichž přesné stanovení je nezbytné pro zajištění kvality a bezpečnosti výrobků. Degradace aspartamu může vést k interferencím v chromatografické analýze a zkreslit kvantifikaci cílových složek.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo optimalizovat metodu HPLC s PDA detekcí na systému Arc pro analýzu šesti běžných aditiv v měkkých nápojích, eliminovat chromatografické interference produktů degradace aspartamu a porovnat přesnost injekce systému Arc s tradičními pipetami.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (dietní a běžné coly) byly ultrazvukem odplyněny a filtrovány 0,2 µm PVDF. Standardní roztoky se smíchaly do jednopointové kalibrace (150 mg/L Ace-K, 100 mg/L sacharin, 200 mg/L benzoát, 100 mg/L sorbát, 100 mg/L kofein, 500 mg/L aspartam). Analýza probíhala na Arc HPLC se sloupcem XBridge BEH Phenyl XP (2,5 µm, 4,6×100 mm) při 35 °C, izokraticky (1,6 mL/min, 12 min), injekční objem 2,5–5 µL, detekce PDA při 214 nm. Mobilní fáze a čistící roztoky byly předformulované (ethanolová báze).

Hlavní výsledky a diskuse

• Injekční linearita a přesnost: R²>0,9999 pro objemy 0,2–20 µL, relativní chyby pod ISO limity pipet.
• Identifikace degradantů aspartamu: Asp-Phe (RT 1,51 min) a DKP (RT 3,16 min) potvrzené PDA spektrem.
• Optimalizace separace: Sloupec 2,5 µm×100 mm zajistil rozlišení Rs>2,0 při krátkém čase a nízké spotřebě rozpouštědla.
• Analýza vzorků: Obsah kofeinu odpovídal deklaraci (98,5–100 %), opakovatelnost RSDr<0,4 %, RSDi<1,16 %.
• Využití menšího injekčního objemu eliminovalo potřebu ředění a snížilo riziko pipetovacích chyb.

Přínosy a praktické využití metody

• 12min izokratická analýza šesti aditiv.
• Žádná interference od degradace aspartamu.
• Menší objemy vzorků a eliminace manuálního ředění.
• Předformulované reagencie pro rychlé nastavení metody.
• Ethanolová báze pro nižší náklady na likvidaci odpadu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze dále rozšířit o automatizaci přípravy vzorků, aplikovat na širší portfolio nápojů a potravin, integrovat do výrobních linek pro online monitoring kvality a zvýšit průtok vzorků v QC laboratořích.

Závěr

Optimalizovaná metoda HPLC na systému Arc s PDA detekcí a Beverage Analysis Kit poskytuje rychlý, spolehlivý a přesný nástroj pro kontrolu aditiv v měkkých nápojích. Vysoká přesnost injekce a absence interferencí od degradovaných produktů aspartamu zvyšují efektivitu rutinních analýz.

Reference

1. Van Vliet K et al. Aspartame and Phe-Containing Degradation Products in Soft Drinks across Europe. Nutrients. 2020;12:1887.
2. ISO 8655-2:2002 Piston-operated volumetric apparatus – Part 2: Piston pipettes.
3. Liu K et al. Automate Standard Preparations for Food Analyses – A Real-World Evaluation. Waters Application Note. 2021.
4. Ensuring Compositional Accuracy During Soft Drink Manufacturing. Waters Business Solution. 2012.
5. FDA Reviewer Guidance, Validation of Chromatographic Methods. 1994.
6. Waters Corporation. Arc HPLC System; 2998 PDA Detector; Empower Chromatography Data System.