HPAE-PAD analysis of galactosyloligosaccharide- containing samples using dual eluent generation cartridge mode

Význam tématu

Prebiotika, zejména galaktosyloligosacharidy (GOS), jsou nestravitelné složky potravy, které podporují růst prospěšných bakterií v tlustém střevě. GOS se přidávají do kojeneckých a dospělých výživových přípravků a jejich chromatografické profilování je zásadní pro kontrolu kvality a životaschopnosti produktu. Metoda HPAE‐PAD umožňuje přímou detekci oligosacharidů bez nutnosti derivatizace, což zrychluje a zjednodušuje analýzu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předkládané studie bylo ověřit srovnatelnost separací GOS získaných pomocí dvou způsobů eluentů: elektrolyticky generovaných (Dual EGC režim) a manuálně připravených NaOH/NaOAc elučních směsí. Studie nahrazuje původní aplikaci s nevhodným vzorkem obsahujícím maltodextriny a ukazuje profil GOS čistě z tekutého sirupu.

Použitá metodika a instrumentace

Analýza byla provedena na systému Thermo Scientific Dionex ICS‐6000 HPIC vybaveném:

• CarboPac PA200 kapilární kolona 1 × 250 mm
• Eluentní generátory EGC 400 MSA a EGC 400 KOH v sérii (Dual EGC režim)
• Pulsní amperometrická detekce na zlaté PTFE elektrodě s Ag/AgCl referencí

Eluent se připravoval elektrolyticky ve formě KMSA/KOH v gradientu 5–75 mM KMSA při 50 mM KOH po dobu 35 min, dále 75 mM KMSA v 50 mM KOH (35–45 min) a návratu na 5 mM KMSA/50 mM KOH (45–75 min). Průtok činil 0,063 mL/min, teplota 30 °C, objem injekce plný smyčky 0,4 µL. Před analýzou i mezi injekcemi probíhá oplach s 75 mM KMSA/50 mM KOH.

Hlavní výsledky a diskuse

Chromatogram GOS sirupu získaný v Dual EGC režimu vykazoval clusters řady píků odpovídajících postupně rostoucímu stupni polymerizace. Vzorec odpovídal manuálně připravenému elučnímu systému i literatuře a nepotvrdil přítomnost maltodextrinů. Dual EGC přinesl vynikající reprodukovatelnost retenčních časů a nízkou úroveň šumu pozadí.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda Dual EGC usnadňuje rutinní analýzu GOS v kvalitativních i kvantitativních aplikacích:

• Eliminace manuální přípravy složitých eluentů a rizika kontaminace
• Automatizovaný dohled nad spotřebou kartridží a minimalizace provozních prostojů
• Možnost provozu na malých kapilárních kolonách s nízkým průtokem

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření použití Dual EGC režimu na další třídy oligosacharidů a komplexních směsí sacharidů. Perspektivní je integrace s hmotnostní spektrometrií pro strukturovou analýzu isomerů a online monitorování bioprodukcí GOS. Další vývoj se zaměří na zkrácení doby analýzy a zvýšení citlivosti detekce.

Závěr

Elektrolyticky generované eluentní směsi v Dual EGC režimu prokázaly plnou srovnatelnost s manuálně připravenými eluenty pro profilování GOS. Metoda přináší vyšší provozní efektivitu, reprodukovatelnost a minimalizuje riziko kontaminace, což ji činí vhodnou pro rutinní QC i výzkum.

Reference

• Macfarlane G; Steed H; Macfarlane S. Bacterial metabolism and health‐related effects of galacto‐oligosaccharides and other prebiotics. J Appl Microbiol. 2008, 104, 305–344.
• Cardelle‐Cobas A; Villamiel M; Olano A; Corzo N. Study of galactooligosaccharide formation from lactose using pectinex‐Ultra SP‐L. J Sci Food Agric. 2008, 88, 954–961.
• Rohrer JS. High‐Performance Anion Exchange Chromatography with Pulsed Amperometric Detection for Oligosaccharides. ACS Symp Ser. 2003, 849, 16–31.
• Bhandari B; Datta N; Howes T. Problems Associated with Spray Drying of Sugar‐Rich Foods. Dry Technol. 1997, 15(2), 671–684.
• Thermo Scientific Application Note 71993. Profiling galactosyloligosaccharide‐containing samples by HPAE-PAD. 2022.
• Coulier L et al. In‐depth characterization of prebiotic galactooligosaccharides by combination of analytical techniques. J Agric Food Chem. 2009, 57(18), 8488–8495.
• Patil S; Rohrer J. An improved method for galactosyl oligosaccharide characterization. J Chromatogr B. 2021, 1184, 122967.