Rapid and sensitive quantitative method for screening of additives in beverages

Význam tématu

Analýza potravinářských aditiv v nápojích je klíčová pro zajištění souladu s legislativou, ochranu spotřebitele a udržení kvality produktu. Moderní laboratoře vyžadují rychlé a spolehlivé metody, které umožní zároveň stanovit různé třídy látek (sladidla, konzervanty, stimulanty) bez nutnosti řady samostatných analýz.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem studie bylo vyvinout univerzální UHPLC metodu umožňující simultánní kvantifikaci deseti nejpoužívanějších aditiv ve vzorcích nealkoholických nápojů. Metoda byla validována na různých komerčních příkladech, zahrnujících perlivé nápoje, energetické a čajové produkty, a její přesnost prokázána prostřednictvím mezinárodních testů způsobilosti.

Použitá metodika a instrumentace

Analýzy byly provedeny na systému Thermo Scientific Vanquish Flex Binary UHPLC spojeném se dvěma detektory:

• UV-Diode Array Detector (DAD) pro látky s chromoforem (absorpční max. 200–244 nm)
• Charged Aerosol Detector (CAD) pro látky bez UV absorpce (cyclamát, neotam, sukralóza)

Jako analytická kolona byla použita Hypersil GOLD C18 (4,6 × 250 mm, 5 μm). Chromatografie probíhala gradientem vody s 10 mM acetátovým pufrem a methanolem při průtoku 1,0 mL/min, teplota kolony 40 °C, doba běhu 20 minut.

Pro přípravu kalibračních standardů bylo využito automatizovaného dávkování Vanquish Split Sampleru s variabilním objemem vzorku (0,2–20 μL) pro osmúrovňové kalibrační křivky. K výpočtu výsledků a správě dat byla nasazena platforma Chromeleon CDS 7.3.2.

Hlavní výsledky a diskuse

Linearity všech analyzovaných sloučenin vykázala koeficient determinace R² > 0,9975. Metoda dosáhla LOQ v rozsahu 1–2 mg/L (systémová) a 5–10 mg/L (metoda). Deviation QC nízké a vysoké úrovně byly pod 15 % resp. 6 %. Spike & recovery testy napříč šesti typy nápojů ukázaly průměrné návratnosti 93–103 % a RSD pod 5 %, což svědčí o minimálním vlivu matric a výborné robustnosti.

Porovnání naměřeného obsahu kofeinu s deklarovanými hodnotami na etiketách ukázalo bias pod 5 % pro všechny testované vzorky. Proficiency testy (LGC AXIO QBS) potvrdily přesnost a reprodukovatelnost metody, všechny získané z-skóre byly nižší než 2.

Přínosy a praktické využití metody

Univerzální přístup s kombinací DAD a CAD umožňuje kompletní screening aditiv jedním během. Automatizace kalibrace redukuje laboratorní pracnost, riziko chyb při pipetování a zvyšuje throughput. Metoda je cenově výhodnější než alternativní LC–MS řešení, přitom nabízí citlivou a spolehlivou detekci i pro sloučeniny bez UV aktivních skupin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze dále rozšířit o integraci s hromadnou spektrometrií (LC–MS) pro potvrzovací analýzu stopových úrovní. S nástupem průmyslu 4.0 je perspektivní připojení online monitorovacího systému a cloudového zpracování dat pro okamžitou správu kvality. Rovněž je reálný přesun na menší kapilární UHPLC kolony a snížení spotřeby organických rozpouštědel.

Závěr

Popsaná UHPLC metoda nabízí rychlý, přesný a komplexní screening potravinářských aditiv v nápojích. Je plně validována dle mezinárodních norem, využitelná v kontrolních a výzkumných laboratořích i v průmyslové praxi.

Reference

1. LGC AXIO Proficiency Testing Quality in Beverages Scheme