GPC/SEC-Viscometry for Molar Mass and Structural Analysis of Carrageenan
Aplikace | 2023 | Agilent TechnologiesInstrumentace
Carrageeny představují důležitou skupinu potravinářských aditiv využívaných pro svou schopnost tvořit gely a zvyšovat viskozitu produktů. Jako přírodní polysacharidy s vysokou molekulovou hmotností jsou klíčové pro stálou kvalitu potravin a požadavky na vegetariánské a veganské alternativy želatiny. Přesné stanovení jejich molárních vlastností a struktury je zásadní pro kontrolu procesů výroby, optimalizaci textury a zajištění reprodukovatelnosti finálních produktů.
Tato aplikační poznámka popisuje využití GPC/SEC-viscometrie k analýze dvou komerčních typů carrageenanu (Iota a Kappa). Hlavním cílem bylo porovnat účinnost konvenční pullulanové kalibrace s univerzální kalibrací doplněnou o online viskometr a případně MALLS, a zjistit skutečné molární hmotnosti i strukturní parametry obou vzorků.
Pro přípravu vzorku byl dodržen přesný postup rozpouštění při stanovené teplotě a čase, následované rychlým vstřikem do chromatografu. Analýzu prováděly Agilent přístroje za následujících podmínek:
Porovnání výsledků získaných konvenční kalibrací ukázalo nadhodnocené molární hmotnosti (apparent), neboť carrageenan má větší hydrodynamický objem než pullulan stejné hmotnosti. Univerzální kalibrace s viskometrickým detektorem odhalila skutečné molární hmotnosti Mw přibližně 250 000–300 000 g/mol pro oba typy. Mark-Houwinkovy koeficienty potvrdily, že Iota carrageenan vykazuje nižší α hodnoto než Kappa, což odpovídá méně rigidní (více coil) struktuře u Iota a pevnější, přímkovější formě u Kappa.
GPC/SEC-viscometrie umožňuje robustní, reprodukovatelné stanovení skutečných molárních charakteristik carrageenanu a poskytuje navíc strukturní údaje bez nutnosti samostatných experimentů. To usnadňuje kontrolu kvality surovin, optimalizaci receptur a detekci i drobných odchylek mezi šaržemi.
Další rozvoj metodiky směřuje k širšímu použití MALLS pro absolutní stanovení molárních hmotností, integraci dalších detektorů (např. viskoelastických či spektrálních) a využití pokročilé datové analýzy včetně strojového učení pro predikci vlastností polymerů a rychlejší screening potravinářských složek.
Analýza GPC/SEC-viscometrií s univerzální kalibrací prokázala svou vysokou přesnost a vhodnost pro charakterizaci různých typů carrageenanu. Metoda dovoluje kvantifikovat pravé molární hmotnosti i strukturu molekul, čímž přispívá k efektivní kontrole kvality a vývoji nových potravinářských produktů.
1. Haaris P. Food Gels, 1990, Springer Dordrecht.
GPC/SEC
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceAgilent Technologies
Souhrn
Význam tématu
Carrageeny představují důležitou skupinu potravinářských aditiv využívaných pro svou schopnost tvořit gely a zvyšovat viskozitu produktů. Jako přírodní polysacharidy s vysokou molekulovou hmotností jsou klíčové pro stálou kvalitu potravin a požadavky na vegetariánské a veganské alternativy želatiny. Přesné stanovení jejich molárních vlastností a struktury je zásadní pro kontrolu procesů výroby, optimalizaci textury a zajištění reprodukovatelnosti finálních produktů.
Cíle a přehled studie / článku
Tato aplikační poznámka popisuje využití GPC/SEC-viscometrie k analýze dvou komerčních typů carrageenanu (Iota a Kappa). Hlavním cílem bylo porovnat účinnost konvenční pullulanové kalibrace s univerzální kalibrací doplněnou o online viskometr a případně MALLS, a zjistit skutečné molární hmotnosti i strukturní parametry obou vzorků.
Použitá metodika a instrumentace
Pro přípravu vzorku byl dodržen přesný postup rozpouštění při stanovené teplotě a čase, následované rychlým vstřikem do chromatografu. Analýzu prováděly Agilent přístroje za následujících podmínek:
- Pumpa izokratický režim, 1 mL/min, mobilní fáze H2O s 0,1 M LiNO3
- Autosampler, injekční objem 20 µL
- Kolony Agilent SUPREMA 10 µm precolumn (8×50 mm) a SUPREMA 10 µm linear XL (8×300 mm) při 23 °C
- Koncentrace vzorku 1,0–1,5 mg/mL
- Kalibrace: pullulanové standardy Agilent ReadyCal-Kit
- Detektory: refrakční index, online diferenciální viskometrie; volitelně MALLS
- Software Agilent WinGPC
Hlavní výsledky a diskuse
Porovnání výsledků získaných konvenční kalibrací ukázalo nadhodnocené molární hmotnosti (apparent), neboť carrageenan má větší hydrodynamický objem než pullulan stejné hmotnosti. Univerzální kalibrace s viskometrickým detektorem odhalila skutečné molární hmotnosti Mw přibližně 250 000–300 000 g/mol pro oba typy. Mark-Houwinkovy koeficienty potvrdily, že Iota carrageenan vykazuje nižší α hodnoto než Kappa, což odpovídá méně rigidní (více coil) struktuře u Iota a pevnější, přímkovější formě u Kappa.
