Characterization of 17 Capsicum varieties by evaluation of their apocarotenoid profile by Nexera UC

Význam tématu

Apocarotenoidy jsou biologicky aktivní produkty štěpení karotenoidů, které se projevují jako přírodní barviva (např. bixin, crocetin) a mají silné antioxidační účinky. V potravinářství se uplatňují nejen jako barviva, ale i v medicínských aplikacích díky prevenci kardiovaskulárních onemocnění, rakoviny či degenerativních očních onemocnění. Studie apocarotenoidů v rostlinných matricích, zejména v chilli papričkách, je dosud omezená, přestože odrůdy Capsicum představují významný hospodářský i nutriční zdroj těchto sloučenin.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo využít on-line metodu spojené superkritické extrakce a chromatografie s detekcí pomocí triple kvadrupólového hmotnostního spektrometru (SFE-SFC-MS/MS) na přístroji Nexera UC ke kvalitativnímu a vybraně kvantitativnímu profilování apocarotenoidů ve 17 odrůdách chilli papriček tří druhů Capsicum (annuum, baccatum, chinense). Studie se zaměřila na zjištění repertoáru volných apocarotenoidů, jejich mono- a diesterů a výskyt nově popsaných sloučenin.

Použitá metodika

On-line kombinace extrakce a chromatografie umožnila rychlou izolaci a separaci apocarotenoidů přímo z homogenizovaných vzorků. Postup:

• SFE: CO2/Metanol (10 % methanolu, 80 °C, 15 MPa), 3 min statická extrakce a následující dynamická extrakce bez methanolu.
• SFC: kolona C30 (150 mm × 4,6 mm, 2,7 μm), gradient CO2–metanol (0–80 % methanolu v průběhu 6–21 min), průtok 2 mL/min, tlak 15 MPa, make-up metanol 1 mL/min.
• MS/MS akvizice: APCI ionizace, režimy SCAN, SIM a MRM v pozitivním i negativním módu.

Použitá instrumentace

• Shimadzu Nexera UC systém: SFE jednotka, SFC modul, back pressure regulátory, kolona C30
• Shimadzu LCMS-8050 triple kvadrupólový hmotnostní spektrometr s APCI zdrojem
• LabSolutions ver. 5.80 pro řízení a vyhodnocení dat

Hlavní výsledky a diskuse

Metodou bylo identifikováno celkem 27 apocarotenoidních látek (19 volných a 8 esterů s mastnými kyselinami). Mezi klíčová zjištění patří:

• Přítomnost β-citraurinu (apo-8′-zeaxanthinalu) převážně v odrůdách C. chinense, chybějící v C. baccatum.
• Apo-8′-carotenal detekován ve dvanácti ze sedmnácti kultivarů jako nejrozšířenější apocarotenoid.
• První potvrzení ε-apoluteinalů a 4-oxo-apo-β-karotenalů v matrice Capsicum.
• Množství β-citraurinu a apo-8′-carotenalu kvantifikováno v rozmezí přibližně 8–61 mg a 4,9–33,6 mg na 100 g čerstvého materiálu.
• Estery s laurickou (C12:0) kyselinou byly nejčastějšími acylovanými apocarotenoidy.

Přínosy a praktické využití metody

Rychlé on-line spojení extrakce a separace výrazně zkracuje dobu analýzy a minimalizuje spotřebu organických rozpouštědel. Metoda je vhodná pro kvalitativní screening i kvantitativní stanovení apocarotenoidů v potravinářských výrobcích, pro kontrolu kvality, výzkum bioaktivity i vývoj nových přírodních barviv.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření aplikací na další plodiny a potravinářské matricé, optimalizace extrakčních a chromatografických podmínek pro zvýšení citlivosti a selektivity, vývoj standardů pro přesnou kvantifikaci, studium stability apocarotenoidů při zpracování či skladování a využití ve výživových doplňcích a nutraceutikách.

Závěr

Studie prokázala účinnost on-line SFE-SFC-MS/MS metody na přístroji Nexera UC pro komplexní profilování apocarotenoidů v 17 odrůdách Capsicum. Metoda umožnila objev nových sloučenin, jejich rychlou identifikaci a vybrané kvantifikace, což otevírá cestu k dalšímu výzkumu a aplikacím v potravinářství a farmaceutickém průmyslu.

Reference

• Zoccali M., Giuffrida D., Mondello L. Characterization of 17 Capsicum varieties by evaluation of their apocarotenoid profile by Nexera™ UC. Technical Report C190-E285. Shimadzu Corporation, 2022.