Carbohydrate analysis of agave syrup using HPAE-PAD

Význam tématu

Agáve sirup je ceněn pro nízký glykemický index a vysoký podíl fruktosy, což z něj činí atraktivní alternativu ke klasickému cukru a medu. Detailní chemické stanovení monosacharidů, disacharidů, polyolů a fruktanů je zásadní pro kontrolu kvality a odhalování případné adulterace levnějšími sladidly (např. vysokofruktózovým kukuřičným sirupem).

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo ověřit proveditelnost mexické normy NOM-003-SAGARPA-2016 pro analýzu sacharidů v agáve sirupu s využitím Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ HPIC systému a kolony CarboPac PA1-2 mm. Studie se zaměřila na hodnocení separace, linearity, detekčních limitů, přesnosti, opakovatelnosti a schopnosti detekovat adulteraci pomocí enzymatické hydrolýzy.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika zahrnovala následující kroky:

• Příprava vzorku rozpuštěním 250 mg sirupu ve vodě, filtrace a dělení na alikvoty pro enzymatické pokusy.
• Enzymatická hydrolýza amyloglukosidázou a fruktanázou pro stanovení volných cukrů a celkových fruktanů.
• Chromatografie HPAE-PAD s gradientním eluentem NaOH/NaOAc podle tabulky metodiky.
• Pulzní amperometrická detekce na zlaté elektrodě s Ag/AgCl referencí.
• Kalibrace na pěti úrovních standardů sacharidů (inositol, sorbitol, mannitol, HMF, glukóza, fruktóza, sacharóza).

Instrumentace:

• Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ HPIC systém (DC pumpa, DC detektor, autosampler AS-AP).
• Guard kolona Dionex CarboPac PA1 2×50 mm a separační kolona 2×250 mm.
• Pulsní amperometrický detektor ED se zlatou jednorázovou elektrodou (2 mil) a Ag/AgCl referencí.

Hlavní výsledky a diskuse

Kolona CarboPac PA1 dosáhla rozlišení všech sledovaných složek (R>2). Linearita kalibrací byla v rozsahu r2>0,999 (fruktóza kvadraticky), LOD 1–15 µg/L a LOQ 4–51 µg/L. Analýza tří komerčních vzorků ukázala průměrný obsah 70–73 % fruktózy, 1,3–1,6 % glukózy, stopové množství sacharózy a HMF, 0,06–0,11 % inositolu, 0,1–0,3 % mannitolu a 2–3,2 g/100 g fruktanů. Návratnost 85–115 % a RSD ploch 1–3 % potvrdily vysokou přesnost a opakovatelnost. Enzymatická hydrolýza neprokázala přítomnost přidaného HFCS.

Přínosy a praktické využití metody

Tato přímá detekční technika eliminuje nutnost derivatizace, snižuje spotřebu elučních činidel díky 2 mm kolonkám a umožňuje přesné stanovení všech hlavních sacharidových složek i fruktanů. Vhodná pro potravinářské a QA/QC laboratoře pro kontrolu kvality, ověřování autenticity a plnění regulačních požadavků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření HPAE-PAD analýzy na nové rostlinné matrixy, integrace s hmotnostní spektrometrií pro identifikaci oligosacharidů, automatizace přípravy vzorků, zrychlení běhů a aplikace pokročilé datové analýzy či strojového učení pro predikci adulterace.

Závěr

Metoda založená na mexické normě NOM-003-SAGARPA-2016 byla úspěšně implementována na systému Dionex ICS-5000+ s kolonkou PA1-2 mm. Nabízí vysokou citlivost, reprodukovatelnost, nízkou spotřebu eluentu a efektivní detekci adulterace, což ji předurčuje pro rutinní laboratorní kontrolu agáve sirupu.

Reference

1. Wolever T.; Vuksan V.; Jenkins A. L.; Campbell J. Determination of glycemic index of Organic 100% blue agave syrup; final report for Glycemic Index Laboratories 2011.
2. Foster-Powell K.; Holt S.H.A.; Brand-Miller J.C. International table of glycemic index and glycemic load values: 2002; Am. J. Clin. Nutr. 2002, 76, 5–56.
3. NOM-003-SAGARPA-2016, Norma Oficial Mexicana pro charakterizaci agáve sirupu, 2016.
4. Willems J.L.; Low N.H. Major carbohydrate, polyol and oligosaccharide profiles of agave syrup; J. Agric. Food Chem. 2012, 60(35), 8745–8754.
5. Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ Ion Chromatography System Operator’s Manual, P/N 065446, 2014.
6. Thermo Scientific Electrochemical Detection User’s Compendium, P/N 065340-02, 2013.
7. Thermo Scientific Technical Note 71: Eluent Preparation for High-Performance Anion-Exchange Chromatography with Pulsed Amperometric Detection, TN-70669.
8. Thermo Scientific Dionex CarboPac PA1 Columns Product Manual, P/N 065547-01, 2013.
9. ICH Guideline Q2B, Validation of Analytical Procedures, Methodology, Geneva, 1996.