Online Extraction-Fractionation of Functional Ingredients from Foods using SFE-SFC System Coupled with A Fraction Collector

Význam tématu

Extrakt ze zpracovaných potravin bohatých na karotenoidy, jako je lykopen, je významný pro nutriční, farmaceutické a potravinářské aplikace. Lykopen má silné antioxidační účinky a příznivě ovlivňuje prevenci civilizačních chorob. Tradiční ruční příprava vzorků v HPLC je časově náročná a při extrakci karotenoidů může docházet k degradaci vlivem tepla, světla či kyslíku.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a optimalizovat online systém superkritické fluidní extrakce a chromatografie spojené s frakčním sběračem pro automatizované získání a separaci lykopenu z potravinových vzorků. Šlo o zrychlení přípravy vzorků, zvýšení čistoty frakcí a maximalizaci provozní efektivity.

Použitá metodika a instrumentace

• Systém: Online SFE-SFC Nexera UC s frakčním sběračem
• Extrahent: Superkritické CO2 s modifikátorem acetonitrilem
• Kolona: Shim-pack UC-ODS (250 mm x 10 mm, 5 µm)
• Separator fáze: LotusStream pro zachycení eluátu při frakcionaci
• Detekce: PDA detektor 190–800 nm, analýza při 460 nm, podpora potvrzení purity pomocí LCMS
• Průběh extrakce: statická extrakce 0–3 min, dynamická extrakce 3–9 min

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace podmínek SFC metodou pro separaci lykopenu a β-karotenu byla provedena pomocí otestování šesti kolon. Nejlepší rozlišení nabídla UC-ODS kolona s acetonitrilem jako modifikátorem. Díky online propojení SFE a SFC se snížila ruční příprava vzorku z přibližně jedné hodiny na pět minut. Frakcionací z 0,1 g zpracované rajčatové matrice bylo možné získat vysokopurifikovaný lykopen s 78% výtěžností, bez interferencí ze β-karotenu.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazná úspora času ve vzorkové přípravě
• Reproducibilní a automatizované získávání cílových látek
• Vysoká čistota frakcí vhodná pro následné bioaktivní testy či standardizaci
• Široké využití v potravinářském, farmaceutickém i výzkumném sektoru

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda online SFE-SFC může být rozšířena na další typy přírodních extraktů, včetně polyfenolů, flavonoidů či jiných karotenoidů. Integrace s dalšími detekčními technikami a škálování pro preparativní účely slibuje další zvýšení efektivity a rozšíření použití ve výrobě.

Závěr

Online spojení SFE a SFC s frakčním sběračem představuje efektivní platformu pro rychlou, automatizovanou extrakci a purifikaci lykopenu ze zpracovaných potravin. Metoda přináší významné časové i personální úspory a umožňuje získat vysoce čisté frakce pro další aplikace.

Reference

• Hirao Y, Eberhardt K, Sawada H, Matsumoto K. Online Extraction-Fractionation of Functional Ingredients from Foods using SFE-SFC System Coupled with A Fraction Collector. 2022 AOAC Annual Meeting, Shimadzu Corporation