Advantages of preparative online SPE compared to batch LC for stevia purification

Význam tématu

Steviol glycosidy ze Stevia rebaudiana představují přírodní, bezkalorická sladidla s až 400× vyšší sladivostí než sacharóza. Jejich účinná purifikace na rebaudiosid A, nejžádanější kompozit kvůli minimální hořkosti, je zásadní pro komerční výrobu a kvalitu výsledného produktu.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo porovnat klasickou dávkovou LC s nově vyvinutou přípravnou online-SPE metodou pro čištění rebaudiosidu A od steviozidu, ověřit snížení matrixových interferencí a posoudit čistotu i výtěžek.

Použitá instrumentace

• AZURA Preparative HPLC systém (pumpy AZURA P 2.1L, UVD 2.1L detektor, asistenční moduly s vícevývody).
• Labocol Vario-4000 frakční kolektor.
• Preparativní C18 kolony Eurospher II (ID 20 mm, délka 250 mm) a analytická kolona pro následnou kontrolu.

Použitá metodika

Metoda se skládá ze dvou fází:

• SPE loading: kondicionování kolony v 100 % ACN, re-ekvilibrace v 20/80 ACN/H2O, naložení 10 mL extraktu a vymyvání matrixu.
• Target purification: isokratický běh v 30/70 ACN/H2O při 22 mL/min, detekce při 210 nm, teplota 25 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

Online-SPE proces významně potlačil matrixový signál ve srovnání s dávkovou LC.
Frakce 3–5 (asi 15 mL) poskytly rebaudiosid A s čistotou > 90 % a < 10 % steviozidu.
Kompletní oddělení rebaudiosidu A a steviozidu nebylo dosaženo, pozdní frakce obsahují vyšší podíl steviozidu, ale zachovávají i část rebaudiosidu A.
Zavedením online-SPE se zvýšila ochrana hlavní kolony a umožnilo se vyšší naložení vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

• Ochrana kolon proti znečištění a prodloužení jejich životnosti.
• Automatizace zvyšuje reproducibilitu a throughput purifikace.
• Průmyslové využití pro škálovatelné čištění Stevia extraktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Optimalizace stacionární fáze pro lepší separaci rebaudiosidu A a steviozidu.
• Víceúrovňová SPE a modulární systémy pro kontinuální výrobu.
• Testování alternativních elučních složení a gradientů pro zvýšení selektivity.

Závěr

Preparativní online-SPE významně redukuje matrixovou zátěž a chrání hlavní kolonu, umožňuje čisté frakce rebaudiosidu A s vysokou čistotou, ale za cenu nižšího výtěžku. Metoda nabízí praktické výhody pro průmyslové aplikace.

Reference

• P. Samuel; K. T. Ayoob; B. A. Magnuson; et al. Stevia Leaf to Stevia Sweetener: Exploring Its Science, Benefits, and Future Potential. Journal of Nutrition. 2018;148(7):1186S–1205S.
• KNAUER Scale up converter. Knauer Wissenschaftliche Geräte GmbH, 2021.