Comparison of Plant-Based Meat Alternatives and Meat

Význam tématu

Porovnání aminokyselinového profilu masových výrobků a rostlinných alternativ je zásadní pro hodnocení jejich nutriční kvality a udržitelnosti. S rostoucí poptávkou po alternativách masa z environmentálních, etických i zdravotních důvodů je klíčové zajistit, že tyto produkty poskytnou odpovídající spektrum esenciálních aminokyselin.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo stanovit a porovnat obsah aminokyselin v hovězích burgerových plackách a v několika komerčních rostlinných alternativách (na bázi hrachu, sóji a pšenice). Analýza proběhla pomocí reverzní fázové kapalinové chromatografie (LC) s fluorescenční detekcí a automatizovanou předkolonovou derivatizací.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly hydrolyzovány 6 M HCl při 110 °C po dobu 24 h. Derivatizace aminokyselin proběhla in-line pomocí o-ftalaldehydu (OPA) a FMOC reagentu v injektorovém programu Agilent 1260 Infinity II Multisampleru.

• Agilent 1260 Infinity II LC: Binary Pump, Multisampler, Multicolumn Thermostat, Fluorescence Detector (Ex 345 nm/Em 455 nm, po 13 min změna na Ex 265 nm/Em 315 nm).
• Kolona: AdvanceBio AAA LC 3,0 ×100 mm, 2,7 µm s guard kolonkou.
• Mobilní fáze A: 10 mM Na₂HPO₄ + 10 mM Na₂B₄O₇, pH 8,2; B: acetonitril:methanol:voda 45:45:10 (v/v/v).
• Software: Agilent OpenLab CDS v. 2.6 nebo novější.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila separaci 20 aminokyselin a 2 interních standardů během 17 min při vysoké přesnosti (RT RSD < 0,1 %, area RSD < 1 %) a citlivosti (LOD < 0,2 pmol, kromě cystinu). Recoveries z hydrolyzátu BSA dosahovaly 85–115 %, s výjimkou cystinu (45 %) a tryptofanu (rozklad při kyselém hydrolyzátu).
V analyzovaných vzorcích rostlinných burgerů byl oproti hovězím patrný vyšší podíl glutamátu a nižší obsahy lysinu, methioninu a dalších aminokyselin, což odpovídá charakteristikám hrachového a sójového proteinu. Cystin byl detekován, ale pod kvantifikačním rozsahem, tryptofan nebyl kvantifikován.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaná derivatizace značně zkracuje čas přípravy a eliminuje chyby ruční manipulace. Metoda je vysoce reprodukovatelná a citlivá, vhodná pro rutinní stanovení aminokyselin ve vývoji potravin, QA/QC laboratořích i při nutričním hodnocení výrobků.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje zavedení alkalické nebo enzymatické hydrolyzy pro zachování tryptofanu, rozšíření metodiky o LC-MS detekci pro větší selektivitu, využití při analýzách fermentačních či kultivovaných mas a ověřování složení v regulačním rámci.

Závěr

Popsaná LC-FLD metoda s automatizovanou prekolo­novou derivatizací poskytuje rychlé, citlivé a přesné stanovení aminokyselinového profilu masových i rostlinných burgerových výrobků. Umožňuje porovnat nutriční kvalitu proteinů a podporuje vývoj vyvážených potravinových alternativ.

Reference

• 1. Sha L.; Xiong Y.L. Plant Protein-Based Alternatives of Reconstructed Meat: Science, Technology, and Challenges. Trends Food Sci. Technol. 2020, 102, 51–61.
• 2. Harnack L. et al. Nutrient Composition of a Selection of Plant-Based Ground Beef Alternative Products Available in the United States. J. Acad. Nutr. Diet. 2021, 121(12), 2401–2408.
• 3. Dai Z. et al. Analysis of Amino Acid Composition in Proteins of Animal Tissues and Foods as Pre-Column o-Phthaldialdehyde Derivatives by HPLC with Fluorescence Detection. J. Chromatogr. B 2014, 964, 116–127.
• 4. Willmann L. Automation of Sample Derivatization Using the Agilent 1260 Infinity II Prime LC System for Amino Acid Analysis. Agilent Technologies application note 5994-2189EN, 2021.
• 5. Lee K.S.; Drescher D.G. Derivatization of Cysteine and Cystine for Fluorescence Amino Acid Analysis with the o-Phthaldialdehyde/2-Mercaptoethanol Reagent. JBC 1979, 254(14), 6248–6251.
• 6. Gastaldello A. et al. The Rise of Processed Meat Alternatives: A Narrative Review of the Manufacturing, Composition, Nutritional Profile and Health Effects of Newer Sources of Protein. Trends Food Sci. Technol. 2022, 127, 263–271.
• 7. Gorissen S.H.M. et al. Protein Content and Amino Acid Composition of Commercially Available Plant-Based Protein Isolates. Amino Acids 2018, 50, 1685–1695.
• 8. Liu J. et al. Amino Acid Availability of a Dairy and Vegetable Protein Blend Compared to Single Casein, Whey, Soy, and Pea Proteins: A Double-Blind, Cross-Over Trial. Nutrients 2019, 11, 2613.