Application Notebook - Solutions for Food Development
Příručky | 2018 | ShimadzuInstrumentace
V oblasti rozvoje potravin hrají cílené a citlivé analytické metody klíčovou roli při zajištění kvality, bezpečnosti a funkčních vlastností konečných výrobků. Od nutričního označování až po hodnocení senzorických vlastností se využívá široké škály technik HPLC, GC, LC/MS a dvourozměrných chromatografických metod. S rostoucím důrazem na jejich automatizaci, rychlost a šetrnost k životnímu prostředí je nezbytné vyvíjet nové kolonové materiály, detektory a integrované systémy pro komplexní profilování složek potravin.
Application Notebook „Solutions for Food Development“ představuje řadu příkladů aplikací moderních analytických metod pro potravinářskou praxi. Obsahuje příspěvky zaměřené na simultánní analýzu vitamínů, cukrů a alkoholů, vlákniny, sladidel, aminů, aroma‐ a metabolitů v nápojích i přírodních extraktech. Dále demonstruje výhody dvourozměrné chromatografie (2D‐LC) při separaci polyfenolů, triglyceridů nebo karotenoidů. Součástí jsou také příklady automatizovaných pracovních postupů pro metabolomiku mikroorganismů a rostlin.
• HPLC s reverzními fázemi (ODS, Shim‐pack MAqC‐ODS I) bez iontově‐párových činidel pro vodou rozpustné vitamíny
• Ligand‐exchange a HC gelové kolony s differential RI a ELSD detektory pro cukry, cukerné alkoholy a oligosacharidy
• Enzymaticko‐gravimetrická a HPLC metoda pro nízkomolekulární rozpustnou vlákninu
• LC‐MS/MS na triple‐kvadrupólu (LCMS‐8040, LCMS‐8050, LCMS‐8060) pro simultánní analýzu sladidel, aminů, metabolitů a zbytkových látek
• Post‐column fluorescenční derivatizace aminů (Prominence Amino Acid Analysis System)
• GC‐FID s derivatizací diacetylu pro stanovení aroma v sake
• GC a GC‐MS pro analýzu kongenerů alkoholu a aromatických sloučenin v nápojích
• Komplexní dvourozměrná LC (Nexera‐e) pro separaci polyfenolů, triglyceridů a karotenoidů s detekcí PDA, ELSD i LCMS-IT-TOF
• Metabolomické přístupy LC/MS a GC/MS pro primární a sekundární metabolity citrusů, sake a mikrobiálních kultur, doplněné softwarem pro multivariační analýzu
– Nové kolony MAqC‐ODS I umožňují rychlou a citlivou separaci vodou‐rozpustných vitamínů bez přidání iontově‐párových reagentů.
– Ligand‐exchange kolony a ELSD/RID detektory ve spojení s gradientním eluce zkracují dobu analýzy cukrů, alkoholiček a oligosacharidů v ovocných šťávách či energetických nápojích.
– Enzymaticko‐HPLC metoda s ion‐exchange předčistí se vzorku významně zvyšuje spolehlivost stanovení nízkomolekulární rozpustné vlákniny.
– Ultra‐rychlý LCMS‐8040/8050/8060 s MRM detekcí dokáže simultánně kvantifikovat 9 až 16 sladidel i stereochemické isomery aminokyselin na úrovni pg/mL s vynikající linearitou a opakovatelností.
– Fluorescenční stanovení histaminu a tyraminu na Prominence Amino System probíhá bez složitého vzorkování, detekce po derivatizaci OPA je vysoce citlivá.
– GC‐FID s diacetylovou derivatizací odhaluje charakteristické aroma diacetylu v sake s citlivostí pod 100 ppb.
– 2D‐LC (Nexera‐e) s autogradientem zachytí složité profily polyfenolů v červeném víně, triglyceridy v rostlinných olejích i karotenoidy v chilli papričkách s oddělením a kvantifikací desítek složek.
– Metabolomické studie GC/MS a LC/MS na sake, citrusových plodech či E. coli během fermentace odhalují klíčové biomarkery kvality a metabolismu, podporují senzorické hodnocení i mikrobiální šlechtění.
• Vyšší rychlost a citlivost analýz vedoucí ke zkrácení doby odezvy v průmyslových a QA/QC laboratořích
• Eliminace nebo minimalizace použití toxických reagentů (iontově‐párových činidel)
• Robustní integrované systémy HPLC‐MS, 2D‐LC a GC‐MS pro všestranné nasazení v potravinářství a biotechnologiích
• Snadná automatizace a standardizace metod pomocí softwarových balíčků pro multivariační vyhodnocení či měření s minimem zásahů uživatele
• Možnost komplexního screeningu životností, stabilit či autenticity potravinových produktů
– Rozšíření dvourozměrných chromatografických technik (LC×LC, GC×GC) pro screening extrémně složitých matric
– Integrace mikrofluidních a kapilárních systémů pro spotřební analýzy amatérskou a poloprofesionální sférou
– Využití pokročilých softwarových řešení pro strojové učení a senzomiku v kombinaci s analytickými daty
– Další rozvoj ekologických mobilních fází a senzorů pro on‐line monitoring a IoT konektivitu v potravinových provozech
Application Notebook přináší ucelený přehled moderních separačních a detekčních technik, které zvyšují efektivitu, citlivost a spolehlivost potravinářských analýz. Kombinace nových kolonových materiálů, integrovaných systémů LC/MS, 2D‐LC a GC/MS či metabolomických přístupů umožňuje komplexní profilování klíčových složek a biomarkerů kvality ve vzorcích různorodé matice. Díky automatizaci a softwarovým nástrojům pro multivariační analýzu lze tato data rychle interpretovat a využít pro vývoj nových, zdraví prospěšných výrobků a pro zefektivnění kontroly jakosti.
