Determining Phenolic Compounds in Whisky using Direct Large Volume Injection and Stir Bar Sorptive Extraction

Význam tématu

Fenolické sloučeniny výrazně ovlivňují charakteristickou kouřovou a rašelinovou chuť skotské whisky. Jejich přesná kvantifikace je klíčová pro kontrolu kvality, odlišení jednotlivých značek a monitorování výrobního procesu, včetně uzení, sušení a zrání v dubových sudech.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout a porovnat dvě metodiky pro kvantitativní stanovení sedmi fenolických sloučenin (fenol, o-/m-/p-cresol, guajakol, 4-ethylguajakol a 4-ethylfenol) ve skotské whisky: přímou velkoobjemovou injekci (LVI-GC-MS) a extrakci pomocí potápěcího míchacího tyčince (SBSE) s novou sorpční fází EG-Silicone, obě s detekcí GC-MS.

Použitá metodika a instrumentace

V rámci LVI-GC-MS byla whisky injikována do PTV typu inletu (GERSTEL CIS 4) se solventním ventem a následným splitless přenosem do GC-MS (Agilent 6890N/5795B). Pro SBSE-TD-GC-MS byly vzorky extrahovány pomocí EG-Silicone Twisteru za míchání (800 rpm, 1 h), poté termálně desorbovány v TDU s funkcí solvent vent a analyzovány na stejném GC-MS systému.

• GERSTEL CIS 4 s automatickým výměníkem linerů ALEX
• Thermal Desorption Unit (TDU) a MultiPurposeSampler (MPS)
• GC (Agilent 6890N) s úzkoborelnou kolonkou CP-FFAP
• MS detektor Agilent 5795B (EI, scan 30–350 amu)

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární rozsah: LVI-GC-MS (0,1–2,0 ng/µL) a SBSE-TD-GC-MS (8–100 ng/mL), R² > 0,991 (LVI) a > 0,999 (SBSE).
• Detekční limity (LOD): SBSE (1,2–6,9 ng/mL) vs. LVI (90–210 ng/mL) – SBSE je 20–100× citlivější.
• Opakovatelnost: RSD 0,8–5,4 % (SBSE) a 1,6–6,2 % (LVI) pro analýzu whisky.
• Obnovy fenolů pomocí EG-Silicone Twisteru: 12,2 % (guajakol) až 56,8 % (4-ethylfenol), RSD 4,2–8,9 %.
• Porovnání koncentrací ve dvou značkách whisky: srovnatelné výsledky (< 10 % rozdíl) pro obě metody.

Přínosy a praktické využití metody

• SBSE-TD-GC-MS poskytuje mnohem vyšší citlivost a snižuje kontaminaci inletu.
• LVI-GC-MS umožňuje bezprostřední analýzu s minimální přípravou vzorku.
• Možnost simultánní extrakce více vzorků šetří čas v rutiních laboratořích.
• Vysoká linearita a opakovatelnost podporuje použití v QA/QC a badatelské praxi.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj nových sorpčních fází a miniaturizace SBSE, automatizace celého workflow a online sběr dat přímo z destilačních procesů. Využití rozšířených multispektrálních metod pro komplexní profilování chutí a aroma ve whisky i dalších destilátech.

Závěr

Obě techniky umožňují spolehlivé stanovení klíčových fenolických sloučenin ve whisky. SBSE-TD-GC-MS vyniká citlivostí a čistotou vstupu do GC, LVI-GC-MS nabízí rychlost a jednoduchost. Volba metody závisí na potřebách laboratoře, dostupném vybavení a požadované citlivosti.

Reference

1. Lee K.-Y. M. et al., Journal of the Institute of Brewing 107 (2001) 287.
2. David F., Sandra P., LCGC North America 21 (2003) 21–27.
3. MacNamara K. et al., Journal of Chromatography A 1217 (2010) 136.
4. MacNamara K. et al., LCGC Chromatography, September 2011.
5. Funk W. et al., Quality Assurance in Analytical Chemistry, Wiley-VCH 2006.
6. Jefford A., Peat Smoke and Spirit, Headline London 2004.