Detection and Differentiation of Bovine and Porcine Gelatins in Food and Pharmaceutical Products By LC/MS/MS Method

Význam tématu

Gelatinové produkty jsou široce používány v potravinářství, kosmetice i farmaceutickém průmyslu. Zdroje gelatiny z hovězího a vepřového kolagenu se liší z hlediska kulturních, náboženských i hygienických požadavků. Metody pro spolehlivou identifikaci původu gelatiny tak mají zásadní význam pro zajištění správného označení výrobků, ochranu spotřebitele a dodržování náboženských restrikcí.

Cíle a přehled studie / článku

Studie popisuje vývoj citlivé LC–MS/MS metody založené na MRM (Multiple Reaction Monitoring) pro detekci a rozlišení specifických peptidů gelatiny z hovězího a vepřového kolagenu. Cílem bylo identifikovat a ověřit jedinečné peptidové markery, optimalizovat analytické podmínky a demonstrovat praktickou použitelnost metody na komerčních potravinářských a farmaceutických vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

Extrakce:

• 5 mg vzorku gelatiny nebo produktu extrahováno v roztoku NH₄HCO₃ (pH 8).
• Trypsinová digesce při 37 °C přes noc, 1:100 (enzym:vzorek).
• Centrifugace k oddělení peptidů, supernatant injektován přímo bez SPE či ředění.

Instrumentace:

• UHPLC Nexera X2 spojené s hmotnostním spektrometrem LCMS-8060.
• Kolona Aeris Peptide XB-C18 1,7 µm (150×2,1 mm).
• Mobilní fáze A: voda + 0,1 % kyseliny mravenčí, B: acetonitril + 0,1 % kyseliny mravenčí; gradient 5–50 % B v 16 minutách.
• Průtok 0,3 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 1 µL.
• ESI pozitivní režim, MRM; teploty: block 400 °C, DL 250 °C, interface 300 °C; plyny N₂ a zero air.
• Predikce MRM přechodů pomocí Skyline a UniProt, optimalizace vnitřním auto-MRM.

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo validováno 9 hovězích a 8 vepřových peptidových markerů s jedním kvantifikačním a dvěma konfirmačními přechody. Limit detekce umožnil zjistit rozdíly i při nízkých koncentracích. Metoda prokázala vysokou opakovatelnost (RSD < 15 %) a schopnost jednoznačně identifikovat zdroj gelatiny. Analýza 12 komerčních vzorků potvrdila přítomnost a původ gelatiny v potravinách i farmaceutických kapslích. Kombinace více markerů zajistila spolehlivost, než jedna jediná sekvence by dokázala vzhledem k možné hydroxyaci prolinu.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a efektivní detekce původu gelatiny bez složitého předúpravy vzorků.
• Vysoká citlivost a specifita vhodná pro Halal/Kosher audit i QA/QC laboratoře.
• Možnost aplikace na různé matrice – potraviny i farmaceutické přípravky.

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda může být rozšířena o kvantifikaci poměru jednotlivých markerů ke stanovení procentuálního zastoupení zdrojů gelatiny. Další vývoj může zahrnovat multiplexní metody pro širší spektrum živočišných kolagenů a ověření účinků zpracování (tepelné i chemické) na detekovatelnost markerů. Integrace s mládežnickými databázemi peptidů povede k ještě vyšší spolehlivosti autentizace.

Závěr

Předkládaná LC–MS/MS MRM metoda nabízí robustní, citlivý a rychlý postup pro identifikaci hovězího a vepřového původu gelatiny v potravinách a farmaceutických produktech. Díky ověřeným peptidovým markerům a optimalizované instrumentaci je vhodná pro použití v náboženských certifikačních postupech i běžném QA/QC laboratorním provozu.

Reference

1. Grundy H.H. a kol., Food Chemistry 190 (2016) 276–284.
2. Ali M.E. a kol., Critical Reviews in Food Science and Nutrition (2016).
3. Jumhawan U., Xing J., Zhan Z., Application News AD-0153 Shimadzu (2017).
4. Nemati M. a kol., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 34 (2004) 485–492.
5. Zhang G. a kol., Food Hydrocolloids 23 (2009) 2001–2007.
6. Cheng X. a kol., Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis 62 (2012) 191–195.
7. Flaudrops C. a kol., Journal of Food Composition and Analysis 41 (2015) 104–112.