Isotope Ratio Mass Spectrometry - food and beverage

Význam tématu

Isotopová analýza pomocí hmotnostní spektrometrie stanovení poměru izotopů (IRMS) umožňuje odhalit unikátní chemický otisk potravin a nápojů, který odráží geografický původ, výrobní proces i možné nekalé praktiky. Tato metoda je zásadní pro zachování kvality, ochranu spotřebitele a ověřování pravosti produktů ve stále globalizovanějším potravinářském řetězci.

Cíle a přehled studie

Cílem předloženého materiálu je představit principy IRMS, způsoby přípravy vzorků i příslušnou přístrojovou výbavu a ukázat, jak lze pomocí stabilních izotopů uhlíku, dusíku, síry, kyslíku a vodíku odlišit produkty podle původu, odhalit přídavek levnějších surovin či nesprávné označení země původu.

Použitá metodika a instrumentace

Základní postup IRMS spočívá ve vysokoteplotní (1000 °C) konverzi vzorku na plyny (CO2, N2, SO2) pomocí spalování a (1400 °C) pyrolytickém rozkladu na H2 a CO. Produkty reakce jsou separovány pomocí plynové chromatografie a kontinuálně přiváděny do detektoru, kde se měří poměr těžkých a lehkých izotopů.

Použitá instrumentace

• Elementární analyzátor s IsoLink IRMS (EA IsoLink) pro analýzu pevných vzorků
• GC IsoLink II interface pro GC-IRMS – separace a měření vybraných sloučenin
• LC IsoLink interface pro IRM-LC/MS – analýza specifických sloučenin v kapalině
• GasBench II System – příprava a analýza vzorků plynných nebo kapalných (nápoje, voda)

Hlavní výsledky a diskuse

Studie ukazuje, že izotopové signatury uhlíku (C3 vs. C4 rostliny), dusíku (hnojení a organický vs. konvenční původ), síry (blízkost mořského pobřeží), kyslíku a vodíku (místní srážky) zachycují informace o původu surovin a zpracování. Srovnání hodnot izotopových poměrů umožňuje rozlišit například med obohacený levným cukrem, záliv nápojů, diferenciaci kávy či vína podle regionu a ověřit označení produktů PDO/PGI/TSG.

Přínosy a praktické využití metody

• Ověření autenticity a původu potravin a nápojů
• Detekce ekonomicky motivovaných podvodů (přislazování, ředění)
• Podpora certifikací a dodržování legislativy (PDO, PGI, TSG)
• Využití ve výzkumu, QA/QC laboratořích a průmyslové analytice

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace IRMS s LC-MS pro cílenou i necílenou analýzu komplexních matic
• Automatizace přípravy vzorků a vysokopropustné technologie
• Využití strojového učení pro interpretaci rozsáhlých datových souborů izotopových profilů
• Rozšíření aplikací do oblasti životního prostředí, farmacie a forenzní vědy

Závěr

IRMS představuje robustní a citlivou metodu, která díky odhalení stabilních izotopových otisků poskytuje spolehlivé důkazy o původu, složení a autenticitě potravin a nápojů. Je klíčová pro zajištění důvěry spotřebitelů, ochranu značek a dodržování regulací.

Reference

1. Thermo Fisher Scientific, SmartNotes: Isotope Ratio Mass Spectrometry, 2017.