Rapid Quantification of Grape Juice Phenolics Using UPLC-QDa Mass Detection

Význam tématu

Fenolické sloučeniny hroznového džusu představují významné antioxidanty bojující proti oxidačnímu stresu a přispívají k prevenci řady onemocnění. Rychlá a citlivá analýza těchto látek umožňuje sledovat kvalitu a nutriční hodnotu produktů z hroznů, podporuje optimalizaci pěstebních i výrobních postupů a napomáhá při vývoji funkčních potravin.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout a validovat metodu pro kvantitativní stanovení 16 vybraných fenolických sloučenin v 49 vzorcích celých hroznových džusů různých odrůd. Studie porovnala organické a konvenční pěstování, vliv různých fenologických podmínek a ročníků sklizně na obsah fenolů. Hlavními analyty byly anthokyaniny, flavanoly, procyanidiny a flavonoly.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly pouze odstředěny, ředěny přímo v mobilní fázi a injikovány bez další extrakce. Chromatografická separace probíhala na systému Waters ACQUITY UPLC H-Class s kolonkou BEH C18 (50 mm×2,1 mm, 5 µm). Mobilní fáze A byla kyselina mravenčí ve vodě, fáze B methanol s kyselinou mravenčí a vodou. Gradient trval 4,5 minuty v průtokovém režimu 0,45 mL/min. Detekce byla realizována hmotnostním detektorem ACQUITY QDa ve vybraném iontovém režimu (SIR), v kladném i záporném ESI módu, s optimalizovanými napětími a teplotou sondy.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza 49 džusů odhalila dominanci anthokyaninů s nejvyšší koncentrací malvidin-3,5-diglukosidu a následně peonidin-3,5-diglukosidu. Flavanoly, zejména (+)-katechin, a procyanidiny B1 a B2 tvořily další významnou skupinu. Mezi flavonoly převažoval myricetin a quercetin. Organické džusy vykazovaly u většiny odrůd vyšší obsah fenolů, nejvýraznější u experimentální odrůdy Selekce 13. Konvenční BRS-Violeta měl ale nejvyšší celkovou koncentraci. Starší ročníky sklizně se vyznačovaly poklesem celkových fenolických látek, s výjimkou nárůstu myricetinu. Střední úroveň hnojení se ukázala jako optimální pro zvýšení celkového fenolického obsahu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá analýza 16 fenolů za 4,5 minuty na vzorek
• Minimální spotřeba organických rozpouštědel, významné snížení odpadu
• Citlivá detekce na úrovni jednotek µg/L a spolehlivá hmotnostní verifikace
• Jednoduchá příprava vzorků bez komplikovaných kroků extrakce
• Možnost rutinního nasazení pro kontrolu kvality a sledování odrůdových i technologických vlivů

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k plné automatizaci přípravy vzorků, rozšíření panelu fenolických markerů a digitalizaci analýzy s využitím umělé inteligence pro predikci kvalitativních parametrů. Integrace s vysokorozlišovacími hmotnostními spektrometry umožní detailnější charakterizaci neznámých fenolů a jejich metabolitů. Další aplikace zahrnují rozšíření na jiné ovocné šťávy a vývoj standardizovaných kontrolních materiálů.

Závěr

Validatední UPLC-QDa metoda prokazuje vysokou citlivost, rychlost a environmentální šetrnost při analýze fenolických sloučenin v hroznovém džusu. Metoda nabízí robustní nástroj pro vědecký výzkum i průmyslovou praxi, podporuje optimalizaci pěstebních a výrobních procesů a pomáhá zvyšovat nutriční hodnotu finálních produktů.

Reference

1. Canedo-Reis N A P, Guerra C C, Da Silva L F, Wetzstein L C, Junges C H, Ferrão M F, Bergold A M Fast quantitative determination of phenolic compounds in grape juice by UPLC-MS Method validation and characterization of juices produced with different grape varieties Journal of Food Measurement and Characterization 15 1044–1056 2021
2. Dani C, Oliboni L S, Vanderlinde R, Pra D, Dias J F, Yoneama M L, Bonatto D, Salvador M, Henriques J A P Antioxidant activity and phenolic and mineral content of rose grape juice Journal of Medicinal Food 12 1 188–192 2009
3. Guerra C C, Bitarelo H, Ben R L, Marin A Sistema para elaboração de suco de uva integral em pequenos volumes Suquificador Integral Embrapa Uva e Vinho Documentos 96 2016
4. Natividade M M P, Corrêa L C, Souza S V C, Pereira G E, Lima L C de O Simultaneous analysis of 25 phenolic compounds in grape juice for HPLC Method validation and characterization of São Francisco Valley samples Microchemical Journal 110 665–674 2013
5. Padilha C V da S, Miskinis G A, De Souza M E A O, Pereira G E, De Oliveira D, Bordignon-Luiz M T, Lima M dos S Rapid determination of flavonoids and phenolic acids in grape juices and wines by RP-HPLC/DAD Method validation and characterization of commercial products of the new Brazilian varieties of grape Food Chemistry 228 106–115 2017
6. Silva L F Da, Guerra C C, Klein D, Bergold A M Solid cation exchange phase to remove interfering anthocyanins in the analysis of other bioactive phenols in red wine Food Chemistry 227 158–165 2017