Determination of organic acids in herbal beverages using a compact ion chromatography system coupled with mass spectrometry

Význam tématu

Bylinné nápoje si získávají na popularitě díky svým potenciálním zdravotním účinkům. Organické kyseliny jsou klíčovými složkami ovlivňujícími chuť, aroma a biologickou aktivitu těchto produktů. Například jablečná kyselina podporuje eliminaci hliníku z těla a tím detoxikaci. Pro zajištění stálé kvality a ověření zdravotních přínosů je proto nezbytné spolehlivě stanovit profil organických kyselin v bylinných nápojích.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vyvinout jednoduchou a účinnou metodu pro identifikaci a kvantifikaci 13 běžných organických kyselin v aloe, hlohovo-slivkovém a goji nápoji. Studie kombinuje vysokotlakou iontovou chromatografii (HPIC) s elektrosprayovou hmotnostní spektrometrií (ESI–MS) pro zvýšení selektivity, citlivosti a potvrzení identity látek.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci byl použit systém Thermo Scientific Integrion HPIC s eluentním generátorem a tlumicím potlačovačem (Dionex IonPac AS11-HC-4 µm). Detekce probíhala simultánně potlačenou vodivostí a iontovým detektorem ISQ EC (ESI, negativní režim). Eluentem byla postupně gradientní roztok KOH (1–60 mM). V režimu SIM MS se sledovala charakteristická m/z každé kyseliny, co umožnilo rozlišení koelujících párů (např. acetát/glykolát, sukcinát/malát). Interním standardem byl 13C4-sukcinát pro kompenzaci iontové suprese.

• Dionex Integrion HPIC systém
• Eluentní generátor EGC 500 KOH
• Potlačovač CR-ATC 600 a AERS 500e
• Autosampler Dionex AS-AP
• Dionex IonPac AG11-HC (50 × 2 mm) a AS11-HC (250 × 2 mm)
• Mass spectrometer ISQ EC
• Chromeleon 7.2 SR6

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila rozdělení a kvantifikaci 13 kyselin v jednom běhu (60 min). Potlačená vodivost a SIM-MS detekce zajistily plné rozlišení koelujících párů bez použití organických modifikátorů eluentu. MS detekce vedla k nižším LOD/LOQ pro většinu kyselin oproti CD (např. laktát 2,3 µg/L vs. 8,5 µg/L). Koeluce sukcinátu a malátu vykazovala silnou iontovou supresi, která byla kompenzována 13C4-sukcinátem. Metoda byla aplikována na aloe, goji a hlohovo-slivkové nápoje, kde byly stanoveny rozdíly v obsahu jednotlivých kyselin.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nevyžaduje derivatizaci ani organické rozpouštědlo v eluentech. Je robustní, snadno automatizovatelná a vhodná pro rutinní QA/QC analýzy v potravinářském a farmaceutickém průmyslu. Kombinace IC-CD/MS zajišťuje vysokou selektivitu a potvrzení identity analyzovaných kyselin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj vyššího rozlišení MS (HRMS, tandemy) umožní širší profilaci organických kyselin a metabolitů. Miniaturizace chromatografie, online monitoring a integrace s metabolomickými studiemi přispějí k hlubší charakterizaci funkčních nápojů. Automatizace přípravy vzorků a pokročilé chemometrické postupy podpoří komplexní hodnocení kvality.

Závěr

Vyvinutá IC-CD/MS metoda s potlačenou vodivostí a SIM-MS detekcí na kompaktním systému Integrion/ISQ EC nabízí citlivou, selektivní a potvrditelnou analýzu organických kyselin v bylinných nápojích. Interní standard 13C4-sukcinát efektivně kompenzuje iontovou supresi. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality a výzkum bioaktivních složek.

Reference

1. Domingo J., Gomez M., Llobet J. et al. J Toxicol Clin Toxicol. 1988;26:67–79.
2. Thermo Fisher Scientific. Application Note 1157: Determination of Organic Acids in Kombucha Using a High-Pressure Ion Chromatography System. 2018.
3. Thermo Fisher Scientific. Application Brief AB-72363: Detection of Common Organic Acids Using a Compact Ion Chromatography System Coupled with Mass Spectrometry. 2018.
4. Thermo Fisher Scientific. Product Manual for Eluent Generator Cartridges. Doc. No 065018, 2014.
5. Thermo Fisher Scientific. Product Manual for Continuously Regenerated Trap Columns (CR-TC). Doc. No 031910, 2010.
6. Thermo Fisher Scientific. Product Manual for Dionex ERS 500 Electrolytically Regenerated Suppressor. Doc. No 031956 Rev. 11, 2017.
7. Thermo Fisher Scientific. ISQ EC Mass Spectrometer Operating Manual. Doc. No 1R120591-0002 Rev. A, 2017.
8. Fisseha R., Dommen J., Sax M. et al. Anal Chem. 2004;76:6535–654.
9. Kebarle P., Tang L. Anal Chem. 1993;65:972A–986A.