Analysis of Food Sugars in Various Matrices Using UPLC with Refractive Index (RI) Detection

Význam tématu

Analýza jednoduchých cukrů je klíčová pro zajištění kvality, detekci falšování a ověřování složení potravinářských výrobků, protože fruktóza, glukóza, sacharóza, maltóza a laktóza se vyskytují v různých matricích od ovocných šťáv až po mléčné produkty a sirupy.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo otestovat rychlou isokratickou metodu s využitím UPLC a refrakční detekce pro separaci a kvantifikaci pěti klíčových potravinářských cukrů v různých vzorcích za dobu kratší než 3,5 minuty.

Použitá metodika

Standardy cukrů byly připraveny v 50:50 acetonitril/voda z původní vodné stockový roztok s definovanými koncentracemi v řádu stovek až tisíců ppm a analyzovány šesti různými koncentracemi.
Vzorky pomerančového, hroznového a ananasového džusu byly odstředěny, naředěny 1:5 v acetonitril/voda a injikovány. Kukuřičný sirup a nízkotučné mléko byly zpracovány obdobně s ředěním a odstředěním, aby se odstranily pevné složky a lipidy.

Použitá instrumentace

• UPLC systém ACQUITY UPLC H-Class
• Kolona ACQUITY UPLC BEH Amide 2,1×50 mm, 1,7 µm při 85 °C
• Mobilní fáze: acetonitril/voda 77:23 s 0,05 % triethylaminu isokraticky
• Průtok 0,15 mL/min, objem injekce 1 µL
• Refrakční detektor ACQUITY RI s teplotou buňky 40 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Separace pěti cukrů proběhla za méně než 3,5 minuty s lineární kalibrací (R2 > 0,999 pro všechny anality). Opakovatelnost retence (RSD < 0,11 %) a kvantifikace (RSD < 1,25 %) byla vynikající.
U ovocných džusů se potvrdily charakteristické poměry cukrů (např. pomeranč ~1:1:2 pro fruktózu, glukózu a sacharózu, hroznový džus bohatý na fruktózu a glukózu bez sacharózy). Kukuřičný sirup obsahoval převážně glukózu a maltózu, mléko vykázalo přítomnost laktózy ~47,9 g/L.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza s vysokou propustností bez nutnosti re-equilibrace kolony
• Snížení spotřeby chromatografických rozpouštědel a snížení nákladů na likvidaci
• Jednoduchá obsluha refrakčního detektoru bez potřeby inertního plynu
• Vhodné pro rutinní kontrolu jakosti i výrobní prostředí

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření do systémů kombinujících hmotnostní a refrakční detekci pro vyšší selektivitu, integrace do on-line procesní kontroly, využití zelených rozpouštědel a miniaturizace pro vysokoprůtokové screeningy či mobilní laboratoře.

Závěr

Metoda UPLC s refrakční detekcí nabízí rychlou, přesnou a opakovatelnou analýzu pěti základních potravinových cukrů v různých matricích. Výsledky potvrzují vysokou účinnost ve výrobním i výzkumném prostředí.

Reference

1. Sanz, M. et al. Inositols and Carbohydrates in Different Fresh Fruit Juices. Food Chemistry. 2004; 87: 326.