Determination of Animal Species Origin from Gelatin in Food and Pharmaceutical Products by LC-MS/MS

Význam tématu

Gelatin je klíčovou složkou potravinářského i farmaceutického průmyslu díky svým gelačním a zahušťovacím vlastnostem. Vzhledem k náboženským, etickým a zdravotním požadavkům je nezbytné spolehlivě určit druhový původ živočišné gelatinové matrice. Metoda založená na LC-MS/MS nabízí rychlou a citlivou detekci kontaminace na úrovni 1 % hmotn./hmotn. a zajišťuje dodržení standardů kvality, halal či kosher certifikací.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout a validovat robustní metoda pro identifikaci původu gelatinu (prasečí vs. hovězí) ve formě surového gelatinu i v různých zpracovaných produktech (dairy, cukrovinky, kapsle, klobásy). Studie prokázala stabilitu systému a selektivitu metody pomocí monitorování 3 MRM přechodů pro každý druh gelatinu.

Použitá metodika

Vzorek (5 mg) se rozpustil v 50 mM amoniakálném hydrogenuhličitanu při 37 °C na koncentraci 1 mg/ml. Následovala enzymatická štěpná digesce:

• Přes noc při 37 °C (10–15 h)
• Rychlá mikrovlnná digesce (5 min)

Chromatografická separace probíhala na systému EXIONLC™ s kolonkou Phenomenex Kinetex® C18 (50×3 mm, 2,6 µm) při 40 °C. Mobilní fáze obsahovala 0,1 % kyseliny mravenčí ve vodě (A) a v acetonitrilu (B) s gradientem od 5 % do 90 % B během 13,5 min.

Použitá instrumentace

• LC: EXIONLC™ (SCIEX)
• Kolo: Phenomenex Kinetex® C18, 50×3 mm, 2,6 µm
• MS/MS: SCIEX QTRAP™ 4500 s ESI zdrojem Turbo V™
• Software: SCIEX MultiQuant™ pro analýzu dat

Hlavní výsledky a diskuse

Systém vykázal stabilní výkon při sledování 10 % přídavku gelatinu až 3 dny při 10 °C. Metoda dokázala spolehlivě detekovat 1 % kontaminaci prasečím nebo hovězím ge­la­ti­nem v modelových směsích i v komerčních vzorcích. Testováno bylo 14 produktů (surový gel, jogurty, mléčné výrobky, cukrovinky, klobásy, kapsle): u halal certifikovaných vzorků nebyly zjištěny falešné pozitivní signály, u produktů obsahujících hovězí označky byly markerové peptidy konzistentně detekovány.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vysokou selektivitu a citlivost (LOQ 1 % hmotn./hmotn.).
• Rychlou analýzu (< 20 min vyšetření jednoho vzorku).
• Jednoduché vzorkování a zpracování dat pro rutin­ní kontroly.
• Možnost nasazení v potravinářských, farmaceutických i výzkumných laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj by mohl zahrnovat multiplexní detekci markerů pro širší škálu druhů, zkrácení doby digesce pomocí ultrazvuku, vysokorozlišovací MS pro neznámé matrice a automatizované on-line platformy pro monitoring kvality v průmyslovém měřítku.

Závěr

Popsaná LC-MS/MS metoda se ukázala jako rychlý, citlivý a spolehlivý nástroj pro určení živočišného původu gelatinu v potravinách a farmaceutických produktech. Validace na reálných vzorcích potvrdila její vhodnost pro kontrolu složení a dodržování náboženských či legislativních požadavků.

Reference

1. Karim A. A.; Bhat R. Gelatin alternatives for the food industry: recent developments, challenges and prospects. Trends Food Sci Technol. 2008, 19, 644–656.
2. Azilawati M. I. A.; Hashim D. M.; Jamilah B. RP-HPLC method with AQC derivatization and PCA for gelatine differentiation. Food Chem. 2015, 172, 368–376.
3. O’Mahony P. J. Finding horse meat in beef products – a global problem. QJM. 2013, 106, 595–597.
4. Ghovvati S.; Nassiri M. R.; Mirhoseini S. Z. Multiplex PCR assay for fraud identification in meat products. Food Control. 2009, 20, 696–699.
5. Soares S. et al. SYBR Green real-time PCR to detect pork in poultry products. Meat Sci. 2013, 94, 115–120.
6. Murray S. R. et al. qPCR estimation of DNA degradation in cooked food. J Agric Food Chem. 2007, 55, 2231–2239.
7. Chen F.-C.; Hsieh Y. H. P. Monoclonal antibody-based ELISA for pork detection in processed meat. J AOAC Int. 2000, 83, 79–85.
8. Yilmaz M. T. et al. NanoUPLC-ESI-Q-TOF-MSE method to differentiate bovine and porcine gelatins. Food Chem. 2013, 141, 2450–2458.