Analyzing Fatty Acids by Capillary Gas Chromatography

Význam tématu

Analýza volných mastných kyselin (FFA) a jejich metylesterů (FAME) metodou kapilární plynové chromatografie (GC) je klíčová v potravinářské, farmaceutické i environmentální praxi. Umožňuje kvantifikaci řady alifatických a aromatických kyselin, sledování kvality olejů, identifikaci bakteriálních biomarkerů a kontrolu procesů hydrogenace.

Cíle a přehled článku

Studie popisuje:

• Separaci volných kyselin C2–C20+ bez derivatizace na sloupcích Nukol.
• Analýzu FAME na PEG fázích (Omegawax 250, 320; SUPELCOWAX 10).
• Oddělení cis/trans a pozičních izomerů na cyanosilikonových stacionárních fázích (SP-2330, SP-2380, SP-2340) a speciálně na SP-2560.
• Sledování bakteriálních profilů C10–C20 FAME na nepolárním SPB-1.

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace:

• Sloupce Nukol (30 m×0,25 mm ID, 0,25 µm; 15 m×0,53 mm ID, 0,50 µm) pro volné MK, FID detektor, helium 20–30 cm/s, teploty isothermně 100–185 °C nebo programovaně 100–220 °C.
• PEG sloupce: Omegawax 250 (30 m×0,25 mm ID) a Omegawax 320 (30 m×0,32 mm ID) pro FAME, FID, helium 20–30 cm/s, pevnolátkový program 200–205 °C.
• SUPELCOWAX 10 širokobore (0,75 mm ID) pro současnou detekci stopových i majoritních FAME.
• Cyanosilikonové SP-2330, SP-2380 (stabilizovaný) a SP-2340 (30 m×0,25 mm ID) pro oddělení cis/trans pozic. SP-2560 (100 m×0,25 mm) pro maximální rozlišení C18:1 izomerů.
• SPB-1 (30 m×0,25 mm ID) pro bakteriální FAME profilování, FID, helium 20 cm/s.

Hlavní výsledky a diskuse

• Volné MK na sloupcích Nukol se eluují jako ostré, symetrické píky do 10 min (C2–C7) a kompletní C2–C20+ do 20 min.
• FAME na PEG fázích vykazují eluci podle délky řetězce a počtu dvojných vazeb, minimální překryvy a vysokou reprodukovatelnost ekvivalentních řetězcových délek (ECL).
• Omegawax 320: standardní odchylky ECL < 0,01 a RSD < 0,1 % (55 sloupců) potvrzují konzistentní polaritu.
• Cis/trans izomery C18:1 jsou nejlépe rozlišené na SP-2560 při optimalizovaném režimu teploty (170–175 °C), µ = 20 cm/s a koncentraci < 0,5 mg/mL.
• Bakteriální druhy Pseudomonas lze jednoznačně odlišit podle profilu C10–C20 FAME na SPB-1.

Přínosy a praktické využití metody

Metody GC popsané v článku umožňují:

• Analýzu volných a esterifikovaných MK bez časově náročné derivatizace.
• Rychlou kontrolu kvality olejů, sledování obsahu omega-3/omega-6 a trans MK.
• Monitorování bakteriálních kultur a identifikaci druhů podle lipidových profilů.
• Zkrácení doby analýzy, snížení spotřeby rozpouštědel a zvýšení reproducibility.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace GC–MS pro indikaci struktur MK a oxidovaných forem.
• Vývoj nových hybridních stacionárních fází s cílenou selektivitou.
• Online derivatizace a miniaturizované kapilární systémy pro high-throughput screening.
• Využití širokoborých sloupců v GC×GC pro komplexní lipidomické studie.

Závěr

Článek demonstruje široké možnosti kapilární GC v analýze volných a metylesterifikovaných mastných kyselin. Výběrem odpovídajícího stacionárního fáze lze dosáhnout rychlých, vysoce rozlišených a opakovatelných výsledků od krátkých volných MK až po komplexní cis/trans a poziční izomery, včetně bakteriálních profilů.

Reference

1. Sidisky LM et al. American Laboratory 20 (1988) 100–105.
2. Ackman RG. Lipids 2 (1967) 502–505.
3. Woodford FP, Van Gent CM. J Lipid Res 1 (1960) 188.
4. Miwa TK et al. Anal Chem 32 (1960) 1739.
5. Ackman RG. In: Analysis of Oils and Fats, Elsevier (1986), p. 137.
6. AOAC Official Method 28.060, 14th Ed. (1984).
7. AOCS Official Method Ce 1-62 (1981).
8. Einig RG, Ackman RG. J Amer Oil Chem Soc 64 (1987) 499.
9. Federal Register, 15 Sept 1989, p. 38219.
10. Sanders TA, Roshanai F. Clinical Science 64 (1983) 91–99.
11. Singer P et al. Atherosclerosis 49 (1983) 99–108.
12. Lammi-Keefe CJ, Jensen RG. J Pediatr Gastro Nutr 3 (1984) 172–198.
13. Gibson RA. Lipids 18 (1983) 743–752.
14. Wijesundera RC, Ackman RG. J Chromatogr Sci (199?).
15. Ackman RG. AOCS Meeting Dallas TX (1984).
16. Ackman RG. osobní komunikace.
17. Sidisky LM et al. J Chromatogr Sci 26 (1988) 320–324.
18. Christie WW. J Chromatogr 447 (1988) 305–314.
19. Slover HT, Lanza E. J Amer Oil Chem Soc 56 (1979) 933–943.