Alternative Proteins Testing Application Compendium

Význam tématu

Rostoucí poptávka po alternativních bílkovinách a funkcionalizovaných potravinách vede k potřebě komplexního testování jejich senzorických vlastností, nutričního složení, kvality a bezpečnosti. Moderní analytické metody umožňují objektivně charakterizovat chuť, obsah aminokyselin, vitamínů, isoflavonů, cukrů i organických a mastných kyselin ve složitých matricích bez nutnosti časově náročných dérivací.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem souhrnu je představit řadu aplikačních postupů Agilent pro testování alternativních protei­nů a potravin, včetně: nontargeted LC/Q-TOF chemometrického profilování chutí; automatizace prekolonové derivatizace aminokyselin s LC-FLD; simultánní kvantifikace vodou rozpustných vitamínů metodou triple quadrupole LC/MS; analýzu vitamínů a jejich metabolitů HILIC-Z LC/MS; stanovení isoflavonů v sójových vzorcích LC/MS/MS; kombinovaný screening cukrů a nízkokalorických sladidel LC–RID; a porovnání WC-GC sloupků pro přímé stanovení těkavých organických a mastných kyselin GC–FID.

Použitá metodika a instrumentace

• LC/Q-TOF (Agilent 1290 Infinity II s 6546 LC/Q-TOF) pro nontargeted profilování a PCA analýzu.
• LC-FLD (Agilent 1260 Infinity II Prime s AAA kolonkou) s in-loop OPA/FMOC derivatizací aminokyselin.
• Triple quadrupole LC/MS (Agilent 1290 Infinity II + 6470 QqQ) pro simultánní měření 14 vodu-rozpustných vitamínů.
• HILIC LC/MS/MS (Agilent 1290 Infinity II + 6460 QqQ) pro vitamíny a jejich metabolity na Poroshell 120 HILIC-Z kolonce, s mid-pH mobilní fází a passivací kovových částí sloupku.
• LC/MS/MS (Agilent 1290 Infinity II + 6470 QqQ) pro stanovení 7 isoflavonů v sójových semenech na ZORBAX Eclipse Plus C18 kolonce.
• LC–RID (Agilent 1260 Infinity II s RID) pro současnou analýzu 5 cukrů a 4 umělých sladidel na ZORBAX Carbohydrate kolonce.
• GC–FID (Agilent 7890B) pro testy krátkého řetězce C2–C7 mastných a C2–C18 organických kyselin, porovnání kolonek J&W DB-FATWAX UI, DB-FFAP a dalších komerčních WAX sloupků.

Hlavní výsledky a diskuse

• LC/Q-TOF chemometrie umožnila rozeznat chuťové profily skutečného masa a rostlinných analogů na základě PCA, heat map a hierarchické klastrování.
• Automatizované prekolonové derivatizace aminokyselin dosáhly RSD ploch <1 %, LODs >0,225 pmol/µL a rychlého run time 9 min.
• Simultánní detekce 14 vitamínů LC/MS/MS: linearita R2 ~0,99, LOD až 0,225 pmol/µL, validace na doplňku stravy i přírodních vzorcích nápojů.
• HILIC-Z kolonka s mid-pH mobilní fází a passivací sloupku deaktivačním činidlem zlepšila tvar piků fosforylovaných vitamínů a metabolitů oproti klasickému proplachu kyselinou.
• 7 isoflavonů v sójových semenech LC/MS/MS: LOQ 2,3–22,5 ppb, linearita R2>0,998, RSD<3,6 %, vhodné pro matriční standard addition.
• LC–RID metoda pro 5 cukrů a 4 sladidla v jedné analýze: LOQs 11 µg/mL (sacharóza­‐laktóza), účinné rozlišení a kvantifikace v nápojích s dusíkatou mobilní fází.
• Porovnání DB-FATWAX UI a jiných WAX sloupků pro přímé GC–FID: UI kolonka zajistila stabilní tvar piků a reprodukovatelné časy retence i po opakovaných injekcích vodných vzorků.

Přínosy a praktické využití metody

Uvedené postupy zkracují celkový čas analýzy, eliminují potřebu více separačních metod či derivatizací a poskytují robustní, citlivá a vysoce reprodukovatelná data. Umožňují komplexní QA/QC ve výrobě potravin, rozvoj receptur a potvrzení informací na etikách.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj bude směřovat k plné automatizaci workflow, vyšší propustnosti (ultra-HPLC, fast GC), kombinaci více detektorů (HRMS, ion mobility), pokročilé chemometrické analýze a IoT-řídicím systémům laboratoří. Rostoucí zájem o bezodpadové metody a zelenou chemii podpoří metody vyžadující minima rozpouštědel a předúprav.

Závěr

Prezentovaný kompendium ukazuje hodnotu špičkových Agilent řešení pro testování alternativních bílkovin a komplexních potravinářských matric. Od senzorické chemometrie až po kvantifikaci vitaminů, isoflavonů, cukrů i mastných kyselin, nabízejí uvedené metody vysokou citlivost, selektivitu a reprodukovatelnost, čímž podporují inovace i zajištění kvality potravin.

Reference

• Kaczmarska K. et al. Foods 2021, 10(4), 801.
• Ueda Y. et al. Biosci. Biotechnol. Biochem. 1997, 61(12), 1977–80.
• Jakse B. et al. Nutrients 2019, 11(8), 1736.
• Schuster R. J. Chromatogr. B 1988, 431, 271–284.
• Davidson I. Methods Mol. Biol. 2003, 211, 181–190.
• Hitchcock J. et al. Agilent app. note 5994-0586EN, 2019.
• Long D. et al. J. Agric. Food Chem. 2012, 60(17), 4259–4264.
• Kennedy D. O. Nutrients 2016, 8, 68–96.
• Mujić I. et al. Croat. J. Food Sci. Technol. 2011, 3(1), 16–20.
• Wu Q.; Wang M.; Simon J. E. J. Chromatogr. B 2004, 812(1–2), 325–355.
• WHO Guideline: Sugars intake for adults and children. 2015.