Analytical Quantification of Phenolic Compounds in Barrel-Aged Alcoholic Beverages as a Control Measurement in the Manufacturing Process

Aplikace | 2015 | Agilent TechnologiesInstrumentace
HPLC
Zaměření
Potraviny a zemědělství
Výrobce
Agilent Technologies

Význam tématu


Staršíní v dubových sudech výrazně ovlivňuje senzorické vlastnosti destilátů jako whisky, rum, brandy či tequila. Fenolické sloučeniny uvolňované z dřeva (tanniny) ovlivňují barvu, chuť a aromatický profil. Jejich přesné stanovení slouží nejen k pochopení chemických proměn během zrání, ale i k ověření pravosti a zabezpečení výrobního procesu proti padělání nebo nechtěnému doplňování barviv či dřevných extraktů.

Cíle a přehled studie / článku


Cílem studie bylo vyvinout a porovnat metody HPLC a UHPLC pro simultánní separaci a kvantifikaci sedmi klíčových fenolických látek jako značek stárnutí v různých destilátech. Metodika byla aplikována na čtyři matice (whisky, brandy, rum, tequila) a zkoumal se vztah mezi dobou zrání a celkovou koncentrací tanninů. Hlavním přínosem je navržení spolehlivého kontrolního postupu procesu zrání v průmyslové praxi.

Použitá metodika a instrumentace


Pro separaci a detekci sedmi fenolických standardů (vanilová, kyselina kávová, vanilin, p-kumarová, syringaldehyd, skopoletin, synapaldehyd) byly optimalizovány dva chromatografické protokoly:
  • HPLC s 4,6×150 mm C18 kolonkou, částicemi 3,5 µm, gradient trojice mobilních fází (0,1 % kyseliny mravenčí ve vodě, methanol, acetonitril).
  • UHPLC s 3,0×50 mm C18 sub-2 µm kolonkou pro zkrácení analýzy na 9 minut.

Základní moduly Agilent 1290 Infinity II LC:
  • Flexibilní pumpa
  • Multisampler s chlazením
  • Multikolonový termostat
  • Diodový array detektor (DAD) nastavený na 290 nm (ref. 360 nm)

Další vybavení a reagentní standardy:
  • Sloučeniny LR (Sigma-Aldrich)
  • Solventy LC-MS grade (J.T. Baker)
  • Software Agilent OpenLAB CDS EZChrom Edition

Hlavní výsledky a diskuse


Metody vykázaly vysokou opakovatelnost (RSD časy retence <0,16 % při UHPLC, oblasti vrcholu <1,5 %). Přechod z HPLC na UHPLC významně zkrátil dobu analýzy a snížil spotřebu elučních činidel. Lineárnost kalibrací všech sedmi sloučenin dosahovala koeficientů R2 >0,9988.

Kvantitativní analýzy 18 vzorků ukázaly jasnou závislost celkového obsahu tanninů na délce zrání v dubových sudech:
  • Rum: <2 µg/mL do 10 let, až 12,4 µg/mL po 30 letech.
  • Brandy: 1,0 µg/mL po 10 letech vs. 11,9 µg/mL po 20 letech.
  • Tequila: beznděný vzorek pod LOD, reposado >0,5 µg/mL, añejo 9–15 µg/mL.
  • Whisky: 5,3 µg/mL (12 let) až 12,6 µg/mL (30 let).

Variabilita byla ovlivněna typem sudu a případnými mixovanými destiláty; u jednoho výrobce whisky bylo zajištěno srovnání pouze podle věku sudu.

Přínosy a praktické využití metody


Navržená analytika umožňuje rychlé a přesné měření fenolových markrů zrání v destilátech. Vhodná je pro implementaci do výrobního QA/QC procesu:
  • Detekce podvodného zbarvování či přidávání dřevných extraktů.
  • Ověření deklarované doby zrání a původu sudu.
  • Snížení nákladů díky úspornému UHPLC protokolu.

Budoucí trendy a možnosti využití


Prohloubení analýzy pomocí 2D-LC či hmotnostní spektrometrie by mohlo odhalit širší spektrum fenolů a jejich konjugátů. Integrace senzorických dat se spektroskopickými měřeními by mohla zlepšit korelace chemického profilu se senzorickými vlastnostmi. Vývoj šablon pro rychlou autentizaci vzorků v reálném čase s využitím strojového učení představuje další směr rozvoje.

Závěr


Použití HPLC a UHPLC metod pro simultánní kvantifikaci sedmi fenolických sloučenin prokázalo vysokou přesnost i efektivitu. UHPLC protokol nabízí až čtyřnásobné zkrácení doby analýzy při zachování analytických výkonů. Metoda vhodně doplňuje kontrolu kvality a autentizaci destilátů během výroby.

Reference


  • Fenemma, O. R. Food Chemistry, Acribia, 3. vydání, str. 1130.
  • Praven, K. et al. Tannins are Astringent. Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry 2012, 1(3), 2278–4136.
  • Wikipedia. Tannin. http://en.wikipedia.org/wiki/Tannin (přístup prosinec 2014).
  • Muñoz-Muñoz, A. et al. Development and validation of a High Performance Liquid Chromatography-Diode Array Detection method for the determination of aging markers in tequila. Journal of Chromatography A 2008, 1213, 218–223.

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

A novel approach to assess the quality and authenticity of Scotch Whisky based on gas chromatography coupled to high resolution mass spectrometry
Qualitative and Quantitative Characterization of Whiskey with Accurate Mass Time of Flight LCMS
Analysis of Aroma Compounds in Fatty Acid Containing Foods Using SPME Arrow-GC-MS
Statistical Differentiation of Tequila Spirits Using ® SPME-GCxGC-TOFMS and ChromaTOF Tile Software