Quantitative Analysis of Sugars in Commercial Beverages Using High-Performance Liquid Chromatography Coupled with a Refractive Index Detector (RID-20A)

Význam tématu

Analýza obsahu jednoduchých cukrů v nápojích je klíčová pro hodnocení nutriční kvality a bezpečnosti potravin. Nadměrná konzumace sacharózy, glukózy a fruktózy je spojena s rizikem obezity, cukrovky a kardiovaskulárních onemocnění.

Precizní kvantifikace přirozeně se vyskytujících i přidaných cukrů pomáhá výrobcům i kontrolním orgánům zajistit správné označování a sledovat dodržování regulačních limitů.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje validovanou metodu pro stanovení čtyř klíčových cukrů – glukózy, fruktózy, sacharózy a laktózy – v komerčních nápojích. Analýza byla realizována na 17 různých vzorcích zahrnujících ovocné šťávy, nealkoholické a energetické nápoje, stejně jako červená a bílá vína.

Cílem bylo vytvořit spolehlivou HPLC metodu s refraktometrickou detekcí a porovnat cukerné profily jednotlivých skupin nápojů.

Použitá instrumentace

• Vysokotlaký kapalinový chromatograf Shimadzu LC-2060 3D
• Refrakční indexový detektor RID-20A s duální teplotní regulací
• Kolona HILIC Amino (NH2), 80 Å, 5 μm, 4,6 × 250 mm

Použitá metodika

Pro kalibraci byly připraveny standardní roztoky cukrů v rozmezí koncentrací 0,2 až 10 % metodou vnější standardní kalibrace. Mobilní fáze tvořil acetonitril a voda v poměru 75:25 v režimu isokratické eluční analýzy.

Parametry chromatografického rozdělení:

• Průtok 1,2 mL/min
• Teplota kolony 35 °C
• Injekční objem 10 μL
• Doba analýzy 25 minut

Vzorky nápojů byly naředěny acetonitrilem a vodou (50:50), filtrované přes 0,45 μm membránu a analyzovány současně se standardy.

Hlavní výsledky a diskuse

Všechny kalibrační křivky vykázaly vynikající linearitu s korelačními koeficienty R² nad 0,99, což potvrzuje přesnost metody.

Analýza ukázala zásadní rozdíly v obsahu cukrů:

• Nealkoholické slazené nápoje: 13–17 % celkových cukrů, především sacharózy, glukózy a fruktózy
• Ovocné šťávy: 10–17 % přírodních cukrů, zejména fruktózy a glukózy
• Energetické nápoje: přibližně 12 % primárně glukózy a fruktózy
• Víno: nižší hladiny reziduálních cukrů kolem 5,5 % u červených odrůd, bílé víno často pod detekčním limitem
• Bezcukrové a dietní varianty: koncentrace cukrů pod detekční mezí

Tyto výsledky potvrzují, že různé kategorie nápojů vyžadují individuální přístup k hodnocení glykemického zatížení spotřebitele.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje rychlou a reprodukovatelnou analýzu hlavních cukrů v komplexních potravinářských matricích. Je vhodná pro kontrolu kvality a ověřování dodržení nutričních štítkových požadavků.

Zabezpečuje:

• Spolehlivou detekci a kvantifikaci bez nutnosti derivatizace
• Široké lineární rozmezí pro různorodé nápojové vzorky
• Minimální dobu přípravy a analýzy

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se nasazení kombinace HPLC-RID s hmotnostní spektrometrií pro simultánní stanovení dalších složek, například organických kyselin a polyolů.

Další rozvoj zahrnuje miniaturizaci separační soustavy, automatizaci přípravy vzorků a využití umělé inteligence pro rychlejší zpracování dat. Real-time monitoring výrobních procesů by mohl zvýšit kontrolu jakosti a snížit množství odpadu.

Závěr

Validovaná HPLC metoda s refrakční detekcí ukázala vysokou spolehlivost a přesnost při kvantifikaci glukózy, fruktózy, sacharózy a laktózy v komerčních nápojích. Studie zdůrazňuje význam sledování obsahu cukrů pro ochranu spotřebitele a optimalizaci výroby.

Reference

• Zielinski A. A. F., Braga C. M., Demiate I. M., Nogueira A., Wosiacki G. Development and optimization of an HPLC-RI method for the determination of major sugars in apple juice and evaluation of the effect of the ripening stage. Journal of Chromatography A, 2014.