GC, GC kolony, Spotřební materiál, HPLC, LC/TOF, LC/MS, LC/MS/MS, LC kolony, LC/QQQ, 2D-LC, LC/IT
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
V oblasti rozvoje potravin hrají cílené a citlivé analytické metody klíčovou roli při zajištění kvality, bezpečnosti a funkčních vlastností konečných výrobků. Od nutričního označování až po hodnocení senzorických vlastností se využívá široké škály technik HPLC, GC, LC/MS a dvourozměrných chromatografických metod. S rostoucím důrazem na jejich automatizaci, rychlost a šetrnost k životnímu prostředí je nezbytné vyvíjet nové kolonové materiály, detektory a integrované systémy pro komplexní profilování složek potravin.
Cíle a přehled článku
Application Notebook „Solutions for Food Development“ představuje řadu příkladů aplikací moderních analytických metod pro potravinářskou praxi. Obsahuje příspěvky zaměřené na simultánní analýzu vitamínů, cukrů a alkoholů, vlákniny, sladidel, aminů, aroma‐ a metabolitů v nápojích i přírodních extraktech. Dále demonstruje výhody dvourozměrné chromatografie (2D‐LC) při separaci polyfenolů, triglyceridů nebo karotenoidů. Součástí jsou také příklady automatizovaných pracovních postupů pro metabolomiku mikroorganismů a rostlin.
Použitá metodika a instrumentace
• HPLC s reverzními fázemi (ODS, Shim‐pack MAqC‐ODS I) bez iontově‐párových činidel pro vodou rozpustné vitamíny
• Ligand‐exchange a HC gelové kolony s differential RI a ELSD detektory pro cukry, cukerné alkoholy a oligosacharidy
• Enzymaticko‐gravimetrická a HPLC metoda pro nízkomolekulární rozpustnou vlákninu
• LC‐MS/MS na triple‐kvadrupólu (LCMS‐8040, LCMS‐8050, LCMS‐8060) pro simultánní analýzu sladidel, aminů, metabolitů a zbytkových látek
• Post‐column fluorescenční derivatizace aminů (Prominence Amino Acid Analysis System)
• GC‐FID s derivatizací diacetylu pro stanovení aroma v sake
• GC a GC‐MS pro analýzu kongenerů alkoholu a aromatických sloučenin v nápojích
• Komplexní dvourozměrná LC (Nexera‐e) pro separaci polyfenolů, triglyceridů a karotenoidů s detekcí PDA, ELSD i LCMS-IT-TOF
• Metabolomické přístupy LC/MS a GC/MS pro primární a sekundární metabolity citrusů, sake a mikrobiálních kultur, doplněné softwarem pro multivariační analýzu
Hlavní výsledky a diskuse
– Nové kolony MAqC‐ODS I umožňují rychlou a citlivou separaci vodou‐rozpustných vitamínů bez přidání iontově‐párových reagentů.
– Ligand‐exchange kolony a ELSD/RID detektory ve spojení s gradientním eluce zkracují dobu analýzy cukrů, alkoholiček a oligosacharidů v ovocných šťávách či energetických nápojích.
– Enzymaticko‐HPLC metoda s ion‐exchange předčistí se vzorku významně zvyšuje spolehlivost stanovení nízkomolekulární rozpustné vlákniny.
– Ultra‐rychlý LCMS‐8040/8050/8060 s MRM detekcí dokáže simultánně kvantifikovat 9 až 16 sladidel i stereochemické isomery aminokyselin na úrovni pg/mL s vynikající linearitou a opakovatelností.
– Fluorescenční stanovení histaminu a tyraminu na Prominence Amino System probíhá bez složitého vzorkování, detekce po derivatizaci OPA je vysoce citlivá.
– GC‐FID s diacetylovou derivatizací odhaluje charakteristické aroma diacetylu v sake s citlivostí pod 100 ppb.
– 2D‐LC (Nexera‐e) s autogradientem zachytí složité profily polyfenolů v červeném víně, triglyceridy v rostlinných olejích i karotenoidy v chilli papričkách s oddělením a kvantifikací desítek složek.
