A Comparison of Amino Acid Profiles of Plant-Based Alternative Proteins and Meat Products

Význam tématu

Populace po celém světě hledá nové a udržitelné zdroje bílkovin z důvodu zdravotních, ekonomických a ekologických tlaků.
Porovnání aminokyselinových profilů rostlinných alternativ a tradičních masných výrobků je klíčové pro vývoj kvalitních potravin s vyváženou výživovou hodnotou.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo stanovit a porovnat složení 24 aminokyselin v rostlinných a masových výrobcích:

• rostlinné (sójové) nugety,
• kuřecí nugety,
• kuřecí prsa.

Zavedený analytický postup využívá prekolonovou derivatizaci OPA a FMOC a následnou chromatografickou separaci s FLD a DAD detekcí.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly hydrolyzovány 6 N HCl při 110 °C po dobu 24 h, následovalo:

• odstředění a filtrace supernatantu,
• stovásobné naředění vodou,
• prekolonová derivatizace OPA (primární AK) a FMOC (sekundární AK) automatizovaná na LC autosampleru,
• reverzní fázová chromatografie na sloupci Agilent AdvanceBio AAA (3,0×100 mm, 2,7 μm) s kolonkou strážnou,
• detekce plochy derivátů pomocí fluorescence detectoru (FLD) a diodového array detektoru (DAD).

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 Infinity II LC – Binary Pump, Multisampler, Multicolumn Thermostat
• Agilent 1260 Infinity II DAD (338 nm) a FLD (Ex 345 nm/Em 455 nm)
• Agilent flow cell 8 µL, 20 bar
• Agilent Captiva Premium 0,2 µm stříkačkové filtry
• Agilent AdvanceBio AAA standardy (24 AK + doplňky)

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda vykázala:

• detekční limity 0,45–4,5 pmol/µL (LOD) a 0,90–9,0 pmol/µL (LOQ),
• lineární kalibraci s R2 > 0,999,
• precizitu retence a plochy < 1 % RSD,
• rozlišení základních AK > 1,5 (kromě argininu),
• dobrý návrat analytu v rozsahu 70–130 % (výjimka cysteinu v rostlinných nugetech).

FLD poskytlo vyšší citlivost pro téměř všechny AK kromě cysteinu a cystinu, které byly spolehlivě sledovány přednostně DAD.

Aminokyselinové profily ukázaly, že kuřecí prsa obsahují nejvíce celkových aminokyselin, rostlinné a kuřecí nugety byly vzájemně porovnatelné v obsahu esenciálních AK. Rostlinné nugety vykázaly vyšší obsah glutamátu a cysteinu, kuřecí nugety vyšší obsah glucosaminu. Taurin a theanin nebyly v žádné matrici detekovány.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaná prekolonová derivatizace výrazně zrychluje přípravu vzorků a snižuje riziko chyb.
Robustní chromatografický systém s dvojitou detekcí umožňuje komplexní profilaci aminokyselin v potravinářské kvalitě.
Postup je vhodný pro rutinní kontrolu kvality, vývoj nových produktů a výživové hodnocení alternativních bílkovin.

Budoucí trendy a možnosti využití

• integrace hmotnostní spektrometrie pro potvrzení identifikace a rozšíření spektra látek,
• další zjednodušení automatizace přípravy vzorků,
• aplikace na nové zdroje bílkovin (mikrořasy, hmyzí proteiny),
• využití pokročilé datové analýzy a chemometrie pro komplexní hodnocení potravinových matric.

Závěr

Vyvinutý postup umožňuje citlivou, přesnou a opakovatelnou analýzu 24 aminokyselin v rostlinných a masných výrobcích. Metoda je plně automatizovaná a poskytuje spolehlivé parametry vhodné pro aplikace v potravinářském výzkumu i průmyslu.

Reference

1. Latino LR, Pica-Ciamarra U, Wisser D. Africa: The livestock revolution urbanizes. Global Food Security. 2020;26:100399.
2. Qin P, Wang T, Luo Y. A review on plant-based proteins from soybean: Health benefits and soy product development. Journal of Agriculture and Food Research. 2022;7:100265.
3. Dai Z, Wu Z, Jia S, Wu G. Analysis of amino acid composition in proteins of animal tissues and foods as pre-column o-phthalaldehyde derivatives by HPLC with fluorescence detection. Journal of Chromatography B. 2014;964:116–127.
4. Lee KS, Drescher DG. Derivatization of cysteine and cystine for fluorescence amino acid analysis with the o-phthaldialdehyde reagent. Journal of Biological Chemistry. 1979;254(14):6248–6251.
5. Jayasena DD, Ahn DU, Nam KC, Jo C. Flavour chemistry of chicken meat: A review. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences. 2013;26(5):732–741.
6. Ali M, Lee SY, Park JY, Jung S, Jo C, Nam KC. Comparison of functional compounds and micronutrients of chicken breast meat by breeds. Food Science of Animal Resources. 2019;39:632–642.
7. Lengkidworraphiphat P et al. Taste-active and nutritional components of Thai native chicken meat: A perspective of consumer satisfaction. Food Science of Animal Resources. 2021;41(2):237–246.
8. Gastaldello A et al. The rise of processed meat alternatives: Trends in Food Science & Technology. 2022;127:263–271.