Analysis of Carotenoids

Význam tématu

Carotenoidy jsou biologicky aktivní pigmenty široce rozšířené v potravinách, zejména v zelenině a ovoci. Jsou důležité pro nutriční hodnocení, kontrolu kvality potravin a identifikaci přírodních barviv. Kvůli přítomnosti geometrických a strukturních izomerů a vysoké hydrofobicitě vyžadují analytické stanovení carotenoidů selektivní chromatografické metody s vysokou rozlišovací schopností.

Cíle a přehled studie / článku

Účelem dokumentu je prezentovat postup separace osmi hlavních karotenoidů pomocí reverzní fáze na kolóně Shim-pack SR-C30. Aplikace demonstruje vhodnost C30 fáze pro rozlišení isomerů a poskytuje provozní parametry (gradient, mobilní fáze, teplota, detekce) pro reprodukovatelné oddělení typických karotenoidů používaných v potravinářském průmyslu.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda je založena na reverzní fázi s gradientní elucí za použití směsí methanolu, acetonitrilu, tetrahydrofuranu (THF) a vody. Detekce probíhá pomocí PDA při 450 nm, vhodné pro silné absorpční maximum karotenoidů. Klíčové parametry:

• Systém: i-Series LC-2070C 3D (Shimadzu)
• Kolona: Shim-pack SR-C30, 250 mm × 4.6 mm I.D., 5 µm (P/N 227-31218-04)
• Mobilní fáze: A = methanol, B = acetonitril, C = tetrahydrofurán (THF), D = voda
• Gradient: časový program zahrnuje změnu složení z počátečně vyššího podílu methanolu/THF směrem k vyššímu podílu acetonitrilu a THF, následné rychlé navrácení a reekvilibraci (orientační body: 5, 25, 35, 35.01, 45 min se změnami poměrů A–D)
• Tok: 1.0 mL/min
• Objem injekce: 5 µL
• Teplota kolony: 40 °C
• Detektor: PDA, měřeno při 450 nm

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožňuje separaci osmi analyzovaných karotenoidů: astaxanthin, lutein, zeaxanthin, canthaxanthin, β-cryptoxanthin, α-carotene, β-carotene a lycopene. C30 fáze je navržena tak, aby zlepšovala selektivitu pro geometrické izomery a dlouhé polycyklické molekuly, což vede k lepšímu rozlišení mezi izomerními páry (např. lutein/zeaxanthin) než běžné C18 kolony. Použití THF v mobilní fázi zvyšuje rozpustnost velmi nepolárních karotenoidů (např. lycopenu) a zlepšuje jejich eluci. Gradientní přístup kombinuje změny polárnosti i síly elučního rozpouštědla, což umožňuje postupné vynoření méně až více hydrofobních sloučenin. Dokument uvádí chromatografické podmínky a ukazuje, že doba metody (celkem 45 min včetně reekvilibrace) je kompromisem mezi separací a propustností analýzy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda je vhodná pro:

• Analýzu přírodních barviv a doplňků stravy v potravinářských laboratořích
• Kontrolu kvality surovin a hotových produktů s ohledem na obsah karotenoidů
• Monitorování izomerního složení u zpracovaných potravin, kde může docházet k izomerizaci
• Výzkum stability karotenoidů při tepelné nebo chemické zátěži

Silné stránky metody zahrnují dobrou selektivitu pro isomery díky C30 stacionární fázi a univerzální detekci PDA pro směs karotenoidů. Omezení zahrnují relativně delší čas analýzy a potřebu organického rozpouštědla THF, které vyžaduje opatrné nakládání kvůli polymérizaci a bezpečnostním aspektům.

Budoucí trendy a možnosti využití

Směry dalšího rozvoje a širšího využití metody zahrnují:

• Adaptaci na UHPLC formát s jemnějšími částicemi pro zkrácení doby analýzy a zvýšení rozlišení
• Paralelní použití LC–MS nebo LC–HRMS pro potvrzení identity a kvantifikaci stopových forem a izomerů
• Vývoj zelenějších protokolů s optimalizací spotřeby rozpouštědel a alternativami k THF
• Automatizaci přípravy vzorků a standardizaci metodik pro rutinní QA/QC v průmyslu
• Výzkum selektivnějších fází nebo derivatizace pro lepší rozlišení konjugovaných izomerů

Závěr

Prezentovaná metoda na kolóně Shim-pack SR-C30 poskytuje reprodukovatelné a selektivní oddělení hlavních karotenoidů relevantních pro potravinářství a analytický výzkum. Kombinace C30 stacionární fáze, gradientní eluce a PDA detekce při 450 nm představuje robustní přístup pro profilování karotenoidů v matricích s různou polaritou. Pro zkrácení času analýzy a zvýšení informační hodnoty lze metodu dále rozvíjet směrem k UHPLC a hmotnostní detekci.

Reference

Application News 01-01081 (JP), Shimadzu Corporation, CoreFocus and Shim-pack trademarks, © Shimadzu Corporation, 2026 / First Edition: Sep. 2026, P/N 227-31218-04