CHROMATOGRAPHIC SEPARATION AND PHOTODIODE ARRAY IDENTIFICATION OF SYNTHETIC INDUSTRIAL DYES IN FOODS, BEVERAGES, OVER THE COUNTER (OTC) DRUGS, AND COSMETICS

Význam tématu

Syntetická potravinářská barviva se hojně využívají v potravinách, nápojích, léčivech a kosmetice. Zároveň jejich možný vliv na neurobehaviorální zdraví (hyperaktivita, nepozornost) a zákonné restrikce (FDA zákaz Red #3) vyžadují přesné analytické nástroje pro detekci, identifikaci a kvantifikaci těchto látek v různých matricích.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované práce bylo demonstrovat univerzální chromatografickou metodu schopnou separovat a kvantifikovat deset běžných syntetických potravinářských barviv (např. Yellow #5, Red #40, Blue #1, Green S) ve vzorcích potravin, nápojů OTC léků i kosmetiky pomocí HPLC s detektorem PDA.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci a detekci barviv byla využita sekvenční extrakce 3‐D spektra (200–800 nm) a analýza koncentrace v lineárním rozsahu 0,003–0,750 µg na kolonu.

• LC systém: Alliance iS HPLC s PDA detektorem (Empower 3 Software 3.8.0).
• Kolona: XBridge Premier BEH C18, 2,5 µm, 4,6 × 150 mm, teplota 40 °C.
• Mobilní fáze: A) 10 mM NH4Ac pH 7,0; B) methanol; C) acetonitril; gradientní eluce (97 % A na startu, následně úpravy poměrů během běhu).
• Extrahované vlnové délky: 455 nm (žlutá barviva), 520 nm (červená), 628 nm (modrá a zelená).
• Příprava vzorků: standardní směsi barviv v roztoku, zkušební extrakty z pevných vzorků (sonikace, odstředění), ředění nápojů 1:10.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla baseline separace všech deseti standardů. Lineární odezva byla potvrzena v širokém rozsahu nálože. Automatizovaná analýza čistoty píků (Purity Angle vs. Threshold) prokázala absenci interferencí. V reálných vzorcích bylo zjištěno:

• Nejvyšší celkový obsah barviv na porci v pikantních snack tyčinkách (dominantně Yellow #6 doprovázené Red #40).
• Významné obsahy v ovocných bonbonech a čokoládě (kombinace Yellow #5, Yellow #6, Red #40, Blue #1, Blue #2; 4,8–18,6 mg/barva na porci).
• Nápoje sportovního typu obsahovaly vyšší hmotnost barviv díky objemu 360 mL na porci.
• OTC léky a kosmetika vykázaly nejnižší koncentrace (≤ 0,5 mg na porci), což odráží malé uživatelské dávky.

Přínosy a praktické využití metody

Tato jediná chromatografická metoda umožňuje:

• Rychlé a spolehlivé stanovování široké škály syntetických barviv v různých typech vzorků.
• Automatizovanou kontrolu čistoty píků a ověřování identity barviv přes PDA knihovnu.
• Podporu regulačního monitoringu dovozu i interní kvality potravinářských a kosmetických produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace dalších detekčních technik (MS, IMS) pro zvýšení selektivity a citlivosti, rozšíření knihoven spekter o nové barviva a aditiva, a využití machine learning pro automatické vyhodnocení chromatogramů a detekci nekonformit.

Závěr

Prezentovaná HPLC–PDA metoda prokázala vysokou výkonnost při separaci a kvantifikaci deseti syntetických potravinářských barviv v reálných vzorcích. Díky robustní separaci, ověřované čistotě píků a spektrálnímu porovnání s referencemi nabízí spolehlivý nástroj pro průmyslový i regulační monitoring.

Reference

1. Color Additives - Information for Consumers | FDA, Accessed April 4, 2025.
2. Healthline: The most popular food dyes in the US, Accessed April 4, 2025.
3. Synthetic food dyes: Health risks, history, and policy | CSPI, Accessed April 4, 2025.
4. West Virginia food dye legislation, Accessed April 4, 2025.
5. FDA FDC Red No. 3 phase-out information, Accessed April 4, 2025.
6. FDA Color Certification FAQs, Accessed April 8, 2025.
7. Federal Register: Nutrition and Supplement Facts label revision, Accessed April 8, 2025.
8. PubChem, Accessed April 7, 2025.