Identification of Fatty Acid Methyl Esters as Minor Components in Fish Oil by Multidimensional GC-MSD: New Furan Fatty Acids

Význam tématu

Ryby a jejich oleje představují bohatý, avšak velmi komplikovaný lipidový komplex, ve kterém často tvoří méně než 1 % všechny mastných kyselin tzv. furanové mastné kyseliny. Tyto vzácné komponenty se ukazují jako významné z hlediska biochemických funkcí a mohou sloužit jako markery metabolismu i kvality potravinářských a farmaceutických produktů.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem článku bylo ukázat možnost přímé identifikace methylesterů furanových mastných kyselin v rybím oleji bez časově náročných předúprav. Autoři představují multidimenzionální systém GC-MSD s chlazenou injekcí a řízeným přepínáním kolon, který umožňuje separaci stopových složek ve složité matrici.

Použitá metodika

Vzorek rybího oleje byl transesterifikován alkalickou metanolýzou za ochrany dusíkem, extrahován toluenem a koncentrován. Pro vývoj metody bylo nejprve otestováno klasické jednostupňové GC-MSD a vyhodnoceny retenční doby a charakteristické fragmenty furanových esterů. Následně byla optimalizována strategie „heart-cut“ sběru úseků chromatogramu a jejich zafokusování v kryotrastu před druhou kolónou.

Použitá instrumentace

• GC-MSD Hewlett-Packard HP 5890/5971 s elektronovou ionizací a HP 7673 autosampler
• Dimenzím kolony: HP-1 (25 m × 0,20 mm, 0,25 µm) a Stabilwax (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm)
• Multidimenzionální jednotka Gerstel CIS-3 s cryotrap CTS-1
• Druhá GC-MSD jednotka Hewlett-Packard HP 5890/5971A
• Nosný plyn: helium; detektor FID a MSD (scan 50–450 amu)

Hlavní výsledky a diskuse

Multidimenzionální GC-MSD systém umožnil detekci 14 různých furanových mastných kyselin (F-kyselin) v komerčním rybím oleji. Z toho šest F-kyselin bylo v rybím oleji popsáno poprvé a dvě dosud neznámé molekuly bylo možné plně charakterizovat podle fragmentačních vzorců a retenčních časů. Metoda dokázala odhalit potenciálně skryté špičky pod dominantními mastnými kyselinami a poskytla vysoce kvalitní masové spektrum bez nutnosti pozdější odeznívání pozadí.

Přínosy a praktické využití metody

Multidimenzionální GC-MSD s chlazenou injekcí přináší klíčové výhody:

• Minimální předúprava vzorku – pouze transesterifikace
• Vysoká selektivita a rozlišovací schopnost pro minoritní složky
• Možnost rychlého přepínání mezi různými heart-cut oblastmi
• Potenciál adaptace na množstevní stanovení

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozvoj kvantitativních aplikací multidimenzionálních GC-MS metod pro sledování stopových látek v potravinách, biodiagnostiku nemocí a průmyslovou kontrolu kvality. Vylepšení softwarové automatizace heart-cut protokolů a chlazení vstřiku mohou dále zvýšit citlivost a reprodukovatelnost analýzy.

Závěr

Popsaná metoda multidimenzionální GC-MSD umožňuje bezprostřední a spolehlivou identifikaci furanových mastných kyselin v rybích olejích. Systém nahrazuje komplikované předúpravy a nabízí univerzální platformu pro analýzu minoritních mastných kyselin v různých biologických a potravinářských matricích.

Reference

1. Morris LJ, Marshall MO, Kelly W. Tetrahedron Lett. 36:4249 (1966).
2. Rahn CH, Sand DM, Wedmid Y, Schlenk H. J. Org. Chem. 44:3420 (1979).
3. Elix JA, Sargent MV. Chem. Commun. 22:823 (1966).
4. Glass RL, Krick TP, Eckhardt AE. Lipids 9:1004 (1974).
5. Glass RL, Krick TP, Sand DM, Rahn CH, Schlenk H. Lipids 10:695 (1975).
6. Glass RL, Krick TP, Olson DL, Thorson RL. Lipids 12:828 (1977).
7. Gunstone FD, Wijesundera RC. J. Chem. Soc. Chem. Commun.:645 (1976).
8. Gunstone FD, Wijesundera RC, Scrimgeour CM. J. Sci. Food Agric. 29:539 (1978).
9. Scrimgeour CM. J. Am. Oil Chem. Soc. 54:210 (1977).
10. Groweiss A, Kashman Y. Experientia 34:299 (1978).
11. Hannemann K, Puchta V, Simon E, Ziegler H, Ziegler G, Spiteller G. Lipids 24:296 (1989).
12. Hasma H, Subramaniam A. Lipids 13:905 (1978).
13. Guth H, Grosch W. Fett Sci. Technol. 93:249 (1991).
14. Guth H, Grosch W. Z. Lebensm. Unters. Forsch. 194:360 (1992).
15. Schödel R, Spiteller G. Liebigs Ann. Chem.:459 (1987).
16. Puchta V, Spiteller G, Weidinger H. Liebigs Ann. Chem.:25 (1988).
17. Okajima H, Ishii K, Watanabe H. Chem. Pharm. Bull. 32:3281 (1984).
18. Ishii K, Okajima H, Koyamatsu T, Okada Y, Watanabe H. Lipids 23:694 (1988).
19. Spiteller M, Spiteller G, Hoyer GA. Chem. Ber. 113:699 (1980).
20. Pfordt J, Thoma H, Spiteller G. Liebigs Ann. Chem.:2298 (1981).
21. Schödel R, Dietel P, Spiteller G. Liebigs Ann. Chem.:127 (1986).
22. Wahl HG, Tetschner B, Liebich HM. J. High Res. Chromatogr. 15:815 (1992).
23. Sand DM, Schlenk H, Thoma H, Spiteller G. Biochim. Biophys. Acta 751:455 (1983).
24. Bauer S, Spiteller G. Helv. Chim. Acta 68:1635 (1985).
25. Mabuchi H, Nakahashi H. Ther. Drug Monit. 10:261 (1988).
26. Mabuchi H, Nakahashi H. Nephron 49:281 (1988).
27. Liebich HM, Bubeck JI, Pickert A, Wahl G, Scheiter A. J. Chromatogr. 500:615 (1990).
28. Liebich HM, Reichenmiller A, Wahl HG, Tetschner B, Risler T, Eggstein M. J. High Res. Chromatogr. 15:601 (1992).
29. Niwa T, Yazawa T, Kodama T, Uehara Y, Meada K, Yamada K. Nephron 56:241 (1990).
30. Mabuchi H, Nakahashi H. J. Chromatogr. 415:110 (1987).
31. Knapp DR. Handbook of Analytical Derivatization Reactions. John Wiley & Sons, New York (1979).