Monitoring of Furan Derivates and Key Aroma Species Simultaneously in Coffee and Coffee Substitutes

Význam tématu

Pražící proces kávy a její náhražky generuje škálu aroma sloučenin i potenciálně toxické furany a metylfurany. Monitorování těchto látek je zásadní pro zajištění bezpečnosti potravin a současně pro udržení požadovaných aroma profilů vyhovujících spotřebitelským preferencím.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a validovat komplexní metodu pro kvantifikaci furanu, 2-methylfuranu, 3-methylfuranu a 2,5-dimethylfuranu v kávě a jejích náhražkách. Studie zároveň demonstruje možnost nestrukturovaného sledování (NTS) dalších aroma aktivních sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická strategie zahrnovala:

• HS-SPME extrakci s vláknem SFIB-DVB/C-WR 80/10 při 35 °C (inkubace 5 min, extrakce 1 min, desorpce 2 min).
• GC-TOFMS na přístroji LECO Pegasus BT 4D s kolónou HP-INNOWax (30 m×0,25 mm, film 0,25 µm), program teplot od 35 °C do 220 °C.
• Split vstřik 1:30, EI iontový zdroj 230 °C, rozsah 35–600 m/z, rychlost akvizice 12 spekter/s.
• Softwarová dekonvoluce dat v ChromaTOF umožňující separaci koelujících sloučenin.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala:

• Limit kvantifikace (LOQ) 1 µg/kg pro všechny analyty, pod legislativním limitem EU (20 µg/kg).
• Výbornou lineárnost (R²>0,998) v rozsahu 0,4–400 µg/kg.
• Opakovatelnost RSD 3–19 % (n=6).
• Ověření správnosti analýzy pomocí FAPAS vzorku se z-skóre od −1,4 do 1,1.

V testovaných náhražkách byla nejvyšší koncentrace furanu a metylfuranů zaznamenána u pražené špaldy, u některých směsí hodnoty pod LOQ. Chromatogramy potvrzují optimální separaci izomerů 2- a 3-methylfuranu. Současná NTS detekovala další aroma látky (pyraziny, nonanal, 2-methoxymethylfuran) se shodami >850 v knihovně NIST.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou a citlivou analýzu klíčových bezpečnostních i aroma sloučenin v kávě a jejích náhražkách s minimální přípravou vzorku. Zároveň nabízí možnost dodatečné identifikace neznámých látek z kompletní volatilní frakce.

Budoucí trendy a možnosti využití

Flexibilita HS-SPME-GC-TOFMS otevírá cestu k rozšíření sledování dalších tepelně vznikajících kontaminantů, aplikaci na různé potravinové matrice a využití vyšší vzorkovací hmotnosti pro snížení LOQ. Metoda může být nasazena ve vysoce propustných analytických režimech i pro komplexní screening.

Závěr

Ověřená metoda HS-SPME–GC–TOFMS na přístroji Pegasus BT 4D splňuje legislativní požadavky pro monitorování furanu a metylfuranů v kávě a jejích náhražkách a zároveň umožňuje kvalitní nestrukturované sledování aroma aktivních látek.

Reference

1. Mostafa MM et al. How do coffee substitutes compare to coffee? Food Bioscience. 43 (2021) 101290.
2. EFSA Journal. Risks for public health related to furan and methylfurans in food. 14(11):5005 (2016).
3. Javed F et al. Formation of furan in baby food products: Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 20 (2021) 2699–2715.
4. EFSA press: Furan in food – EFSA confirms health concerns (2017).
5. Commission Recommendation (EU) 2022/495 of 25 March 2022 on monitoring furan and alkylfurans in food.
6. Zheng LW, Chung H, Kim Y-S. Effects of dicarbonyl trapping agents on furan formation: Food Research International. 75 (2015) 328–336.