Rapid analysis of natural sweeteners found in food and beverages using an advanced UHPLC system

Význam tématu

V posledním desetiletí roste zájem o nízkokalorická přírodní sladidla jako alternativa k sacharóze. Glykozidy ze stévie patří k nejintenzivnějším přírodním sladidlům a jsou využívána ve výrobě potravin a nápojů. Jejich analýza je složitá kvůli vysoké polaritě a strukturní podobnosti jednotlivých sloučenin, což klade nároky na chromatografickou metodu.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou a reprodukovatelnou UHPLC metodu pro separaci šesti hlavních steviolových glykozidů: dulcosidu A, steviosidu, rebaudiosidu B, C, A a steviobiosidu, srovnatelnou či lepší než stávající delší metody. Metoda byla optimalizována na systému Thermo Scientific Vanquish Flex se stanicí HILIC Syncronis 1,7 µm.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda využívá hydrophilic interaction chromatography (HILIC) se stacionární fází Syncronis HILIC (100×2,1 mm, 1,7 µm). Mobilní fáze A byla 10 mM roztok amonného formiátu při pH 3,0, fáze B acetonitril. Isokratický režim 15 % A : 85 % B při 0,8 mL/min, 40 °C a detekce UV při 210 nm umožnil úplné rozlišení všech šesti glykozidů během dvou minut. Příprava vzorků zahrnovala standardní roztoky o koncentraci 0,2 mg/mL v mobilní fázi. Optimalizace zahrnovala nastavení poměru mobilních fází, koncentrace pufru, teploty kolony, objemu mixéru a rychlosti průtoku.
Instrumentace zahrnovala:

• Quaternary Pump F
• System Base Vanquish Flex
• Split Sampler FT
• Column Compartment H s aktivním předohřevem
• Diode Array Detector HL s LightPipe flow cell 10 mm
• Virtuoso systém pro značení vialek

Spotřební materiál: Syncronis HILIC kolona, LC-MS grade acetonitril, formiát amonný, filtr pro injekce.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila baseline rozlišení všech analyzovaných glykozidů ve dvou minutách. RSD retenčních časů byl pod 0,1 % při 24 opakováních, což potvrzuje vysokou přesnost a stabilitu. Zvýšení průtoku zlepšilo průchod vzorkem bez výrazné ztráty účinnosti. Byla dosažena více než dvanáctinásobná rychlost analýzy a osminásobné snížení spotřeby mobilní fáze oproti referenční metodě. Studie ukázala vliv poměru organické fáze a pufru, konfigurace mixéru, koncentrace pufru a teploty kolony na retenci a rozlišení glykozidů.

Přínosy a praktické využití metody

• Výrazné zkrácení doby analýzy a snížení nákladů na rozpouštědla.
• Vysoká reprodukovatelnost a stabilita retenčních časů zajišťující důvěryhodnost výsledků.
• Univerzální aplikace pro kontrolu kvality steviolových sladidel v potravinách a nápojích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metodu lze rozšířit o kvantitativní analýzu s MS detektorem, automatizaci přípravy vzorků a validaci v rámci QA/QC laboratoří. Další trend představuje aplikace na další přírodní sladidla a přenos metod mezi chromatografickými platformami.

Závěr

Navržená UHPLC-HILIC metoda nabízí rychlou, robustní a vysoce reprodukovatelnou separaci šesti steviolových glykozidů, čímž výrazně zefektivňuje analýzu přírodních sladidel v průmyslové praxi.

Reference

1. Thermo Scientific HILIC Separations Technical Guide
2. Thermo Scientific Technical Note 108: Reliable solvent mixing in UHPLC
3. Thermo Scientific Application Note 241: Determination of steviol glycosides by HPLC with UV and ELS detections