– Metabolomické studie GC/MS a LC/MS na sake, citrusových plodech či E. coli během fermentace odhalují klíčové biomarkery kvality a metabolismu, podporují senzorické hodnocení i mikrobiální šlechtění.
Přínosy a praktické využití metody
• Vyšší rychlost a citlivost analýz vedoucí ke zkrácení doby odezvy v průmyslových a QA/QC laboratořích
• Eliminace nebo minimalizace použití toxických reagentů (iontově‐párových činidel)
• Robustní integrované systémy HPLC‐MS, 2D‐LC a GC‐MS pro všestranné nasazení v potravinářství a biotechnologiích
• Snadná automatizace a standardizace metod pomocí softwarových balíčků pro multivariační vyhodnocení či měření s minimem zásahů uživatele
• Možnost komplexního screeningu životností, stabilit či autenticity potravinových produktů
Budoucí trendy a možnosti využití
– Rozšíření dvourozměrných chromatografických technik (LC×LC, GC×GC) pro screening extrémně složitých matric
– Integrace mikrofluidních a kapilárních systémů pro spotřební analýzy amatérskou a poloprofesionální sférou
– Využití pokročilých softwarových řešení pro strojové učení a senzomiku v kombinaci s analytickými daty
– Další rozvoj ekologických mobilních fází a senzorů pro on‐line monitoring a IoT konektivitu v potravinových provozech
Závěr
Application Notebook přináší ucelený přehled moderních separačních a detekčních technik, které zvyšují efektivitu, citlivost a spolehlivost potravinářských analýz. Kombinace nových kolonových materiálů, integrovaných systémů LC/MS, 2D‐LC a GC/MS či metabolomických přístupů umožňuje komplexní profilování klíčových složek a biomarkerů kvality ve vzorcích různorodé matice. Díky automatizaci a softwarovým nástrojům pro multivariační analýzu lze tato data rychle interpretovat a využít pro vývoj nových, zdraví prospěšných výrobků a pro zefektivnění kontroly jakosti.
Reference
- Kravchuk Z. et al., J. Agric. Food Chem. 66, 8032–8043 (2018)
- Mimura N. et al., J. Biosci. Bioeng. 118, 406–414 (2014)
- Prokhorova O. et al., Anal. Chim. Acta 966, 49–58 (2017)
- Uno Y., Hattori T., J. Biosci. Bioeng. 123, 134–138 (2016)
- Lemr K. et al., Food Chem. 277, 287–296 (2019)
Podobná PDF
Analysis of Chiral Amino Acids within Fermented Beverages Utilizing a Column Switching System
2017|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LM-E126 Application News No. C156 Liquid Chromatograph Mass Spectrometry Analysis of Chiral Amino Acids within Fermented Beverages Utilizing a Column Switching System With the exception of glycine, the 20 types of amino acids that make up proteins occur as D…
Klíčová slova
vinegar, vinegaryogurt, yogurtblack, blackbeverages, beveragesallo, alloamino, aminothr, thrile, ileacids, acidsala, alaser, serglu, glucontained, containedlys, lysfermented
High-throughput comprehensive analysis of trace D- and L- amino acids using extra-facile chiral separation and column switching
2017|Shimadzu|Postery
PO-CON1749E High-throughput comprehensive analysis of trace D- and L- amino acids using extra-facile chiral separation and column switching ASMS 2017 ThP 424 Yuki Uno1; Toshikazu Minohata1; Jun Watanabe1; Hidetoshi Terada1, 2; Junko Iida1, 2; Yosuke Nakano3; Eiichiro Fukusaki2, 3 1…
Klíčová slova
vinegar, vinegaryogurt, yogurtthr, thrallo, allofacile, facilechiral, chiralamino, aminoacids, acidscrownpak, crownpakextra, extraswitching, switchingasn, asnile, ilecomprehensive, comprehensiveala
Chiral Amino Acid Analysis Using a Single Quadrupole Mass Spectrometer
2025|Shimadzu|Aplikace
Liquid Chromatograph Mass Spectrometer LCMS -2050 Application News Chiral Amino Acid Analysis Using a Single Quadrupole Mass Spectrometer Takanari Hattori and Yasuko Shibayama User Benefits Separation with a chiral column enables direct analysis of chiral amino acids without pretreatment…
Klíčová slova
vinegar, vinegarbeer, beeramino, aminoglu, glulactic, lacticbacteria, bacteriaarg, argblack, blackser, seracids, acidsasp, aspasn, asnthr, thrile, ileala
Developing a Chiral Amino Acid Analysis Method That Uses Column Switching
2017|Shimadzu|Aplikace
LAAN-A-LM-E121 Application News Liquid Chromatograph Mass Spectrometry Developing a Chiral Amino Acid Analysis Method That Uses Column Switching C149 No. With the exception of glycine, the 20 types of amino acids that make up proteins occur as D and L…
Klíčová slova
thr, thrallo, alloile, ilecrownpak, crownpakgln, glnfcv, fcvlys, lyschiral, chiralamino, aminoarea, arearatio, ratioanalysis, analysistrp, trpcys, cysschool