Determination of low- and non-caloric sweeteners in food and beverages by HPAE-PAD

Význam tématu

Spotřeba nízko- a nekalorických sladidel roste v souvislosti s rostoucí obezitou, diabetem a zdravotními riziky spojenými s vysokým příjmem cukrů. Přírodní vzácné cukry, jako je allulóza, nabízejí alternativu s minimálním kalorickým příspěvkem. Přesné stanovení obsahu těchto sladidel v potravinách a nápojích je klíčové pro správné označování a kontrolu kvality.

Cíle a přehled studie / článku

Vyvinout a ověřit metodu vysokovýkonné aniontovýměnné chromatografie s pulzním amperometrickým detekčním systémem (HPAE-PAD) pro kvantitativní určení erythritolu, allulózy a sucralózy v nízko-/bezcukrových potravinách a nápojích. Metoda by měla zajistit dobrou selektivitu, citlivost a reprodukovatelnost bez potřeby derivatizace vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

Chromatografický systém Dionex ICS-5000+ HPIC s pulzním amperometrickým detektorem Au a volitelnými referenčními elektrodami PdH nebo Ag/AgCl. Separace proběhla na kolonce Thermo Scientific CarboPac PA20 (guard 3×30 mm, analytická 3×150 mm) při 30 °C, mobilní fáze A=100 mM NaOH, B=1 M acetát/100 mM NaOH, gradient 0–3 min iso 100 mM NaOH, 3–10 min 0–300 mM acetátu, 10–15 min 300 mM, 15–25 min návrat na 100 mM. Průtok 0,5 mL/min, objem injekce 10 µL. Software Chromeleon 7.2.9.

Použitá instrumentace

• Thermo Scientific Dionex ICS-5000+ HPIC systém
• Chromeleon 7.2.9
• CarboPac PA20 guard a analytická kolonka
• Pulsní amperometrický detektor Au s PdH nebo Ag/AgCl referenční elektrodou
• Autosampler AS-AP s chlazením

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje baseline separaci šesti sacharidů (erythritol, glukóza, fruktóza, allulóza, sacharóza, sucralóza) během 25 min. Obě referenční elektrody vykázaly nízký šum (~35 pC/min) a stabilní pozadí (~25 nC). PdH elektroda vykázala mírně vyšší citlivost (0–9 % rozdíl v ploše). Kalibrace pro allulózu, sacharózu a sucralózu byla lineární (r2>0,999), pro erythritol byla použita kvadratická křivka (r2=0,9998). Aplikace na pět komerčních vzorků (proteinové tyčinky, bezcukrové pečivo, ochucené vody, sportovní nápoje) prokázala obsah v rozmezí jednotek až stovek mg/g, přesnost stanovení RSD <5 %, recovery 83–116 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Žádná derivatizace vzorku, jednoduchá příprava (extrakce vodou, filtrace)
• Vysoká selektivita a citlivost pro nízké koncentrace (μg/mL)
• Možnost současného stanovení více sladidel a cukrů
• Vhodné pro QA/QC laboratorní kontrolu složení potravin a nápojů

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na další vzácné cukry a alkoholové sladidla
• Integrace on-line přípravy vzorků a vyšší průchodnost
• Využití hmotnostní detekce (MS) pro lepší selektivitu a senzitivit
• Vývoj nových kolonek a mobilních fází pro zkrácení analýzy

Závěr

Vyvinutá HPAE-PAD metoda na CarboPac PA20 poskytuje spolehlivou, citlivou a reprodukovatelnou analýzu nízko- a nekalorických sladidel v potravinách a nápojích. Metoda splňuje požadavky na přesnost, linearitu i provozní stabilitu a je vhodná pro rutinní kontrolu kvality.

Reference

• Hanko V.; Rohrer J. J. Agric. Food Chem. 2004, 52, 4375–4379.
• Ichiki H. et al. Jpn. J. Food Chem. 1995, 2, 119–121.
• Kobayashi C. et al. Shokuhn-Eiseigata-Zasshi 2001, 42, 139–143.
• Thermo Scientific Application Update 151, LPN1766, 2020.
• CarboPac PA20 Manual, Dionex 2003, Doc No. 031884-06.
• Technical Note 73348, Thermo Scientific 2020.
• Technical Note 71, TN70669, Thermo Scientific 2020.