Flavor Profiling of Beverages by Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) and Thermal Desorption GC/MS/PFPD

Význam tématu

Vzorky nápojů obsahují stovky aromatických a chuťových složek v různých koncentracích. Tradiční metody extrakce pro analýzu vůně a chuti často vyžadují organická rozpouštědla, časově náročné kroky nebo se omezují pouze na vysoce těkavé látky. Potřeba citlivé, spolehlivé a ekologicky šetrné techniky vedla k vývoji stir bar sorptive extraction (SBSE), která umožňuje rozsáhlou extrakci aroma i semivolatilních sloučenin bez použití rozpouštědel.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie je ukázat aplikaci SBSE v kombinaci s termickou desorpcí a GC/MS/PFPD při profilování aromatických a chuťových látek v různých typech nápojů. Studie demonstruje využití metody na bylinném čaji, ovocných šťávách, kolových nápojích, kávě, pivu a vínech a ilustruje její výhody oproti klasickým extrakčním postupům.

Použitá metodika

• Extrahující míchací tyčinka (Twister) potažená PDMS se vloží přímo do vzorku a míchá se 0,75–16 hod.
• Po extrakci se tyčinka opláchne vodou a vloží do termodesorpční trubice bez nutnosti vysoušení.
• Při desorpci při 200 °C jsou analyty přeneseny do GC/MS nebo PFPD detektoru.

Použitá instrumentace

• GC Agilent 6890 s hmotnostním detektorem MSD 5973
• Termodesorpční jednotka Gerstel TDS 2 s autosamplerem TDS A
• Programovatelný přeparní vstup PTV Gerstel CIS 4
• Detektor plameno-fosfátové detekce PFPD (O.I. Analytical)

Hlavní výsledky a diskuse

• Srovnání extrakcí 1,5 h a 16 h u bylinného čaje ukázalo téměř identické profily, s mírně vyššími oblastmi vrcholků u pozdně eluuovaných analyzátů.
• Opakovatelnost profilu byla velmi vysoká (průměrné RSD 3 %) pro klíčové aromatické složky.
• Metoda detekuje široké spektrum sloučenin v pomerančovém i jablečném džusu, kolových nápojích, směsných ovocných limonádách i kávě, zahrnující terpeny, estery, aldehydy, laktony a sirné látky.
• U piva a vína byla sledována změna sirných složek při UV-expozici a odhalení netargetních reziduí, například fungicidů ve víně.

Přínosy a praktické využití metody

• Žádné organické rozpouštědlo a minimální manipulace se vzorkem.
• Extrahuje širokou škálu těkavých i semivolatilních komponent.
• Vysoká citlivost (ppt úroveň) a vynikající reprodukovatelnost.
• Univerzální využití pro kontrolu kvality a výzkum v potravinářství, nápojovém průmyslu a environmentálních analýzách.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj nových sorbentů na míchacích tyčinkách pro lepší selektivitu.
• Automatizace a miniaturizace SBSE pro vysokokapacitní aplikace.
• Kombinace s pokročilými detektory (např. HRMS) a multidimenzionální chromatografií.
• Rozšíření SBSE na pevné matrice či biologické vzorky, včetně potravinových suplementů a farmaceutik.

Závěr

SBSE v kombinaci s termodesorpcí a GC/MS/PFPD představuje ekologickou, rychlou a vysoce citlivou metodiku pro komplexní profilování aromatických a chuťových složek v nápojích. Odstraňuje potřebu rozpouštědel, zjednodušuje přípravu a rozšiřuje možnosti kvalitativní i kvantitativní analýzy v potravinářském a nápojovém průmyslu.

Reference

1. Baltussen E, Sandra P, David F, Cramers C. J. Microcol. Sep. 1999;11:737.
2. Belitz HD, Grosch W. Food Chemistry. 2nd ed. Springer-Verlag; 1999.