Direct Carbohydrate Analysis in Beverages and Foods Using Pulsed Amperometric Detection or Charged Aerosol Detection

Význam tématu

Analýza sacharidů v potravinách a nápojích je klíčová pro hodnocení nutriční hodnoty, kontroly kvality a odhalování možných podvodů. Přímé metody bez derivatizace zjednodušují přípravu vzorku, zkracují dobu analýzy a snižují variabilitu výsledků, což je zásadní pro rutinní provoz v laboratorích potravinářského a nápojového průmyslu.

Cíle a přehled studie

Studie představuje dva přístupy k přímé analýze sacharidů:

• HPLC s pulzní amperometrickou detekcí (HPLC-PAD)
• HPLC s detekcí nábojem aerosolových částic (HPLC-CAD)

Metody byly ověřeny na širokém spektru vzorků – ovocné šťávy, nealkoholické nápoje, sirupy, mléčné vzorky, pivo a sportovní nápoje – bez nutnosti chemické modifikace analytů.

Použitá metodika a instrumentace

HPLC-PAD:

• Stanice: Thermo Scientific Dionex Ultimate U3000 s elektrochemickým detektorem ECD-3000RS a zlatou prací elektrodou
• Kolony: aniontové výměnné (4,1×250 mm, 7 µm) pro cukerné monomery a gradientní program pro profiling oligosacharidů v pivu
• Mobilní fáze: roztok NaOH (20–100 mM) s případným přídavkem NaOAc pro zvýšení retenční síly
• Příprava vzorku: jednoduché ředění v deionizované vodě, odstředění, filtrace 0,2 µm

HPLC-CAD:

• Detektor: Thermo Scientific Corona Charged Aerosol Detector
• Kolony HILIC: Accucore 150-Amide (2,1×150 mm, 2,6 µm) a Acclaim Trinity P2 (3×50 mm, 3 µm)
• Mobilní fáze: aketonitril s přídavkem vodných roztoků amonných solí (formiát, fosforečnan) pro oddělení nevolatile a semi-volatile sacharidů
• Příprava vzorku: ředění do aketonitrilu/vody, dekarboxylace, případně dekarbonizace vzduchem či heliem

Hlavní výsledky a diskuse

HPLC-PAD:

• Úplné rozdělení sedmi běžných monosacharidů a disacharidů do 12 minut
• Stanovení laktózy a laktulózy v mléce s cyklem 35 minut, indikace tepelných úprav
• Profilování oligosacharidů v pivu (DP3–DP13/15) pomocí gradientního programu

HPLC-CAD:

• Analýza sacharidů v ovocných šťávách během 6 minut s vysokým rozlišením
• Současné stanovení sacharidů a elektrolytů (Na+, Cl-) ve sportovních nápojích na jednom sloupci Trinity P2

Obě metody prokázaly vysokou selektivitu, citlivost v řádu ng a minimální zásah matice do výsledků díky schopnosti potlačit rušivé signály.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlost a jednoduchost přípravy vzorku (pouze ředění, filtrace)
• Vysoká citlivost a selektivita bez derivatizace
• Široká aplikovatelnost na různé maticové typy (nápoje, mléčné výrobky, pivo, sirupy)
• Možnost simultánního stanovení dalších látek (antioxidanty, aminokyseliny, elektrolyty)

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s hmotnostní spektrometrií pro potvrzení struktury sacharidů
• Vývoj miniaturizovaných a automatizovaných jednotek pro on-line monitoring ve výrobě
• Rozšíření metod o nové netradiční sladidla a polysacharidy
• Optimalizace pro vysokoprůtokové a ultra vysokotlaké systémy (UHPLC) za účelem dalšího zkrácení analýzy

Závěr

Přímé metody HPLC-PAD a HPLC-CAD představují spolehlivé, rychlé a citlivé postupy pro analýzu sacharidů v potravinách a nápojích bez derivatizace. Díky jednoduché přípravě vzorku a robustnosti detekce jsou ideální volbou pro rutinní kontrolu kvality i výzkumné aplikace.

Reference

• Nejsou uvedeny žádné specifické reference