Analysis of ascorbic acid, citric acid and benzoic acid in orange juice

Význam tématu

Analýza antioxidantů a konzervantů v potravinách je klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a souladu s předpisy. Měření obsahu vitamínu C, kyseliny citronové a benzoové v ovocných džusech pomáhá potravinářskému průmyslu hodnotit nutriční vlastnosti, skladovou stabilitu a potenciální tvorbu nežádoucích látek při skladování.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikacní poznámky je předložit postup pro simultánní kvantifikaci kyseliny L-askorbové, citronové a benzoové v pomerančovém džusu. Předložený postup byl nejprve optimalizován na HPLC systému Agilent 1260 Infinity s kolonou Poroshell 120 EC-C18 a následně převeden na UHPLC formát na Agilent 1290 Infinity, přičemž se sledovala linearita, přesnost, robustnost a detekční limity.

Použitá metodika a instrumentace

• Agilent 1260 Infinity LC systém se zařízením: binární pumpa, autosampler s termostatem (4 °C), termostatovaná kolona (20 °C), DAD detektor (vlny 210, 230, 243,5 nm), kolona Poroshell 120 EC-C18 (4,6 × 100 mm, 2,7 μm).
• Agilent 1290 Infinity UHPLC systém: binární pumpa, autosampler s termostatem, kolona Poroshell 120 EC-C18 (3 × 75 mm, 2,7 μm), DAD detektor.
• Mobilní fáze A: 20 mM KH2PO4 pH 2,5; B: 60 % metanol + 40 % acetonitril. Gradientní program HPLC trval 25 min, UHPLC 5 min s aplikací 70 % B.
• Příprava vzorků: úprava pH džusu na 2,5 (o-fosforečná kyselina), odstředění, filtrace (0,2 μm), přímá injekce extraktu.
• Standarty: ascorbic acid, citric acid a benzoic acid v rozsazích 10–225 µg/mL, 5 500–9 000 µg/mL a 0,2–50 µg/mL.
• Validace: linearita (R² ≥ 0,999), přesnost (RSD plochy <2 %, RSD RT <0,3 %), LOD 0,05 µg/mL, LOQ 0,2 µg/mL pro benzoát.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metody vykazují vynikající linearitu pro všechny analyty s koeficientem determinace nad 0,999.
• Limit detekce (LOD) benzoové kyseliny byl 0,05 µg/mL (S/N = 3), limit kvantifikace (LOQ) 0,2 µg/mL (S/N = 16).
• Přesnost měření ploch špiček dosahuje RSD < 2 %, retence < 0,3 % pro HPLC i UHPLC.
• Návratnost z matrice pomerančového džusu přesahuje 90 % pro všechny analyty.
• Přenos na UHPLC zkrátil dobu analýzy z 25 na 5 min, snížil spotřebu elučních fází o 68 % a eliminoval prodlevy umožňující degradaci ascorbátu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a spolehlivá rutina pro kontrolu kvality pomerančových džusů.
• Schopnost ověřit úroveň přirozených i přidaných antioxidantů a konzervantů.
• Podpora souladu s legislativou a minimalizace rizika vzniku nezdravých vedlejších produktů (např. benzenu).
• Zvýšení výtěžnosti laboratoří díky krátkým UHPLC běhům a úspoře nákladů na spotřební materiál.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na další potravinářské a farmaceutické matrix.
• Automatizace a on-line extrakce vzorků pro vyšší propustnost.
• Nasazení ekologičtějších elučních systémů a alternativních detekčních technik, zejména hmotnostní spektrometrie.
• Integrace mikrofluidních a green chromatography řešení pro další snížení spotřeby reagencií.

Závěr

Vyvinuté HPLC a UHPLC metody na platformách Agilent poskytují robustní, citlivou a časově úspornou kvantifikaci vitamínu C, kyseliny citronové a benzoové v pomerančovém džusu. Splňují požadavky na přesnost, linearitu, přenositelnost a návratnost z matrice, čímž se uplatní v rutinní potravinářské kontrole kvality.

Reference

1. Gardner LK, Lawrence GD. Benzene Production from Decarboxylation of Benzoic Acid in the Presence of Ascorbic Acid and a Transition-Metal Catalyst. J Agric Food Chem. 1993;41:693–695.
2. Margolis SA, Park E. Stability of Ascorbic Acid in Solutions Stored in Autosampler Vials. Clin Chem. 2001;47:1463–1464.
3. Nováková L, Solich P, Solichová D. HPLC methods for simultaneous determination of ascorbic acid and dehydroascorbic acid. Trends Anal Chem. 2008;27:942–958.
4. Zerdine K, Rooney ML, Vermue J. The Vitamin C Content of Orange Juice packed in an Oxygen Scavenger Material. Food Chem. 2003;82:387–395.
5. US FDA. Benzene in Soft Drinks and Other Beverages. 2007.
6. INCHEM. Chemical Safety Information: CICAD 26. 2000.