SEC for fingerprint analysis of gummy candies

Význam tématu

Metoda velikostně vylučovací chromatografie (SEC) umožňuje rychlé a reprodukovatelné vytváření "otisků" (fingerprintů) složení želatinových bonbónů. Díky tomu lze zajistit konzistenci výrobních dávek, odhalit odchylky v procesu, rozlišit produkty různých výrobců a sledovat stabilitu během skladování.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit využitelnost SEC pro kontrolu kvality a procesní sledování želatinových bonbónů obsahujících živočišné (vepřová, hovězí želatina) i rostlinné („veganské“) pektinové gely. Testovány byly různé přístupy k přípravě vzorku i dvě konfigurace kolon, vše v plně vodném pufru.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků se bonbóny nakrájely, rozpustily v PBS pH 7,4 (1 % w/v) a filtrovaly přes 0,45 µm CA membránu. Dvě strategie: bez tepelné úpravy a s krátkým ohřevem na 40 °C.

Instrumentace:

• Eluent Tray AZURA® E 2.1L
• Pumpa AZURA® P 6.1L LPG
• Diodový detektor AZURA® DAD 2.1L (190–700 nm)
• Refrakční detektor AZURA® RID 2.1L
• Autosampler AZURA® AS 6.1L
• Termostat kolony AZURA® CT 2.1
• Kolony AppliChrom® SuperOH-P (jedna 300×8 mm nebo dvě v sérii 350/150) pokrývající 100 – 1 000 000 Da
• Software ClarityChrom® 9.1 (staniční licence, PDA a GPC moduly)

Hlavní výsledky a diskuse

1) Ovlivnění vzorku teplotou: krátký ohřev při 40 °C vedl u želatiny k nižší reprodukovatelnosti a degradaci, pektinové vzorky byly teplotně stabilní. Doporučeno filtrovat bez předchozího ohřevu.
2) Volba kolony: kombinace dvou SEC kolon („column set B“) zlepšila rozlišení makromolekulárních komponent oproti jedné koloně („column A“).
3) Identifikace systémových špiček (SP) v RID signálu prostřednictvím srovnání s blankem.
4) Fingerprintování: kombinace RID a DAD (230 nm) poskytuje jednoznačné chromatografické otisky. Pomocí etalonů (želatina, cukry, organické kyseliny) bylo možné přiřadit většinu píků a odhadnout relativní množství nízkomolekulárních složek, např. sacharózy.
5) Rozlišení živočišných zdrojů želatiny: SEC fingerprint potvrdil shodu vzorku s referencí vepřové nebo hovězí želatiny, což je klíčové pro dodržení halal standardů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá kontrola konzistence výrobních dávek bonbónů.
• Detekce chyb v procesu a manipulace s recepturou.
• Ověření původu želatiny pro náboženské či dietní požadavky.
• Semikvantitativní odhad nízkomolekulárních složek (cukry, kyseliny).
• Sledování změn během skladování a odhad trvanlivosti.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření fingerprintingu na jiné cukrovinky či gely v potravinářství a farmacii.
• Automatizace přípravy vzorků a zavedení kontrolních tokových markerů pro vyšší spolehlivost.
• Integrace s pokročilými detektory (MALS, viscometry) pro kvantitativní stanovení molárních hmotností.
• Využití strojového učení pro rychlé rozpoznávání odchylek chromatografických otisků.

Závěr

Studie potvrdila, že SEC je robustní a univerzální nástroj pro fingerprint analýzu želatinových bonbónů. Správná volba kolon, detektorů a přípravy vzorků umožňuje spolehlivou kontrolu kvality, rozlišení zdrojů želatiny a sledování stabilních i nestabilních složek v produktech potravinářského i farmaceutického průmyslu.

Reference

1. Jelly Candies (Gummies) Market Size, Share, Growth and Industry Analysis to 2033. Market Growth Reports, 2025.
2. Burey P. et al. Confectionery Gels: A Review on Formulation, Rheological and Structural Aspects. Int. J. Food Properties, 2010, 12(1):176–210.
3. Tiwari D. & Rastogi M. Gummy Jellies: Properties and Advancements. Int. J. Plant Biotechnology, 2024, 10(2):19–32.
4. Crawshaw B. et al. Separation and Characterization of Gelatins Using Aqueous GPC. ACS Symp. Ser., 2018, 1281(4):51–74.
5. Tromp R. H. et al. Self-aggregation of Gelatine Above Gelling Temperature Analysed by SEC-MALLS. Food Hydrocolloids, 2002, 16(3):235–239.
6. Segtan V. H. & Isaksson T. Temperature-, Sample- and Time-dependent Structural Characteristics of Gelatine Gels by NIR. Food Hydrocolloids, 2004, 18(1):1–11.
7. Held D. Tips & Tricks GPC/SEC: Quantify and Get More Than Molar Mass Averages. Chromatography Online, 2017.
8. Hanzaee K. H. & Ramezani M. R. Intention To Halal Products In The World Markets. Interdiscip. J. Res. Business, 2011, 1(5):1–7.