Přínosy a praktické využití metody
GPC/SEC-viscometrie umožňuje robustní, reprodukovatelné stanovení skutečných molárních charakteristik carrageenanu a poskytuje navíc strukturní údaje bez nutnosti samostatných experimentů. To usnadňuje kontrolu kvality surovin, optimalizaci receptur a detekci i drobných odchylek mezi šaržemi.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj metodiky směřuje k širšímu použití MALLS pro absolutní stanovení molárních hmotností, integraci dalších detektorů (např. viskoelastických či spektrálních) a využití pokročilé datové analýzy včetně strojového učení pro predikci vlastností polymerů a rychlejší screening potravinářských složek.
Závěr
Analýza GPC/SEC-viscometrií s univerzální kalibrací prokázala svou vysokou přesnost a vhodnost pro charakterizaci různých typů carrageenanu. Metoda dovoluje kvantifikovat pravé molární hmotnosti i strukturu molekul, čímž přispívá k efektivní kontrole kvality a vývoji nových potravinářských produktů.
Reference
1. Haaris P. Food Gels, 1990, Springer Dordrecht.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
GPC/SEC Detection
2024|Agilent Technologies|Příručky
GPC/SEC eBook Series GPC/SEC Detection What you should know when you need to analyze polymers, biopolymers, and proteins Contents GPC/SEC eBook Series – GPC/SEC Detection About this eBook series Contents Introduction to GPC/SEC detection About this eBook series 3 Introduction…
Klíčová slova
gpc, gpcebook, ebookdetector, detectorscattering, scatteringsec, secglossary, glossarylight, lightelsd, elsddetection, detectionsignals, signalsmolar, molarversatile, versatileseries, seriesdetectors, detectorsonline
Molar Mass Determination of Collagen Peptides
2024|Agilent Technologies|Technické články
White Paper Molar Mass Determination of Collagen Peptides Establishing a cost-effective, easy-to-use QC method for the accurate, reliable, and precise determination of collagen peptide molar mass distributions Scope of work Collagen peptides (also referred to as hydrolyzed collagen or collagen…
Klíčová slova
collagen, collagenmolar, molargpc, gpccalibration, calibrationsec, secpeptides, peptidescnbr, cnbrbroad, broadmol, molviscometry, viscometrypeptide, peptidereference, referencedistributed, distributedsample, sampleuniversal
Analysis of food additives by GPC/SEC - Application compendium
2015|Agilent Technologies|Příručky
Analysis of food additives by GPC/SEC Application compendium Author Graham Cleaver Agilent Technologies, Inc. Verified for Agilent 1260 Infinity GPC/SEC System Contents Page Introduction .......................................................................................3 Pectins ................................................................................................4 Carboxymethyl cellulose..................................................................6 Starch..............................................................................................7 Corn flour.............................................................................................8 Pullulan and dextran.........................................................................9 Gelatin.............................................................................................11 Gums................................................................................................12 Other food solutions.......................................................................13…
Klíčová slova
log, loggpc, gpcmolecular, moleculardlog, dlogweight, weightsec, secpullulan, pullulanfood, foodgelatins, gelatinsdextran, dextrancompendia, compendiaproperties, propertiescellulose, cellulosepolymers, polymersintrinsic
Analysis of food by gpc/sec - Application compendium
2015|Agilent Technologies|Příručky
Application compendium Analysis of food by gpc/sec Verified for Agilent 1260 Infinity GPC/SEC System Analysis of food by GPC/SEC Contents Application compendium Introduction3 Food additives4 Pectins5 Carboxymethyl cellulose 7 Starch8 Corn flour 10 Pullulan and dextran 12 Gelatin14 Gums15 Flavorings16…
Klíčová slova
gpc, gpclog, logmolecular, molecularsec, secweight, weightpolymers, polymerspolyolefins, polyolefinspolysaccharides, polysaccharidespolyamides, polyamideswaxes, waxespolyesters, polyestersviscometer, viscometerrubbers, rubbersstyreneacrylonitrile, styreneacrylonitrilescattering