Rapid Profiling and Authentication of Cinnamon Samples Using Ambient Ionization (DART) and Single Quadrupole Mass Spectrometry

Význam tématu

Cinnamon je nejen oblíbené koření v gastronomii, ale také bylinný lék. Kvůli rozdílné ceně jednotlivých druhů cinnamomum a zdravotním rizikům spojeným s kumarinem bývá skořice často falšována nahrazením pravé ceylonské (Cinnamomum verum) levnějšími druhy. Rychlé a spolehlivé ověření původu skořice je proto klíčové pro zajištění kvality a bezpečnosti potravin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat možnost využití ambientní ionizace DART v kombinaci s jednodeskovým kvadrupólovým detektorem ACQUITY QDa pro rychlou identifikaci druhů skořice ve formě mletého prášku i celých tyčinek. Autoři ukazují, jak díky této technice provést simultánní analýzu až dvanácti vzorků za méně než pět minut bez chromatografie nebo náročné přípravy vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Ambientní ionizace probíhala pomocí zdroje DART s následujícími parametry

• Režim ionizace pozitivní
• Teplota 450 °C
• Napětí mřížky 350 V
• Rychlost vzorkování 1,0 mm/s

Detekci zajišťoval přístroj ACQUITY QDa vybavený:

• Ionizací pozitivní režim
• Odstřižným napětím 5 V
• Rozsahem analýzy 50–500 amu
• Frekvencí snímání 2 Hz

Analýzu řídilo softwarové prostředí MassLynx MS a vzorky se do zdroje vnášely na speciálních QuickStrip kartách nebo přímou manipulací tyčinek v DART paprsku.

Hlavní výsledky a diskuse

Analyzovány byly tři vzorky skořicových tyčinek a dvanáct vzorků mleté skořice. Klíčové rozlišení druhů vycházelo ze vztahu intenzit iontů cinnamaldehydu (m/z 133), kumarinu (m/z 147) a methylcinnamátu (m/z 163).

• Cinnamomum verum vykazovalo silný signál cinnamaldehydu a methylcinnamátu při velmi nízké koncentraci kumarinu.
• C. burmannii a C. loureiroi měly dominantní vrchol kumarinu; C. loureiroi navíc vyšší podíl methylcinnamátu.
• C. cassia se projevila převahou cinnamaldehydu doplněného menšími signály kumarinu a methylcinnamátu.

V rámci testu neoznačených vzorků mleté skořice bylo identifikováno devět vzorků s jasnou shodou s obchodními druhy a jeden vzorek s kombinací charakteristik C. verum a druhů bohatých na kumarin, nazvaný ceylonská směs.

Přínosy a praktické využití metody

DART-QDa nabízí rychlý screening až dvanácti vzorků během pěti minut bez chromatografických kroků a s minimální přípravou. Metoda umožňuje provádět kontrolu pravosti skořice ve výrobním i distribučním řetězci a nabízí nástroj pro rychlou detekci falšování a zajištění souladu s legislativními limity kumarinu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Technika ambientní ionizace by mohla být rozšířena na další druhy koření a bylin. Vývoj referenční databáze hromadových spekter a integrace s kvantitativní analýzou povedou k přesnějšímu určení podílu jednotlivých druhů ve směsích. Přenosné DART-MS systémy umožní on-site kontroly v terénu či v provozech potravinářských firem.

Závěr

Studie potvrdila, že DART v kombinaci s ACQUITY QDa je efektivní a uživatelsky nenáročná metoda pro rychlé profilování a ověření druhu skořice. Umožňuje odlišit pravou ceylonskou skořici od levnějších falzifikátů založených na obsahu kumarinu a dalších markerů.

Reference

• Wang YH, Avula B, Nanayakkara NPD, Zhao J, Khan IA. Cassia Cinnamon as a Source of Coumarin in Cinnamon-Flavored Food and Food Supplements in the United States. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2013, 61: 4470–4476.
• Cody RB, Laramee JA, Durst HD. Versatile New Ion Source for the Analysis of Materials in Open Air Under Ambient Conditions. Analytical Chemistry. 2005, 77: 2297–2302.