Free Amino acid analysis in beverages using the AccQ•Tag™ Ultra Derivatization Kit with UPLC™ UV detection

Význam tématu

Volné aminokyseliny ovlivňují chuť, aroma a stabilitu nápojů, zejména fermentovaných produktů, jako je pivo, víno nebo kombucha. Detailní poznání jejich profilu pomáhá optimalizovat senzorické vlastnosti, zajistit konzistenci výroby a podpořit vývoj nových produktů. Rychlá a spolehlivá analýza volných aminokyselin tedy představuje důležitý nástroj pro aplikovanou výzkumnou i kontrolní činnost v průmyslové a akademické praxi.

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřila na validaci protokolu derivatizace vzorků nápojů pomocí AccQ•Tag Ultra Derivatization Kit spojeného s analýzou na UPLC UV detekčním systému. Cílem bylo ověřit linearitu, opakovatelnost a obecnou použitelnost metody napříč rozmanitými matricemi nápojů, od nealkoholických vod až po fermentované melety.

Použitá metodika

Vzorky (kokosová voda, limonády, energetické nápoje, kombucha, cider, ovocné šťávy, pivo, víno, vitaminové vody, práškové směsi BCAA) byly zředěny dle doporučení a následně derivatizovány podle návodu AccQ•Tag Ultra Kit s přidáním vnitřního standardu (norvalin) v borátovém pufru. Kalibrace probíhala sedmibodovými, bracketed křivkami s využitím 21-aminokyselinového standardu pro potravinářství.

Použitá instrumentace

Analýzy byly provedeny na systému ACQUITY UPLC H-Class Plus s využitím softwaru Empower CDS pro řízení metod, zpracování dat a kvantifikaci. Detekce probíhala opticky (UV).

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila separaci a kvantifikaci 21 derivatizovaných aminokyselin v širokém rozsahu koncentrací s linearitou R2 od 0,984 do 0,9999. V nápojích na bázi jablek se objevil neznámý vrchol mezi histidinem a taurinem, identifikovaný jako asparagin potvrděný standardní derivatizací. Měření obsahu taurinu v energetickém nápoji dalo 0,44 g/100 mL, což odpovídá deklarované hodnotě 0,4 g/100 mL.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a jednoduchá příprava vzorku bez nutnosti rozsáhlých úprav.
• Vysoká reprodukovatelnost a přesnost v široké škále matic.
• Možnost kvalitativního i kvantitativního sledování profilu aminokyselin v reálném čase výroby.
• Vhodné pro kontrolu kvality, výzkumné studie a vývoj receptur.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace online monitoringu fermentačních procesů s automatickým odebíráním vzorků.
• Rozšíření metody o spojení s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci neznámých sloučenin.
• Automatizace přípravy vzorků a derivatizace pro zvýšení propustnosti laboratoře.
• Adaptace protokolu na další odvětví potravinářské a farmaceutické analýzy.

Závěr

AccQ•Tag Ultra derivatizace v kombinaci s UPLC UV detekcí poskytuje rychlé, spolehlivé a reprodukovatelné řešení pro analýzu volných aminokyselin v široké škále nápojových matric. Metoda odpovídá potřebám jak rutinní kontroly kvality, tak výzkumu fermentačních procesů.

Reference

1. Bauwens J, Van Opstaele F, Eggermont L, Weiland F, Jaskula-Goiris B, De Rouck G et al. Comprehensive analytical and sensory profiling of non-alcoholic beers and their pale lager beer counterparts. J Inst Brew. 2021;127(4):385–405.
2. Benvenuti ME, Hong P. Determination of Amino Acids in Beers Using the UPLC Amino Acid Analysis Solution. Waters Appl Note. 2007;720002158E.
3. Fiechter G, Mayer HK. UPLC analysis of free amino acids in wines: profiling of on-lees aged wines. J Chromatogr B. 2011;879(17–18):1361–6.
4. Hernández-Orte P, Peña-Gallego A, Ibarz MJ, Cacho J, Ferreira V. Determination of the biogenic amines in musts and wines before and after malolactic fermentation. J Chromatogr A. 2006;1129(2):160–4.
5. Fairbairn S, McKinnon A, Musarurwa HT, Ferreira AC, Bauer FF. The impact of single amino acids on growth and volatile aroma production by Saccharomyces cerevisiae strains. Front Microbiol. 2017;8:2554.
6. Arrizon J, Gschaedler A. Effects of the addition of different nitrogen sources in the tequila fermentation process at high sugar concentration. J Appl Microbiol. 2007;102(4):1123–31.
7. Bouras N, Holtz MD, Aboukhaddour R, Strelkov SE. Influence of nitrogen sources on growth and mycotoxin production by isolates of Pyrenophora tritici-repentis from wheat. Crop J. 2016;4(2):119–28.
8. Barrios-González J. Secondary Metabolites Production. Curr Dev Biotechnol Bioeng. 2018;257–83.
9. Ma S, Neilson AP, Lahne J, Peck GM, O’Keefe SF, Stewart AC. Free amino acid composition of apple juices with potential for cider making as determined by UPLC-PDA. J Inst Brew. 2018;124(4):467–76.