Determination of Sucralose Using HPAE-PAD

Význam tématu

Sucralóza je široce používané neenergetické sladidlo potravin a nápojů, pro které je nutné přesné a citlivé analytické stanovení. Vzhledem k absenci výrazného chromoforu neumožňuje jednoduchá detekce UV absorpcí spolehlivou kvantifikaci v komplexních matricích potravin a nápojů. Kombinace vysokovýkonné aniontové výměnné chromatografie (HPAE) a pulzní amperometrické detekce (PAD) přináší vysokou specifitu, citlivost a široký lineární rozsah, což je klíčové pro kontrolu kvality, výzkum i průmyslovou analytiku.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem příspěvku je popsat metodiku stanovení sucralózy v potravinářských vzorcích (Red Raspberry Diet Rite, Splenda) za využití kolony CarboPac™ PA20 v HPAE a pulzní amperometrické detekce na detektoru ED50. Studie demonstruje lineární rozsah, limity detekce a kvantifikace, reprodukovatelnost měření a praktickou aplikaci na modelových i komerčních vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika vychází z následujících kroků:

• Příprava elučních roztoků: voda, 250 mM NaOH, 1 M acetát sodný (AAA-Direct Certified).
• Separace HPAE: CarboPac PA20 analytická kolona + ochranná kolona, průtok 0,5 mL/min, teplota 30 °C.
• Detekce: pulzní amperometrie na ED50 s Carbohydrate waveform pro stabilní odezvu.
• Isokratický a gradientní režim eluce.
• Příprava vzorků: 50× ředění Red Raspberry Diet Rite, 100 µg/mL roztok Splenda.

Instrumentace:

• Dionex BioLC® systém: GP50 pumpa, ED50 elektrochemický detektor, AS50 autosampler, AS50TC termokomora, EO1 dávkovač eluentu.
• Kolony: CarboPac PA20 Analytical (P/N 060142), CarboPac PA20 Guard (P/N 060144).
• Elektrody: Carbohydrate Certified Disposable Au, AAA-Direct Certified Disposable Au.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje limitu detekce (LOD) 0,01 µM (0,28 pmol) a limitu kvantifikace (LOQ) 0,04 µM (0,93 pmol) pro 25 µL injekci. Lineární oblast pro plochu vrcholu sahá od 1,24 do 250 pmol (r2=0,9958) a pro výšku vrcholu do 760 pmol (r2=0,9942). Reprodukce retenčních časů a ploch vrcholů byla v dlouhodobém provozu v rozmezí ≤1,2 % RSD pro standard i reálné vzorky s periodickým 24h mytím kolony. Aplikace na Diet Rite ukázala koncentraci sucralózy 155 µg/mL (390 µM) s přesností 92–96 % rec. Splenda obsahovala 1,4 % sucralózy a 85 % dextrosy, oddělené v gradientním režimu.

Přínosy a praktické využití metody

HPAE-PAD přináší následující výhody:

• Vysoká selektivita vůči sucralóze i dalším sacharidům.
• Široký lineární rozsah pokrývající nízké i vysoké koncentrace.
• Nutnost minimální předúpravy vzorku v mnoha případech.
• Možnost simultánního stanovení dextrosy a sucralózy.
• Vysoká reprodukovatelnost a robustnost v rutinním provozu QA/QC laboratoří.

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze očekávat:

• Další zlepšení citlivosti a stability detekce elektrochemickými detektory.
• Automatizaci přípravy eluentů a vzorků s on-line degazací.
• Rozšíření metod na další neenergetická sladidla a komplexní matricové analýzy.
• Integrační platformy pro vysokou propustnost (high throughput) v potravinářském průmyslu.

Závěr

Popisovaná HPAE-PAD metoda na bázi CarboPac PA20 a PAD detekce poskytuje spolehlivé, citlivé a reprodukovatelné stanovení sucralózy v potravinářských vzorcích. Díky jednoduché přípravě vzorků, širokému lineárnímu rozsahu a nízkým detekčním limitům je metoda vhodná pro rutinní QA/QC, výzkum i vývoj nových produktů.

Reference

1. Lawrence J.F., Charbonneau C.F. Determination of Seven Artificial Sweeteners in Diet Food Preparations by Reversed-Phase Liquid Chromatography with Absorbance Detection. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1988, 71, 934–937.
2. Quinlan M.E., Jenner M.R. Analysis and Stability of the Sweetener Sucralose in Beverages. J. Food Sci. 1990, 55, 244–246.
3. Dionex Corporation. The Determination of Carbohydrates, Alcohols, and Glycols in Fermentation Broths; Application Note 122; Sunnyvale, CA.
4. Dionex Corporation. Determination of Amino Acids in Cell Cultures and Fermentation Broths; Application Note 150; Sunnyvale, CA.
5. Kobayashi C. et al. Determination of Sucralose in Foods by HPLC. Shokuhin-Eiseigata-Zasshi 2001, 42, 139–143.
6. Kishi H., Kawana K. Determination of Sucralose in Foods by Anion-Exchange Chromatography and Reverse-Phase Chromatography. Shokuhin-Eiseigata-Zasshi 2001, 42, 133–138.
7. Dionex Corporation. Optimal Settings for Pulsed Amperometric Detection of Carbohydrates using the Dionex ED40 Electrochemical Detector. Technical Note 21; Sunnyvale, CA.
8. Dionex Corporation. AAA-Direct Amino Acid Analysis System; Product Manual Document No. 031481; Sunnyvale, CA.
9. Clark A.P., Jandik P., Rocklin R.D., Liu Y., Avdalovic N. An Integrated Amperometry Waveform for the Direct, Sensitive Detection of Amino Acids and Amino Sugars Following Anion-Exchange Chromatography. Anal. Chem. 1999, 71, 2774–2781.