Highly Sensitive and Robust LC/MS/MS Method for Quantitative Analysis of Artifcial Sweeteners in Beverages

Význam tématu

Umělé sladidla se stávají stále běžnějšími náhražkami cukru v potravinách a nápojích díky své intenzitě sladké chuti a nízké energetické hodnotě. S rozšířeným použitím roste potřeba přesného stanovení těchto látek z hlediska ochrany zdraví spotřebitelů, splnění regulatorních požadavků i sledování ekologického dopadu v povrchových a odpadních vodách.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout robustní a vysoce citlivou metodu založenou na LC/MS/MS pro kvantitativní stanovení deseti běžně používaných umělých sladidel v nápojích bez složitého předúpravy vzorku. Studie zahrnovala optimalizaci MRM přechodů, chromatografických podmínek a testování velmi malých injekčních objemů k minimalizaci ředění vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Pro analýzu byla použita vysokotlaká UHPLC Shimadzu Nexera spojená s triplekvadrupólovým spektrometrem Shimadzu LCMS-8040. Jako kolona sloužila Synergi Polar-RP C18 (100×2 mm, 2,5 µm). Mobilní fáze byla založena na vodě a metanolu obohacených o 0,1 % kyseliny mravenčí a 0,03 % trimethylaminu. Ionizace probíhala v režimu ESI s pozitivně-negativním přepínáním. Pro kvantifikaci a potvrzení identity byly zvoleny dvě optimalizované MRM přechody pro každou sloučeninu.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala dobré rozlišení všech deseti sladidel s retenčními časy v rozmezí 2,0–8,2 min. Kalibrační křivky vykazují lineární závislost ve velmi širokém rozsahu koncentrací (0,05–20 000 µg/L) s koeficienty determinace vyššími než 0,998. Repeatabilita oblasti vrcholu byla lepší než 12 % RSD. Limit detekce a kvantifikace dosahují hodnot jednotek až desítek µg/L i při injekcích o objemu 0,1 µL.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje přímou analýzu nápojů po jednoduchém ředění bez nutnosti časově i finančně náročné extrakce. Díky malé injekční dávce je možné analyzovat vzorky s vysokou koncentrací sladidel i v surových nápojích. Postup zvyšuje průchodnost laboratoře a snižuje spotřebu organických rozpouštědel.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikace na sledování umělých sladidel v životním prostředí včetně povrchových, odpadních a pitných vod. Dále lze metodu adaptovat na potravinové matrice s nutností jednodušší předúpravy, případně využít automatizované on-line čistící kroky. Rozvoj vícekanálových spektrometrů a miniaturizace spotřebičů podpoří nasazení v terénním monitoringu.

Závěr

Vyvinutá LC/MS/MS metoda s malým až ultra-malým injekčním objemem poskytuje vysokou citlivost, přesnost a odolnost vůči maticovým vlivům. Umožňuje rychlé a spolehlivé stanovení deseti umělých sladidel v nápojích bez rozsáhlé předúpravy vzorku a představuje silný nástroj pro rutinní kontrolní i výzkumné účely.

Reference

• Directive EU 93/35/EC, 96/83/EC, 2003/115/EC, 2006/52/EC, 2009/163/EU
• Buchgraber A., Wasik A., Report EUR 22726 EN (2007)
• Large F.T., Scheurer M., Brauch H.-J., Anal Bioanal Chem 403:2503–2518 (2012)
• Lim H.-S. et al., Food Sci Biotechnol 22(S):233–240 (2013)