HPLC determination of biogenic amines in beer

Význam tématu

Biogenní aminy jsou organické sloučeniny vznikající při mikrobiální nebo enzymatické degradaci proteinů v potravinách a nápojích. Mohou působit jako biotoxiny a sloužit jako indikátory mikrobiální kontaminace či kvality surovin a hotových výrobků. Ve pivu představují klíčový parametr pro hodnocení bezpečnosti a senzorických vlastností produktu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout citlivou a reprodukovatelnou metodu na bázi reverzní fáze HPLC pro separaci a kvantifikaci devíti biogenních aminů v pivu. Metoda využívá prekolonovou derivatizaci 6-aminochinolyl-N-hydroxysukcinimidyl karbamátu (AQC) a fluorimetrickou detekci pro zajištění dostatečné selektivity a citlivosti.

Použitá metodika a instrumentace

Ukázka klíčových kroků přípravy vzorku a analytických podmínek:

• Derivatizace: směs borátového pufru (pH 8,8) a AQC v acetonitrilu, inkubace 10 minut při 55 °C.
• Vstřikovaný objem: 1 µl derivatizovaného vzorku.
• Kolona: Thermo Scientific Accucore aQ C18 (2,1×100 mm, 2,6 µm) při 20 °C.
• Mobilní fáze A: 50 mM acetát amonný pH 5,0; B: acetonitril, gradient 4→39→100 % B v časech 0–18,37–26–30 min.
• Detekce: fluorimetrie (excitace 248 nm, emise 298 nm) s citlivostí 6 a datovým sběrem 100 Hz, UV detektor 248 nm pro tryptamin.
• Chromatografický systém: Thermo Scientific Vanquish Core HPLC a detektory FLD, DAD; systém pro přípravu 4–5 vzorků denně.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla dobré lineární citlivosti pro sedm aminů s R2 ≥ 0,996 a limity kvantifikace 0,004–0,05 mg/L. Tryptamin byl detekován pomocí UV díky fluorescenčnímu ztlumení. Obnova aminů v pivě se pohybovala mezi 90–125 %. Separace devíti derivatizovaných aminů byla zajištěna bez významných rušení kromě histaminu, který kolidoval s neznámou matricovou interferencí a jeho hladina byla vyhodnocena jako součet oblasti obou signálů.
Analýza deseti vzorků (5 lagerů, 5 pšeničných piv) odhalila nízké koncentrace většiny aminů, fenylethylamin nebyl detekován, kadaverin pouze v jednom pivu. Histamin ve většině vzorků podléhal interferenci, takže jeho stanovené hodnoty představují spíše horní odhad.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vysokou citlivost a selektivitu pro sedm klíčových biogenních aminů.
• Jednoduchou a reprodukovatelnou přípravu vzorku.
• Vhodnost pro laboratoře kontroly kvality a bezpečnosti potravin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vylepšení by mohla zahrnovat použití hmotnostního detektoru pro eliminaci matricových interferencí, optimalizaci separace histaminu, rozšíření metody na další potravinové matice a zvýšení průchodnosti analýz pro průmyslové nasazení.

Závěr

Vyvinutá HPLC metoda s AQC derivatizací a reverzní fází prokázala vhodnost pro kvantitativní stanovení biogenních aminů v pivu. Přes vyčíslení histaminu s matrickou interferencí lze protokol doporučit pro rutinní monitorování kvality a bezpečnosti pivních výrobků.

Reference

1. Nuñez M.; del Olmo A.; Calzada J. Biogenic Amines. In: Encyclopedia of Food and Health; Caballero B. et al., eds.; Academic Press, 2015, s. 416–423.
2. Matissek R. Lebensmittelsicherheit: Kontaminanten – Rückstände – Biotoxine; Springer, 2020.
3. Lovejoy K. et al. Application Note 73067: Amino acid analysis of mammalian cell culture medium … Thermo Fisher Scientific, 2019.
4. Lakowicz J.R. Principles of fluorescence spectroscopy; Springer, 2010.
5. Izquierdo-Pulido M. et al. Biogenic Amines in European Beers. J. Agric. Food Chem. 1996, 44(10), 3159–3163.