Oxygen heterocyclic compounds profile evaluation in cold-pressed Citrus essential oils using supercritical fluid chromatography coupled to photodiode array detector

Význam tématu

Studium nevolatilní frakce za studena lisovaných citrusových silic, především obsahující heterocyklické sloučeniny jako kumariny, furokumariny a polymethoxyflavony, je klíčové pro posouzení kvality, autentičnosti a bezpečnosti těchto olejů, zvláště v kosmetickém průmyslu. Tyto látky mohou vykazovat fototoxicitu a jejich přesná analýza je proto zásadní pro splnění regulačních požadavků a zajištění bezpečných surovin.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vyvinout rychlou a ekologicky šetrnou analytickou metodu pro stanovení kyslíkatých heterocyklických sloučenin v za studena lisovaných citrusových silicích. Autoři navrhli využití superkritické fluidní chromatografie (SFC) v kombinaci s fotodiodovým detektorem (PDA) s mobilní fází na bázi CO₂ a ethanolu. Metoda umožňuje separaci vybraných sloučenin do 10 minut s minimální spotřebou organických rozpouštědel.

Použitá metodika a instrumentace

Autoři analyzovali sedm vzorků citrusových silic (limetka, citron, bergamot, grep, sladká a hořká pomeranč, červená mandarinka) bez předúpravy po 1:1000 ředění v hexanu.

• Kolonka: Fused Core HILIC (150 × 2,1 mm, 2,7 µm)
• Mobilní fáze: CO₂ (fáze A) a ethanol s 0,6 % vody a 0,07 % TFA (fáze B) v gradientu od 0 do 10 % fáze B
• Průtok: 1,0 ml/min, teplota kolone 60 °C, tlakovací regulátor na 120 bar
• Detekce: UV při 315 nm, injekční objem 1 µl

Použitá instrumentace

• SFC-PDA Shimadzu Nexera UC
• Moduly: CBM-20A, LC-20ADXR pumpy, LC-30ADSF CO₂ pumpa, SFC-30A regulátor, DGU-20A degaser, CTO-20AC column oven, SIL-30AC autosampler, SPD-M20A detektor

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila rychlou separaci 37 kyslíkatých heterocyklických sloučenin do 10 minut s vynikající reprodukovatelností a citlivostí. Chromatogramy citronu a limetky demonstrovaly odlišné profily kumarinů a furokumarínů. Porovnání s dřívější RP-HPLC metodou pomocí AGREE grafiky potvrdilo výrazně vyšší ekologičnost SFC-PDA přístupu díky nižšímu objemu odpadu, nižší spotřebě energie a použití obnovitelného ethanolu namísto methanolu či THF.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza a vysoká propustnost laboratoře (do 10 minut)
• Minimalizace ekologické zátěže a nákladů na organická rozpouštědla
• Vhodné pro rutinní kontrolu kvality surovin v kosmetickém i potravinářském průmyslu
• Možnost klasifikace citrusových silic na základě nevolatilního profilu

Budoucí trendy a možnosti využití

Předpokládá se rozšíření SFC metodiky na širší paletu přírodních produktů a biologických vzorků. Další vývoj by mohl zahrnovat kombinaci SFC s hmotnostní spektrometrií pro cílenou identifikaci stopových látek a robustnější validaci metodik pro regulační účely v potravinářství i kosmetice.

Závěr

Předložená SFC-PDA metoda představuje efektivní, rychlý a ekologický nástroj pro kvantifikaci kyslíkatých heterocyklických sloučenin v citrusových silicích. Díky vysoké rychlosti, citlivosti a nižší ekologické zátěži je doporučena pro každodenní kontrolu kvality a klasifikaci za studena lisovaných citrusových olejů.

Reference

1. European Parliament and Council, Regulation (EC) No. 1223/2009 on cosmetic products, Official Journal L 342 (2009) 59.
2. International Fragrance Association, IFRA Standard 48th Amendment – Citrus oils and other furo-coumarins containing essential oils (2015).
3. International Fragrance Association, IFRA Analytical Method for quantitative determination of furo-coumarins by HPLC-DAD (2013).
4. European Parliament and Council, Regulation (EC) No 1334/2008 on flavourings and certain food ingredients, Official Journal L 354 (2008) 34.
5. Russo M., Rigano F., Arigò A., Dugo P., Mondello L., Coumarins, Psoralens and Polymethoxyflavones in Cold-pressed Citrus Essential Oils: a Review, Journal of Essential Oil Research (2021).
6. Pena-Pereira F., Wojnowski W., Tobiszewski M., AGREE-Analytical GREEnness Metric Approach and Software, Analytical Chemistry (2020).
7. Russo M., Bonaccorsi I., Costa R., Trozzi A., Dugo P., Mondello L., Reduced time HPLC analyses for fast quality control of Citrus essential oils, Journal of Essential Oil Research (2015).