Fast and Selective Detection of Trigonelline, a Coffee Quality Marker, Using a Portable Raman Spectrometer

Význam tématu

Rychlá a citlivá kontrola kvality potravin je nezbytná pro odhalování padělků, optimalizaci výrobních procesů a zajištění konzistentní chuti a aroma. Trigonellin jako biomarker kávy a dalších potravin poskytuje cennou informaci o kvalitě a stavu surovin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout přenosnou, selektivní a citlivou metodu stanovení trigonellinu za použití přenosného Ramanova spektrometru i-Raman Plus 785 a modifikovaných zlatých nanotrojúhelníků. Metoda měla umožnit kvantifikaci nízkých koncentrací alkaloidu v rozmezí 0,5–10 mM.

Použitá metodika a instrumentace

• SERS s nanotrojúhelníky z modifikovanými povrchem pomocí kyseliny merkaptopropionové jako nanoantény pro zvýšení Ramanova signálu
• Přenosný Ramanův spektrometr i-Raman Plus 785S: laser 785 nm, spektrální rozsah 150–2800 cm-1, doba integrace 50 s, 10 skenů, kyveta s optickou cestou 10 mm
• Příprava standardních vodných roztoků trigonellinu od 0,5 mM do 10 mM a směsí trigonellin:zlaté nanotrojúhelníky v poměru 15:2

Hlavní výsledky a diskuse

Při konvenčním Ramanově měření 250 mM roztoku trigonellinu dominoval pás na 1034 cm-1 odpovídající dýchání pyridinového kruhu. SERS měření ve stejných podmínkách prokázalo:

• Výrazné zvýšení poměru signál/šum ve srovnání s běžnou Ramanovou spektroskopií
• Detekci koncentrací pod 0,5 mM trigonellinu
• Lineární závislost oblasti pásu 1034 cm-1 na koncentraci v celém testovaném rozmezí

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí rychlou a selektivní analýzu s minimálním množstvím vzorku, ideální pro kontrolu kvality kávy, quinoy a dalších potravinových produktů přímo v provozu nebo laboratoři.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace metody do online monitorovacích systémů potravinářských linek, rozšíření SERS analýzy na další biomarkery a vývoj menších a automatizovaných přístrojů pro terénní použití.

Závěr

Využití přenosného spektrometru i-Raman Plus 785 spolu se zlatými nanotrojúhelníky představuje efektivní, citlivý a praktický přístup ke kvantifikaci trigonellinu v potravinách, podporující rychlou kontrolu kvality a výzkum aroma.

Reference

• Galarreta BC Hernandez Y Saldana Ramos A Sintesis y aplicacion de nanotriangulos de oro en el desarrollo de un metodo de cuantificacion de un potencial alcaloide terapeutico la trigonelina DGI 2016 352 PUCP
• Galarreta BC Maruenda H Espectroscopia vibracional y de resonancia magnetica nuclear en el control de calidad de cafe organico peruano y cafe instantaneo DGI 2014 078 PUCP
• Aroca R Surface enhanced vibrational spectroscopy John Wiley Sons 2016
• Jaworska A Malek K Marzec KM Baranska M Nicotinamide and trigonelline studied with surface enhanced FT Raman spectroscopy Vibrational Spectroscopy 2012 63 469-476