Analysis of Fourteen Organic Acids in Various Beverages Using the ACQUITY UPLC H-Class PLUS and ACQUITY QDa Mass Detector

Význam tématu

Organic acids se v nápojích používají jako přirozené složky i aditiva pro regulaci kyselosti, konzervaci, antioxidanty a zlepšení chuti. Monitorování profilu organických kyselin je zásadní pro zajištění kvality, autentizaci ovocných šťáv a konzistentní senzorické vlastnosti produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou, spolehlivou a univerzální UPLC-MS metodu pro separaci a kvantifikaci čtrnácti organických kyselin v různých typech nápojů (ovocné šťávy, vína, energetické a sportovní nápoje, perlivé vody). Metoda kombinuje ACQUITY UPLC H-Class PLUS a ACQUITY QDa hmotnostní detektor s Premier CSH Phenyl-Hexyl kolonkou.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byly nápoje zředěny vodou a filtrovány. Standardní roztoky byly připraveny v MilliQ vodě, kalibrace od 0,2 do 200 µg/mL. Analýza byla prováděna za následujících podmínek:

• UPLC: ACQUITY UPLC H-Class PLUS se vzorkovačem FTN
• Kolonka: ACQUITY Premier CSH Phenyl-Hexyl 1,7 µm, 2,1×100 mm
• Detekce: ACQUITY QDa Mass Detector, ESI v negativním režimu, režim Single Ion Recording (SIR)
• Mobilní fáze: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě a v acetonitrilu
• Teplota kolony 50 °C, objem injekce 5 µL, doba analýzy 11 min

Hlavní výsledky a diskuse

Premier kolona s technologií MaxPeak HPS výrazně omezila adsorpci na kovových površích, čímž zlepšila tvar píků a citlivost až pětinásobně.
QDa detektor zajistil vyšší selektivitu a nižší limity detekce oproti UV-Vis, což umožnilo detekci i nízkonákladových kyselin v komplexních matricích.
Baseline separace izomerů (citric vs. isocitric, fumaric vs. maleic, aconitické kyseliny) byla dosažena pomocí optimalizovaného gradientu.
Metoda prokázala univerzálnost na různých typech vzorků s výbornou reprodukovatelností (RT RSD 0,3 %, plocha piku RSD 1,9 % při 50 injekcích).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nevyžaduje derivatizaci, iontové párování ani pufrovanou mobilní fázi.
Jednotlivý protokol pro čtrnáct kyselin zvyšuje efektivitu provozu kontrol kvality.
Rychlý běh (<11 min), široká účinnost na různé matrice a snadná integrace do rutinních analýz.

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace s vysokopropustným screeningem a online monitorováním procesů.
Rozšíření na další skupiny polaritnich analytů a metabolitů.
Automatizace zpracování vzorků a datová integrace do LIMS systémů.
Využití pro sledování stability a autenticity nových funkcionalizovaných nápojů.

Závěr

Vyvinutá UPLC-QDa metoda nabízí rychlou, citlivou a spolehlivou analýzu čtrnácti organických kyselin bez nutnosti složitých příprav. Premier kolona společně s QDa detektorem představuje efektivní řešení pro rutinní QC a výzkum v oboru potravinářské analytiky.

Reference

• Jiaxiu Li et al. Profiles of Sugar and Organic Acid of Fruit Juices: A Comparative Study and Implication for Authentication. Journal of Food Quality, 2020.
• Camara MM, Diez C, Torija ME, Cano MP. HPLC Determination of Organic Acids in Pineapple Juices and Nectars. Eur. Food Res. Technol., 1994, 198:52–56.
• Smith KM, Rainville PD. Utilization of MaxPeak High Performance Surfaces for Improved Separation and Recovery of Analytes Associated with the Tricarboxylic Acid Cycle. Waters Application Note, 2020.
• Shah D. Fast, Accurate and Flexible LC-PDA Method for the Determination of Citric Acid In Beverages. Waters Application Brief, 2021.