Identification of Furan Fatty Acids in Nutritional Oils and Fats by Multidimensional GC-MSD

Význam tématu

Furanové mastné kyseliny tvoří stopové množství v potravinářských olejích a tucích, ale jejich přítomnost ovlivňuje kvalitu, stabilitu tuku a vznik nežádoucích příchutí. Jejich analýza je náročná kvůli nízké koncentraci a složitosti matrice, proto vyžaduje vysoce selektivní a citlivé analytické metody.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a ověřit multidimenzionální GC-MSD metodu umožňující přímou identifikaci furanových mastných kyselin (F-kyselin) bez rozsáhlých předúprav. Testovány byly máslo, mléko a deset druhů olejů. Porovnány byly různé postupy transesterifikace a ionizační techniky (EI a CI).

Použitá metodika

• Izolace lipidů z olejů a tuků následovaná transesterifikací sekvenční saponifikací/esterifikací pod dusíkovou atmosférou.
• Alternativní rychlá methylace pomocí trimethylsulfonium hydroxidu (TMSH).
• Rozšíření chromatografické separace srdcovými řezy (heart-cuts) mezi dvěma GC kolónami.
• Fokusace analýzy pomocí chlazeného trapu mezi kolónami pro zvýšení citlivosti minoritních složek.

Použitá instrumentace

• GC-MS systém Hewlett-Packard HP 5890/5971 s programovatelným chlazeným vstřikovacím systémem CIS-3.
• Dvě oddělené GC pece propojené ohřívanou transferovou linkou s cryotrapem CTS-1 (Gerstel).
• Předkolona HP-1 (25 m × 0,20 mm i.d., 1,05 µm) a analytická kolona Stabilwax (30 m × 0,25 mm i.d., 0,25 µm).
• Detektory: monitorovací FID v první peci, MSD (scan 50–450 amu) ve druhé peci.

Hlavní výsledky a diskuse

Pomocí multidimenzionálního GC-MSD bylo v rybím oleji identifikováno 14 furanových mastných kyselin, v másle dvě a v mléce jednu. Ve vzorcích arašídového, ostropestřecového, slunečnicového, lískového a olivového oleje byl zjištěn jeden typ F-kyseliny, zatímco v sezamovém, kukuřičném, vlašském a hroznovém oleji nebyly F-kyseliny detekovány. Metoda srdcových řezů a fokusací výrazně minimalizovala rušení hlavními složkami a umožnila získat čisté spektrální profily i pro stopové komponenty.

Přínosy a praktické využití metody

• Možnost přímé a rychlé identifikace stopových furanových mastných kyselin bez rozsáhlých předúprav.
• Vysoká selektivita a citlivost díky kombinaci srdcových řezů a cryo-fokusace.
• Uplatnění v potravinářských kvalitativních analýzách, kontrolách kvality a výzkumu metabolismu lipidů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření o více dimenzionální chromatografii pro ještě lepší rozlišení komplexních matric.
• Integrace s vysokorozlišovacími hmotovými spektrometry pro přesnější identifikaci struktur.
• Automatizace srdcových řezů a optimalizace chlazených vstřikovacích systémů pro vyšší propustnost vzorků.
• Aplikace v biologických a environmentálních vzorcích mimo oblast potravinářství.

Závěr

Multidimenzionální GC-MSD se srdcovými řezy a cryotrapem představuje efektivní nástroj pro analýzu furanových mastných kyselin v komplexních potravinářských matricích. Nabízí vysokou senzitivitu a selektivitu při minimalizaci předúprav, což zrychluje a zjednodušuje analytické postupy.

Reference

• [1] L.J. Morris, M.O. Marshall a W. Kelly, Tetrahedron Letters, No.36 (1966) 4249–4253.
• [2] R.L. Glass et al., Lipids 9 (1974) 1004–1008.
• [3] R.L. Glass et al., Lipids 10 (1975) 695–702.
• [4] R.L. Glass et al., Lipids 12 (1977) 828–836.
• [5] F.D. Gunstone a R.C. Wijesundera, J Chem Soc (C) (1976) 630–631.
• [6] F.D. Gunstone et al., J Sci Food Agric 29 (1978) 539–550.
• [7] C.M. Scrimgeour, J Am Oil Chem Soc. 54 (1977) 210–211.
• [8] K. Ishii et al., J Biochem 103 (1988) 836–839.
• [9] A. Grouwels a Y. Kashman, Experimentia 34 (1978) 299.
• [10] K. Hannemann et al., Lipids 24 (1989) 296–298.
• [11] H. Hasma a A. Subramaniam, Lipids 13 (1978) 905–907.
• [12] K. Ishii et al., Lipids 23 (1988) 694–700.
• [13] C.P. Gorst-Allman et al., Lipids 23 (1988) 1032–1036.
• [14] R. Schödel a G. Spiteller, Liebigs Ann. Chem. (1987) 459–462.
• [15] V. Puchta et al., Liebigs Ann. Chem. (1988) 25–28.
• [16] H. Okajima et al., Chem Pharm Bull. 32 (1984) 3281–3286.
• [17] H. Guth a W. Grosch, Lebensm. Wiss. Technol. 23 (1990) 513–522.
• [18] H. Guth a W. Grosch, Lebensm. Wiss. Technol. 23 (1990) 59–65.
• [19] H. Guth a W. Grosch, Fat Sci Technol 7 (1991) 249–255.
• [20] H. Guth a W. Grosch, Z Lebensm. Unters. Forsch. 194 (1992) 360–362.
• [21] D.R. Knapp, Handbook of Analytical Derivatization Reactions, John Wiley & Sons (1979) 164.
• [22] E. Schulte a K. Weber, Fat Sci Technol 91 (1989) 181–183.
• [23] H.G. Wahl et al., Fifteenth Int. Symp. on Capillary Chromatography (1993) 730.
• [24] H.M. Liebich et al., J Chromatogr. 572 (1991) 1–9.