DART-QDa for the Rapid Differentiation of Curcuma longa and Curcuma xanthorrhiza in Adulterated Spices using LiveID

Význam tématu

Kurkumy (Curcuma longa a Curcuma xanthorrhiza) jsou ceněné koření, barviva a farmaceutické suroviny díky svým antioxidačním, protizánětlivým a chemoprotektivním vlastnostem. Odlišná chemická profilace obou druhů určuje jejich kvalitu a cenu na trhu. Identifikace a prevence padělání kurkumy je klíčová pro ochranu spotřebitele, potravinářského a kosmetického průmyslu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat použití systému DART QDa spolu s chemometrickým nástrojem LiveID pro rychlou a spolehlivou diferenciaci prachu C. longa a C. xanthorrhiza bez nutnosti chromatografické separace. Studie ukazuje vývoj a validaci modelu autenticity pro odhalení padělků v potravinářských a kosmetických vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda:

• Extraktivní příprava: 150 mg sušeného vzorku extrahováno acetonitril:voda (75:25), sonikace 15 min, centrifugace, filtrace, ředění 1:99.
• Analýza: aplikace vzorku na QuickStrip karty a přímá analýza DART QDa.
• Datová analýza: vytvoření chemometrického modelu pomocí PCA a LDA v softwaru LiveID.

Instrumentace:

• ACQUITY QDa mass detector
• DART SVP ionizační zdroj, režim DART +ve, helia jako ionizační plyn, teplota 450 °C, napětí 10 V.
• Software: MassLynx pro akvizici, LiveID pro rozpoznání vzorků.

Hlavní výsledky a diskuse

PCA/LDA model spolehlivě rozdělil masové spektra 10 vzorků C. longa a 10 vzorků C. xanthorrhiza do dvou jasně oddělených skupin. Klíčové ionty přispívající k diferenciaci:

• 369 m/z (curcumin) – dominantní složka v PC1 (~70 % variability).
• 217 m/z (ar-turmerone) a 235 m/z (různé turmerony a kurkmenony) – hlavní složky v PC2 (~16 % variability).

Model vykázal 100 % správnost při křížové validaci („leave 1 file out“ a „leave 20 % out“) a při testu na dvou komerčních vzorcích zakoupených v supermarketech.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá diferenciace druhů kurkumy do několika sekund bez náročné přípravy.
• Žádná chromatografie – úspora času a nákladů.
• Intuitivní softwarové prostředí pro netrénovaného uživatele.
• Možnost aplikace v potravinářské kontrole kvality i v kosmetických formulacích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření modelu na další směsi a botanické druhy.
• Integrace mobilních DART systémů pro terénní analýzy.
• Adaptace metody pro monitorování stability a degradace bioaktivních složek.
• Využití v regulatorních a certifikačních procesech průmyslové kvality.

Závěr

Systém DART QDa s LiveID nabízí rychlý, spolehlivý a bezúdržbový postup pro odhalení padělaných koření a kontrolu botanické autenticity. Model pro diferenciaci C. longa a C. xanthorrhiza dosáhl 100 % správnosti a lze jej dále upravovat pro nové výzvy kvality a integrity vzorků.

Reference

• 1. Li S. Chemical Composition and Product Quality Control of Turmeric (Curcuma longa L.). TOPHARMCJ. 2011, 5(1): 28–54.
• 2. Jayaprakasha G.K.; Jagan M.R.; Sakariah K.K. Improved HPLC Method for the Determination of Curcumin, Demethoxycurcumin, and Bisdemethoxycurcumin. J Agric Food Chem. 2002, 50(13): 3668–72.
• 3. Baell J.; Walters M.A. Chemistry: Chemical Con Artists Foil Drug Discovery. Nature. 2014, 513(7519): 481–3.
• 4. Mieloch M.; Witulska M. Evaluation of Skin Colouring Properties of Curcuma Longa Extract. Indian J. Pharm Sci. 2014, 76(4): 374–378.