Determination of Fatty Acid Methyl Esters by GCxGC-TOFMS

Význam tématu

Složení mastných kyselin v potravinách ovlivňuje zdravotní rizika, zejména kardiovaskulární systém. Poměr nasycených, nenasycených a trans mastných kyselin určuje hladinu LDL cholesterolů. Rozbor komplexních směsí mastných kyselin metylesterů (FAME) je proto klíčový pro potravinářský průmysl i zdravotní analýzy. GCxGC-TOFMS nabízí vysokou separační schopnost a citlivou detekci potřebnou pro detailní rozlišení izomerů.

Cíle a přehled studie

Studie měla za cíl vyvinout a optimalizovat metodu GCxGC-TOFMS pro analýzu 37 mastných kyselin metylesterů, včetně cis/trans izomerů. Metoda byla testována na standardní směsi a na dvou reálných vzorcích (listové těsto, vejce) a porovnána s klasickou jednorozměrnou GC-TOFMS.

Použitá instrumentace

• Agilent 6890N GC s termo-modulátorem LECO GCxGC a sekundární pecí
• Primární kolona DB-5MS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm)
• Sekundární kolona BPX-50 (2 m × 0,1 mm × 0,1 µm) pro GCxGC
• LECO Pegasus 4D TOFMS s elektronovou ionizací 70 eV, rozsah m/z 45–650 u, sběr 100 spekt/ s

Použitá metodika

• Vzorky: standardní směs 37 FAME (60–180 µg/mL), extrakty listového těsta a vajec, derivatizované na metylestery
• GC-TOFMS: injekce 1 µL split 1:50 při 250 °C, helia 1 mL/min, program 40 °C (2 min) → 160 °C (30 °C/min) → 300 °C (2 °C/min, 5 min)
• GCxGC-TOFMS: stejná primární pec s termo-modulátorem (modulační čas 5 s, horký puls 1 s), sekundární pec s programem 45 °C → 165 °C → 305 °C
• Data zpracování: ChromaTOF s automatickou dekonvolucí a kalibrací

Hlavní výsledky a diskuse

• Pro druhou dimenzi byla optimalizována kolona BPX-50, která umožnila lineární eluci všech FAME až do C24 při 300 °C.
• GCxGC-TOFMS dosáhla baseline separace všech 37 FAME, včetně blízce příbuzných cis/trans izomerů C18, kde jednorozměrná GC vykazovala značné koeluce.
• Konturový graf poskytuje přehledné rozložení látek podle délky uhlíkového řetězce (X-osa) a počtu dvojných vazeb (Y-osa).
• V reálných vzorcích byl zjištěn vyšší podíl stearové a palmitové kyseliny v těstě, výrazný cis-olejový podíl v obou vzorcích a nižší trans-elaidové kyseliny ve vejcích oproti pečivu.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká rozlišovací schopnost umožňuje detailní analýzu i velmi podobných izomerů.
• Automatická dekonvoluce a kvantifikace zrychlují zpracování dat.
• Metoda je vhodná pro potravinářské monitorovací programy, QA/QC laboratoře a výzkumné projekty.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření na další lipidové třídy a složité matice (oleje, krémy, biopaliva).
• Nasazení GCxGC-FID pro rutinní monitoring s vyšší robustností a nižšími provozními náklady.
• Vývoj rychlejších modulačních technologií a vylepšených MS detektorů pro zkrácení doby analýzy a zvýšení datové hustoty.

Závěr

V porovnání s jednorozměrnou GC-TOFMS přináší GCxGC-TOFMS výrazné zlepšení separace a identifikace mastných kyselin metylesterů. Metoda umožňuje kompletní rozlišení cis/trans izomerů a poskytuje strukturované konturové spektrum pro rychlou orientaci. Díky tomu je vhodná pro náročné potravinářské a výzkumné aplikace.

Reference

• LECO Corporation. Determination of Fatty Acid Methyl Esters by GCxGC-TOFMS. Application Note 203-821-277, 2008.