Tracking sugar addition in food and beverage using isotope fingerprints

Význam tématu

Detekce přidávání levných cukrů z C4 rostlin (např. kukuřice, třtina) je zásadní pro ochranu integrity potravin a nápojů, reputace značek a ekonomických zájmů. Izotopová analýza uhlíku nabídla spolehlivou cestu, jak rozlišit přírodní složení od podvodného přídavku saccharidů.

Cíle a přehled studie / článku

Autoři z Thermo Fisher Scientific představují aplikaci stabilních izotopových otisků uhlíku (δ13C) pro odhalování přidávání C4-rostlinných cukrů do kokosové vody a medu. Studie demonstruje výhody kombinace dvou přístupů: EA-IRMS (celkové měření) a LC-IRMS (specifické stanovení jednotlivých cukrů).

Použitá metodika a instrumentace

• EA-IRMS (Elemental Analyzer–IRMS) pro stanovení celkového δ13C cukrů.
• LC-IRMS (kapalinová chromatografie–IRMS) pro separaci a izotopové stanovení fruktózy, glukózy a sacharózy.
• Standardní oficiální metody: AOAC 991.41, 998.12 pro med a CEN/AOAC metody pro ovocné šťávy.

Hlavní výsledky a diskuse

• C3 rostliny vykazují δ13C hodnoty mezi –33‰ a –22‰, C4 rostliny mezi –16‰ a –8‰, což umožňuje odhalit >7 % přídavek C4 cukru.
• U komerčních vzorků kokosové vody LC-IRMS odhalilo adulteraci ve 38 % případů.
• Díky specifické analýze jednotlivých sacharidů se limit detekce zlepšil na pod 10 % přídavek.
• U medů multimodální přístup kombinující EA-IRMS a LC-IRMS zvýšil citlivost a spolehlivost rozlišení různých typů podvodů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a spolehlivé rozlišení přírodního a přidaného C4 cukru.
• Možnost integrace obou izotopových technik ve stejném softwarovém prostředí pro vysokou průchodnost vzorků.
• Rozšíření analytických schopností laboratoří zaměřených na QA/QC a průmyslovou analytiku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj kombinovaných metod pro jemnější rozlišení zdrojů cukrů.
• Aplikace na rozšířenou paletu potravinových matric (ovocné šťávy, mléčné výrobky, doplňky stravy).
• Propojení s dalšími analytickými technikami (NMR, MS) pro komplexní profilování potravinových podvodů.

Závěr

Izotopová metoda založená na IRMS prokázala vysokou účinnost v detekci přídavků C4 rostlinných cukrů v medu a kokosové vodě. Kombinace EA-IRMS a LC-IRMS umožňuje odhalit i malé podíly <10 % adulterace a poskytuje detailní pohled na jednotlivé sacharidy.

Reference

1. U.S. Food and Drug Administration. Guide to inspections of manufacturers of miscellaneous food products, vol. I, sect. 10:19–45, 2011.
2. Everstine K. Economically Motivated Adulteration (EMA) of Food: Common Characteristics of EMA Incidents, November 2012.
3. Psomiadis D., Zisi N., Koger C., Horváth B., Bodiselitsch B. Compound specific δ13C analysis by LC-IRMS. Journal of Food Science and Technology, 55(7):2994–3002, 2018.