Determination of Organic Acids in Kombucha Using a High-Pressure Ion Chromatography System

Význam tématu

Kombucha je fermentovaný, lehce perlivý čajový nápoj, jehož zdravotní přínosy a chuť jsou do značné míry ovlivněny spektrem organických kyselin vznikajících během fermentace. Monitorování a kvantifikace těchto kyselin je důležitá pro zajištění kvality výrobku, optimalizaci výrobního procesu i ověření deklarovaných vlastností.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout spolehlivou a citlivou metodu pro stanovení organických kyselin v kombuche využitím vysokotlaké iontové chromatografie (HPIC) se supresní vodivostní detekcí. Studie demonstruje aplikaci metody na tři komerční vzorky kombuchy a porovnává profily jednotlivých kyselin.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly odstředěny, filtrovány přes 0,2 µm membránu a ředěny vodou v poměru 1:20. Separace probíhala na kolonce Dionex IonPac AS11-HC-4µm s hydroxidovým gradientem doplněným o metanol pro optimalizaci rozlišení silně vázaných kyselin. Detekce byla zajištěna supresní vodivostní metodou s regenerací vnější vodou.

Použitá instrumentace

• HPIC systém Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ se supresní vodivostní detekcí
• Dionex IonPac AS11-HC-4µm analytická a AG11-HC-4µm guard kolonka
• Eluentní generátor EGC-500 KOH a CR-ATC 500 aniontový trap
• Autosampler Dionex AS-AP, Chromeleon CDS

Hlavní výsledky a diskuse

Na základě optimalizovaného gradientu se podařilo oddělit až 20 aniontů včetně osmi klíčových organických kyselin (vzniklých v průběhu fermentace). Glukuronová kyselina nebyla v žádném vzorku detekována. Profil kyselin se lišil mezi značkami kombuchy: aceticá a glukonová kyselina dominovala, dále byly přítomny kyseliny mléčná, pyrohroznová, jantarová, jablečná, šťavelová a citronová. Kalibrace proběhla pro jednotlivé kyseliny v rozsahu 0,2–400 mg/L s koeficienty určení nad 0,999, limity detekce v řádu stovin mg/L. Precizita metody (RSD plochy do 7 %, RSD retence do 0,1 %) a recovery studia (81–115 %) potvrdily spolehlivost stanovení.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a přesnou kvantifikaci hlavních organických kyselin v kombuše bez nutnosti derivatizace či komplikované přípravy vzorku. Vhodná je pro rutinní kontrolu kvality, sledování parametrů fermentace i validaci zdravotních tvrzení.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na další matrice (fermentované nápoje, potravinářské kultury)
• Integrace ultrachistých organických rozpouštědel pro minimalizaci šumu pozadí
• Automatizace přípravy vzorků a datové zpracování pro vysokou propustnost laboratoří
• Další vývoj v oblasti bioanalytických aplikací HPIC

Závěr

Popsaná HPIC metoda se supresní vodivostní detekcí nabízí robustní, citlivý a vysoce selektivní přístup ke stanovení organických kyselin v komplexních vzorcích kombuchy. Vysoká přesnost, reprodukovatelnost a minimální zásahy do přípravy vzorku z ní činí ideální nástroj pro průmyslovou i výzkumnou praxi.

Reference

1. Vijayaraghavan R.; Singh M.; Rao P.V.L.; Bhattacharya R.; Kumar P.; Sugendran K.; Kumar O.; Pant S.C.; Singh R. Subacute (90 days) oral toxicity studies of Kombucha Tea. Biomed. Environ. Sci. 2000, 13, 293–299.
2. Chen C.; Liu B.Y. Changes in major components of tea fungus metabolites during prolonged fermentation. J. Appl. Microbiol. 2000, 89, 834–839.
3. Jayabalan R.; Marimuthu S.; Swaminathan K. Changes in content of organic acids and tea polyphenols during kombucha tea fermentation. Food Chem. 2007, 102, 392–398.
4. Thermo Fisher Scientific. Product Manual for Eluent Generator Cartridges. P/N 065018, Sunnyvale, CA, 2012.
5. Thermo Fisher Scientific. Product Manual for Continuously Regenerated Trap Columns (CR-TC). Doc. No 031910, Sunnyvale, CA, 2010.
6. Thermo Fisher Scientific. Product Manual for Dionex ERS 500 suppressor. Doc No. 031956, Sunnyvale, CA, 2013.