The Quantitative Analysis of Curcuminoids in Food and Food Additives Using Rapid HPLC With Electrochemical, UV, or Fluorescence Detection

Význam tématu

Analýza curcuminoidů, výtažků z kurkumy, je klíčová pro zajištění kvality a bezpečnosti potravinových výrobků a doplňků stravy. Curcuminoidy, zejména kurkumin, demethoxykurkumin a bisdemethoxykurkumin, jsou ceněny pro své antioxidační a protizánětlivé vlastnosti. Rychlá a citlivá kvantifikace těchto sloučenin umožňuje kontrolovat obsah bioaktivních látek v potravinářských produktech, sledovat jejich stabilitu v průběhu zpracování a uskladnění a optimalizovat výrobní postupy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout tříminutovou metodu HPLC pro kvantitativní stanovení tří hlavních curcuminoidů v potravinách a potravinářských doplňcích. Metoda byla porovnána s detekcí elektrochemickou (EC), UV a fluorescenční (FL) s ohledem na citlivost a rovnoměrnost odpovědi. Dále bylo hodnoceno využití metody na reálných vzorcích: prášku kurkumy, žlutém kari a japonské kari omáčce.

Použitá metodika a instrumentace

Chromatografická separace probíhala na kolóně Acclaim RSLC PA2 (2,1 × 50 mm, 2,2 μm) při průtoku 0,4 mL/min. Mobilní fáze tvořil 25% 100 mM fosfátového pufru (pH 3) a 75% methanol. Vzorky (1 mg/mL) se extrahovaly v methanolu ultrazvukem, filtrací přes 0,22 μm filtr a 2 µL injekcí se analyzovaly do tří minut.

Použitá instrumentace

• HPLC systém Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000
• Kolóna Acclaim RSLC PolarAdvantage II (PA2), 2,1 × 50 mm, 2,2 μm
• Elektrochemický detektor ECD-3000RS s coulometrickou celou 6011RS (E1 = E2 = 700 mV)
• Ultrafialový detektor VWD-3100 (λ = 426 nm)
• Fluorescenční detektor FLD-3400RS (Ex = 426 nm, Em = 539 nm)
• Software Chromeleon Chromatography Data System ver. 6.8

Hlavní výsledky a diskuse

• Detekční limity (LoD, S/N = 3): EC detekce 2 pg na kolónu pro kurkumin a demethoxykurkumin, 4 pg pro bisdemethoxykurkumin; UV detekce 10–20 pg; FL detekce 4–20 pg.
• Limit kvantifikace (LoQ) pro všechny curcuminoidy 10 pg, početná odchylka < 10 % RSD.
• Kalibrační křivky lineární v rozsahu 10–500 ng/mL s kovariančním koeficientem R² > 0,999.
• Analýza reálných vzorků (ng/mg vzorku): japonská kari omáčka (C 127,0; DMC 57,5; BDMC 37,4), žluté kari (17 254,8; 7 797,1; 8 503,3) a prášek kurkumy (1 804,5; 812,9; 846,6).
• EC detekce odhalila degradant curcuminoidů po dlouhodobé expozici pufru pH 3 a světlu, který nebyl detekován UV ani FL detektorem.
• Metoda prokázala vynikající specificitu a selektivitu i v komplexních matricích kari omáčky.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá tříminutová analýza umožňuje vysokoprůtokové vyšetření potravin a doplňků stravy.
• Elektrochemická detekce nabízí nejvyšší citlivost a rovnoměrnou odezvu pro všechny analyty.
• Metoda je vhodná pro QA/QC procesy v potravinářském a farmaceutickém průmyslu.
• Možnost sledování stability bioaktivních složek během zpracování a skladování.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace UHPLC a on-line extrakce pro další zkrácení doby analýzy.
• Rozšíření metodiky pro nové matrice (tekutiny, kosmetika, nutraceutika).
• Využití hmotnostní spektrometrie pro potvrzení struktury degradantů.
• Implementace ekologičtějších mobilních fází a minimalizace organických rozpouštědel.
• Využití v regulaci potravin a doplňků stravy při ověřování prokázaných zdravotních tvrzení.

Závěr

Vyvinutá tříminutová HPLC metoda s elektrochemickou detekcí poskytuje vysokou citlivost, přesnost a selektivitu pro kvantifikaci kurkuminoidů v potravinových vzorcích. Metoda byla úspěšně validována na reálných potravinách a prokázala výhodu EC detekce při odhalování degradantů, čímž výrazně přispívá k monitoringu kvality a stability těchto bioaktivních látek.

Reference

1. Grynkiewicz G., Ślifirski P. Curcumin and curcuminoids in quest for medical status. Acta Biochemica Polonica. 2012;59(2):201-212.
2. Rohman A. Analysis of curcuminoids in food and pharmaceutical products. International Food Research Journal. 2012;19(1):19-27.
3. Zhang J., Jinnai S., Ikeda R., Wada M., Hayashida S., Nakashima K. A simple HPLC-fluorescence method for quantitation of curcuminoids and its application to turmeric products. Analytical Sciences. 2009;25:385-388.
4. Kishore C.N., Shrivastava A., Anurekha J. Stability-indicating RP-HPLC determination of curcumin in Vicco Turmeric cream and Haridrakhand churna. Phcog. Journal. 2010;2(6):[strany neuvedeny].
5. Pfeiffer E., Hőhl S., Solyom A.M., Metzler M. Studies on stability of turmeric constituents. Journal of Food Engineering. 2003;56:257-259.
6. Romson S., Sunisa S., Worapong U. Stability of antioxidant and antibacterial properties in heated turmeric-chili paste and its ingredients. International Food Research. 2011;18:397-404.