HPAE-PAD determination of carbohydrates in honey to evaluate samples for quality and adulteration

Význam tématu

Analýza sacharidového profilu medu je klíčová pro posouzení jeho kvality, původu a případné falšování přidáním levných cukerných sirupů. Med je přirozeně bohatý na glukózu a fruktózu, zatímco obsah disacharidů a oligosacharidů vytváří charakteristický „otisk“ pro jednotlivé květní zdroje. Moderní techniky, jako je iontovou výměnná chromatografie ve vysokém výkonu spojená s pulzním amperometrickým detekčním systémem (HPAE-PAD), umožňují rychlou a citlivou analýzu bez nutnosti složité derivatizace vzorku.

Cíle a přehled studie / článku

Hlavním cílem aplikace bylo vyvinout robustní HPAE-PAD metodu založenou na kolóně Thermo Scientific Dionex CarboPac PA210-4 µm pro separaci a kvantifikaci 15 různých cukrů v medu včetně monosacharidů, disacharidů a trisacharidů. Metoda měla také prokázat schopnost detekovat adulteraci medu průmyslovými cukernými sirupy na úrovni 10–20 %.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická metoda spočívala v rozpuštění medu ve vodě, filtraci a injekci 10 µL na kolónu CarboPac PA210-Fast-4 µm (4×150 mm) v sérii se strážní kolónou PA210 (4×30 mm). Gradientní eluce probíhala 0–25 min s 30 mM KOH, 25–30 min 100 mM KOH a 30–45 min opět 30 mM KOH při průtoku 0,8 mL/min a teplotě 30 °C.

Instrumentace:

• Chromatografický systém Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ HPIC
• SP/DP pumpa, DC detekční kompartment
• EGC 500 KOH eluentní generátorová kazeta, CR-ATC 500 termostatovaný kolónový kompartment
• PAD detektor s vyměnitelnými zlatými elektrodami na PTFE a pH-Ag/AgCl referenční elektrodou
• Autosampler Dionex AS-AP s chlazeným zásobníkem vzorků
• Chromatografické softwarové zpracování ve Thermo Scientific Chromeleon CDS

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo dosaženo baseline separace 15 cukrů včetně glukózy, fruktózy, spotřebních disacharidů (trehalóza, maltóza, isomaltóza, turanóza aj.) a trisacharidů (melezitóza, erlos, 1-kestóza aj.) do 25 min s vysokou reprodukovatelností. Kalibrační křivky vykázaly koeficient determinace r2>0,999 (glukóza a fruktóza r2≈0,996–0,998). Analýza 12 komerčních medů prokázala, že obsah fruktózy se pohyboval mezi 36,0–41,9 g/100 g, glukózy mezi 26,8–39,5 g/100 g a poměr F/G mezi 1,01–1,37. Obsahy disacharidů a trisacharidů variovaly dle květního původu, melezitóza a erlose byly častější v medu medovicového typu. Validace se spike recoveries ukázala přesnosti 78–113 %. Metoda detekovala adulteraci 10–20 % cukernými sirupy na základě poklesu F/G poměru <1 a nárůstu obsahu sacaharózy, maltózy a změn dalších charakteristických parametrů.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda nevyžaduje derivatizaci vzorku, využívá pH-stabilní kolónu s generátorem elučního roztoku a zlaté pracující elektrody pro PAD detekci, což zjednodušuje přípravu a zvyšuje reprodukovatelnost. Umožňuje rutinní monitoring kvality medu, dodržování legislativních limitů (≤5 g sacharózy/100 g) i spolehlivé odhalení falšování přidáním cukerných sirupů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Výhledově je možné metodu doplnit pokročilou chemometrií (PCA, PLS-DA) pro detailní klasifikaci květního původu, rozšířit analýzu na vyšší oligosacharidy či zautomatizovat proces přípravy vzorku. Dále lze zkoumat mikrohoney markery a spojit chromatografii s hmotnostní detekcí pro komplexní metabolomickou fingerprinting analýzu.

Závěr

Metoda HPAE-PAD na Dionex CarboPac PA210-4 µm je rychlá, citlivá a robustní pro detailní stanovení sacharidového spektra medu a odhalení adulterace již na úrovni 10 %. Díky eliminaci manuální přípravy elučního roztoku a možnosti automatizace nabízí vysokou účinnost pro komerční i výzkumné aplikace v potravinářské a laboratorní praxi.

Reference

• Escuredo O., Dobre I., Fernández-González M., Seijo M.C. Food Chem. 2014, 149, 84–90.
• Persano Oddo L., Piazza M.G., Sabatini A.G., Accorti M. Apidologie 1995, 26, 453–465.
• Low N.H., Sporns P. J. Food Sci. 1988, 53, 558–561.
• Swallow K.W., Low N.H. J. Agric. Food Chem. 1990, 38, 1828–1832.
• Cordella C.B., Militão J.S.L.T., Clément M.C., Cabrol-Bass D. Anal. Chim. Acta 2005, 531, 239–248.
• Cordella C.B., Militão J.S.L.T., Clément M.C., Cabrol-Bass D. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 3234–3242.
• Thermo Scientific CarboPac PA210-4 µm Column Manual, 2016.
• White J.W., Doner L.W. USDA Agric. Handbook 1980, 335, 82–91.