Iontová chromatografie
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceThermo Fisher Scientific
Význam tématu
Analýza sledových množství laktózy v mléčných výrobcích je klíčová pro zachování bezpečí a kvality potravin určených pro laktozově intolerantní spotřebitele. Regulace vyžadují limitní hodnoty v produktu označeném jako „bez laktózy“ často mezi 0,01 % a 0,1 %. Metody infračervené spektroskopie, enzymatické testy či HPLC s refraktometrickou detekcí nedosahují vždy požadované citlivosti ani specificity bez dalších úprav, což otevírá prostor pro výkonné chromatografické techniky.
Cíle a přehled studie
Cílem aplikace je zavést rychlou a vysoce výkonnou aniontově-výměnnou chromatografii s pulzně-amperometrickou detekcí (HPAEC-PAD) pro kvantifikaci nízkých koncentrací laktózy ve „lactose-free“ a „reduced-lactose“ výrobcích. Nová keramicko-polymerní kolona Dionex CarboPac PA20-Fast-4 µm byla vyhodnocena z hlediska separační účinnosti, rychlosti analýzy a spolehlivosti výsledků.
Použitá metodika a instrumentace
Analytický postup zahrnuje:
- Příprava vzorku: 1,5 g homogenizovaného vzorku ve 100 mL DI vody, deproteinace Carrezovým roztokem I a II, filtrace přes papírový a 0,45 µm nylonový filtr.
- Chromatografie: Kolona CarboPac PA20-Fast-4 µm (2 × 100 mm) s guard-kolonou 2 × 30 mm, eluce ve 4-komponentním gradientu NaOH/NaOAc, průtok 0,2 mL/min, teplota 30 °C, objem injekce 10 µL.
- Detekce: Pulzně-amperometrická křivka se čtyřmi potenciály na Au pracovní elektrodě, referenční elektroda Ag/AgCl.
Použitá instrumentace
- Termo Scientific Dionex ICS-3000 IC systém (quaternární čerpadlo s degaserem, AS-AP autosampler, DC modul)
- Elektrochemický detektor Dionex ICS-3000 ED (cell, reference Ag/AgCl, Au pracovní elektroda, 1 mm, 25 µm gasket)
- Eluentní nádoby s dusíkovou ochranou, Chromeleon Chromatography Data System 7.2
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda prokázala lineární rozsah 0,1–20 mg/L pro laktózu i laktulosu (r2 > 0,999). Retenční časy byly vysoce reprodukovatelné (RSD < 0,4 %) a obnova laktózy z kontrolního standardu 0,04 % dosáhla 98 % (RSD 1,4 %). LOD a LOQ byly odhadnuty na 0,0003 % a 0,0008 % laktózy v produktu. Doba cyklu analýzy včetně rinsingu činí přibližně 21 min.
Přínosy a praktické využití metody
- Vyšší separační účinnost a citlivost oproti klasickým HPLC-RI metodám.
- Možnost spolehlivé kontroly produktů označených jako „bez laktózy“ či „nízký obsah laktózy“ v potravinářských i diagnostických laboratořích.
- Vysoká propustnost analýz díky kratší době běhu a jednoduché přípravě vzorku.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další zkracování doby analýzy použitím menších částic a vyšších průtoků, automatizace přípravy vzorků včetně on-line filtrací, nasazení kapilárních sloupců a přímé coupling s hmotnostní spektrometrií pro širší spektrum analyzovaných sacharidů a jejich kyselých derivátů.
Závěr
Navržená HPAEC-PAD metoda s CarboPac PA20-Fast-4 µm kolonnou nabízí rychlou, citlivou a vysoce reprodukovatelnou analýzu stopové laktózy v čerstvých mléčných výrobcích a měkkých sýrech. Díky nízkým LOD/LOQ pod 0,001 % splňuje požadavky norem i legislativy a zkracuje čas analýzy oproti předchozím postupům.
Reference
- American Journal of Clinical Nutrition. Chapter 3. Lactose content of milk and milk products, 1988.
- Society for Public Health. Food Intolerance Network. Tables of lactose content in foods, 2017.
- van Scheppingen W.B. et al. Selective and sensitive determination of lactose in low-lactose dairy products with HPAEC-PAD. J. Chromatogr. B, 2017.
- Kouaouci R. Analytical Methods for Lactose Quantification in Milk and Milk Products, 2007.
- ISO 22662:2007. Milk and milk products – Determination of lactose content by HPLC (Reference method).
- Verordnung über Milcherzeugnisse (MilchErzV), Německo, 2017.
- European Food Safety Authority. Lactose thresholds in lactose intolerance and galactosaemia. EFSA Journal, 2010.
- Thermo Fisher Scientific. Dionex CarboPac PA20-Fast-4µm Manual, 2017.
- Perati P., De Borba B., Rohrer J. Application Note 248: Determination of lactose in lactose-free milk products by HPAEC-PAD. Thermo Scientific, 2016.
- Rohrer J. Technical Note 71: Eluent Preparation for HPAEC-PAD. Thermo Scientific, 2013.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.