LC-IRMS: carbon isotope fingerprints in routine honey fraud analysis

Význam tématu

Autentizace medu je klíčová pro ochranu spotřebitele a kvality potravin. Podvody ve formě ředění medu levnými cukrovými sirupy ohrožují důvěru na trhu a vyžadují spolehlivé analytické přístupy. Pomocí charakteristik izotopového otisku uhlíku lze rozlišit med z rostlin C3 a přidané sirupy z rostlin C4 již při úrovni 1 % adulterace.

Cíle a přehled studie

Studie demonstruje aplikaci systému LC IsoLink II IRMS pro rutinní analýzu 20 vzorků medu (10 autentických, 10 adulterovaných). Cílem bylo ověřit schopnost metody detekovat přídavek C4 a C3 cukrů, porovnat frakční i celkovou izotopovou analýzu a potvrdit robustnost metody během více než osmi měsíců provozu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky medu byly připraveny rozpuštěním 1 g medu ve 4,2 mL vody, následným ředěním 1:100 a filtrací 0,45 µm. Analýza probíhala na systému:

• Vanquish Core HPLC s konverzním rozhraním LC IsoLink II
• Oxidační modul s peroxodisíranem sodným a kyselinou fosforečnou
• Degasační jednotka pro přenos CO₂ do proudění hélia
• DELTA Q IRMS s rozhraním ConFlo IV
• Řídicí software Qtegra ISDS integrovaný s Chromeleon CDS

Chromatografie probíhala izokraticky na koloně Shodex Sugar SC-1011 (60 °C, H₂O, tok 0,3 mL/min, inj. objem 10 µL, běh 40 min). Kvalitu měření zajišťovaly standardy glukózy, směsi fruktózy–glukózy a laboratorní medový standard.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza δ13C jednotlivých frakcí cukrů i celkového proteinu prokázala:

• Detekci přídavku C4 cukrů na úrovni ≥ 1 % a C3 adulterantů ≥ 10 %
• 10 ze 20 vzorků překročilo limity Δδ13C(F–G) > ±1,0 ‰ nebo Δδ13C(max) > ±2,1 ‰ či obsah C4 cukrů ≥ 7 %
• Chromatogramy čistého a zkresleného medu měly podobný průběh, avšak izotopové hodnoty odhalily adulteraci
• Dlouhodobé měření QC standardu (120+ analýz za 8 měsíců) prokázalo vysokou přesnost (SD 0,10–0,16 ‰)

Přínosy a praktické využití metody

Díky online oxidaci a přímému přenosu CO₂ systém umožňuje:

• Rychlé a spolehlivé stanovení 13C/12C v jednotlivých cukrech
• Vysoce citlivé odhalení i nízkých úrovní adulterace
• Automatizaci a minimalizaci údržby díky patentované zpětné proplachovací funkci

Budoucí trendy a možnosti využití

Zlepšení zahrnují rozšíření databází izotopových profilů medů z různých oblastí, integraci s dalšími technikami (např. LC–MS), zvyšování automatizace a aplikaci strojového učení pro pokročilou detekci podvodů. Dalším krokem je snížení detekční meze pro C3 adulteranty a rozvoj miniaturizovaných systémů pro terénní analýzy.

Závěr

Systém LC IsoLink II IRMS představuje vysoce robustní a efektivní nástroj pro autentizaci medu. Umožňuje spolehlivé rozlišení přírodních od nelegitimních složení na základě izotopových otisků uhlíku jednotlivých cukrů v jediném HPLC běhu.

Reference

1. Cabañero I. et al., J. Agric. Food Chem. 54 (2006), 9719–9727
2. AOAC 998.12-1998. C-4 plant sugars in honey.
3. Elflein L., Raezke K.-P., Apidologie 39 (2008), 574–587