Determination of Biogenic Amines in Fermented and Non-Fermented Foods Using Ion Chromatography with Suppressed Conductivity and Integrated Pulsed Amperometric Detections

Význam tématu

Biogenní aminy jsou nízkomolekulární sloučeniny s významnými fyziologickými účinky, které se tvoří dekokarboxylací aminokyselin mikroorganismy za vhodných podmínek. V potravinách, zejména v těch fermentovaných, se mohou akumulovat do koncentrací nepříznivých pro zdraví (histamin, tyramin), což vyžaduje spolehlivou analýzu těchto látek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout jednoduchou, rychlou a citlivou metodu pro stanovení širokého spektra biogenních aminů ve fermentovaných i nefermentovaných potravinách, a to bez nutnosti složité derivatizace. Studie kombinuje iontovou chromatografii na sloupečku IonPac CS18 s elektrolyticky generovaným eluentem, potlačenou vodivostní detekcí a integrovanou pulzní amperometrií (IPAD), doplněnou o UV detekci pro potvrzení aromatických aminů.

Použitá metodika a instrumentace

• Chromatograf: Dionex ICS-3000 s eluentním generátorem EGC II MSA, DP Dual Pump, DC Detektor/Chroma module.
• Kolony: IonPac CG18 (2×50 mm) jako ochranná a IonPac CS18 (2×250 mm) jako analytická.
• Potlačená vodivostní detekce: suppressor CSRS ULTRA II v externím režimu s vodou, proud 40 mA.
• IPAD: zlatá pracovní elektroda, referenční Ag/AgCl, více­kroková integrovaná pulzní technika s post-column přídavkem 100 mM NaOH (0,24 mL/min).
• UV detekce: vlnová délka 276 nm pro potvrzení tyraminu.
• Příprava vzorků: extrakce 1,5–5 % TCA (ryby, maso) nebo 100 mM MSA (sýry) s homogenizací a centrifugací, filtrace 0,2 µm.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila oddělit a detekovat deset biogenních aminů (dopamin, tyramin, putrescin, kadaverin, histamin, serotonin, agmatin, β-fenylethylamin, spermidin, spermín). Detekční limity ve vodivosti dosahují jednotek µg/L, IPAD 20–400 µg/L, UV 110 µg/L (tyramin). Intradenní přesnosti RSD <5 %, mezi­denní změny citlivosti u IPAD <15 % po 15 dnech provozu. V reálných vzorcích (tuňák, sýry, uzeniny) se potvrdily pokročilé koncentrace aminů a jejich nárůst při skladování při 4 °C i 25 °C.

Přínosy a praktické využití metody

• Bez nutnosti složité pre- nebo postkolonové derivatizace.
• Automatizované generování eluentu minimalizuje chyby při přípravě.
• Vysoká selektivita a citlivost i v komplexních potravinových matricích.
• Možnost sledovat aminy s různou chemickou povahou (alifatické, aromatické, heterocyklické).

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj směřuje k miniaturizaci IC zařízení, integraci více detektorů (MS, diode-array), rychlejším gradientům a pokročilým softwarem pro automatizovanou analýzu a hlášení výsledků v souladu s požadavky QA/QC v potravinářství.

Závěr

Navržená metoda prokázala svou robustnost, opakovatelnost a univerzálnost pro stanovení biogenních aminů v širokém spektru potravin bez derivatizačních kroků. Kombinace potlačené vodivostní detekce a IPAD (s volitelnou podporou UV) poskytuje úplný přehled o přítomnosti a koncentraci klíčových aminů.

Použitá instrumentace

• Dionex ICS-3000 se sestavou DP Dual Pump, DC Detector/Chromatography Module a EG Eluent Generator II MSA.
• Kolony IonPac CG18 (2×50 mm) a CS18 (2×250 mm).
• Suppressor CSRS ULTRA II, post-column přídavek 100 mM NaOH.
• Integrované pulzní amperometrické buňky s Au pracovní elektrodou a Ag/AgCl reference.

Reference

1. Halász A, Baráth Á, Simon-Sarkadi L, Holzapfel W. Trends Food Sci Technol. 1994;5:42–49.
2. ten Brink B, Damink C, Joosten HMLJ, Huis in ’t Veld JHJ. Int J Food Microbiol. 1990;11:73–84.
3. Bardócz S. Trends Food Sci Technol. 1995;6:341–346.
4. Santos MHS. Int J Food Microbiol. 1996;29:213–231.
5. Sun X, Yang X, Wang E. J Chromatogr A. 2003;1005:189–195.
6. Shalaby AR. Food Res Int. 1996;29:675–690.
7. Chiacchierini E, Restuccia D, Vinci G. Talanta. 2005;69:548–561.
8. Moret S, Smela D, Populin T, Conte LS. Food Chem. 2005;89:355–361.
9. Moret LS, Conte S. J Chromatogr A. 1996;729:363–369.
10. Moret S, Bortolomeazzi R, Lercker G. J Chromatogr A. 1992;591:175–180.