ONE-STEP MICROWAVE-ASSISTED EXTRACTION AND DERIVATIZATION FOLLOWED BY COMPREHENSIVE TWO-DIMENSIONAL CHROMATOGRAPHY COUPLED WITH FLAME IONIZATION DETECTOR TO FAMEs ANALYSIS IN COMPLEX FOOD MATRICES

Význam tématu

Analýza mastných kyselin ve formě methylesterů (FAMEs) v potravinových matricích je klíčová pro nutriční hodnocení, označování a sledování kvality potravin. Tradiční metody často vyžadují oddělené kroky extrakce a derivatizace, používají velké množství rozpouštědel, dlouhé doby zpracování a složité chromatografické uspořádání. Praktická potřeba rychlých, šetrných a vysoce výkonných postupů vede k vývoji inovativních technik, jako je mikrovlnami asistovaná extrakce a derivatizace (MAED) kombinovaná s komplexní dvourozměrnou plynovou chromatografií (GC×GC) s detekcí plamennou ionizací (FID).

Cíle a přehled studie / článku

Studie se zaměřuje na ověření, zda nový postup „one-step“ MAED poskytuje výsledky srovnatelné s oficiálními metodami AOCS Ce 2c-11 (přímá acidokatalyzovaná methylace) a AOCS Ce 2b-11 (alkalicko-acidní přístup), a dále na porovnání výkonnosti jednorozměrné (1D) a komplexní dvourozměrné (2D) GC pro analýzu FAMEs v náročných potravinových matricích.

Použitá metodika a instrumentace

V části vzorkování a přípravy:

• Vzorek 0,5 g homogenizovaného materiálu (např. mušle).
• Jednorázová mikrovlnná extrakce s HCl/MeOH (10 mL) a cyklohexanem (25 mL) po dobu 15 min při 120 °C.
• Současná derivatizace v jedné komoře (one-step MAED).

Chromatografická analýza:

• GC×GC-FID se dvěma separačními kolony: polární SepSolve 1D-FAMEs (20 m×0,18 mm×0,1 µm) a apolární SepSolve 2D-FAMEs (5 m×0,25 mm×0,1 µm).
• Flow modulátor s reverzním plněním probíhajícím bez cryogeniky.
• Flamní ionizační detektor (FID).

Hlavní výsledky a diskuse

MAED poskytla rozdělení mastných kyselin srovnatelné s oběma oficiálními metodami: obsah nasycených (SFA), mononenasycených (MUFA) a polynenasycených (PUFA) MK byl v rámci odchylek ± 3 %. Instrumentální přesnost:

• Intra-denní RSD pod 1,2 % pro retenční časy a 1,15 % pro oblasti píků.
• Inter-denní RSD do 3,1 % pro časy a do 8 % pro oblasti.

Porovnání 1D vs 2D GC:

• 1D často nedokázala oddělit izomery a sloučeniny s podobnou polaritou.
• GC×GC umožnila detekci více než 100 píků, z nichž bylo identifikováno 82, a výrazně omezila koeluce.
• Strukturovaná chromatogramová mapa usnadnila vizuální rozlišení skupin MK bez nutnosti MS detekce.

Výpočet nutričních indexů (AI, TI, HH, HPI, FLQ, UI) ukázal velmi podobné hodnoty v 1D i 2D analýze, čímž byla potvrzena kvantitativní spolehlivost 2D metodiky.

Přínosy a praktické využití metody

MAED v jedné fázi nabízí:

• Výrazné zkrácení doby zpracování (12 vzorků za 15 min, až 48 vzorků/h).
• Snížení spotřeby nebezpečných rozpouštědel a energie („green“ přístup).
• Možnost plné automatizace přípravy vzorků v laboratorních mikrovlnných extrakčních systémech.
• GC×GC-FID s flow modulátorem nahrazuje nákladné kryogenní modulační techniky a MS detekci.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se širší nasazení MAED-GC×GC-FID v potravinářství a farmaceutickém průmyslu, zejména pro:

• Rutin­ní QA/QC analýzy tukových profilů.
• Vyhodnocování anti­oxidační stability lipidů a sledování kvality skladovaných vzorků.
• Aplikace v environmentálních krvácích vzorcích, biopalivech a metabolomických studiích.

Závěr

Navržená jednofázová MAED metoda je plnohodnotnou alternativou k oficiálním AOCS postupům, nabízí vyšší efektivitu, ekologičnost a rychlost. GC×GC-FID s flow modulací poskytuje vynikající rozlišení a kvantitativní spolehlivost bez nutnosti masové spektrometrie.

Reference

• Fina A. et al. Advances in Sample Preparation 4 (2022) 100039.
• Ferrara D., Beccaria M., Cordero C.E., Purcaro G. Comprehensive comparison of fatty acid methyl ester profile in different food matrices using MAED and GC×GC-FID. Sample Preparation. 2024;100124. DOI:10.1016/j.sampre.2024.100124.