Application Handbook Food, Beverages, Agriculture - Release 2

Význam tématu

Vliv analytických metod na bezpečnost a kvalitu potravin, nápojů a zemědělských produktů roste s narůstajícími požadavky na sledování reziduí pesticidů, mykotoxinů, doplňků výživy či kontroly složení ingrediencí. Moderní chromatografické a spektroskopické techniky nabízejí rychlé, citlivé a vysoce selektivní řešení pro komplexní analýzu surovin i hotových výrobků.

Cíle a přehled studie / článku

Text shrnuje široké spektrum aplikací přístrojů Shimadzu využívaných v potravinářství a zemědělství: od plynové chromatografie (GC, GC-MS) a kapalinové chromatografie (HPLC, UHPLC, 2D-LC, SFC) přes hmotnostní spektrometrii (GC-MS/MS, LC-MS/MS), spektroskopii (UV-Vis, FTIR, AAS, ICP-OES, EDX) až k metodám pro kontrolu materiálů, stanovení sumárních parametrů či životně důležité analytické úpravy vzorku.

Použitá metodika a instrumentace

• Gas Chromatography: Tracera GC s bariérovým výbojovým detektorem (BID) pro analýzu nečistot v etylénu a CO₂.
• UHPLC a HPLC: Nexera X2, Prominence-i, Nexera-e pro stanovení stevioglykozidů, polyfenolů, alkaloidů a aflatoxinů v potravinách.
• Mass Spectrometry: LCMS-8030, LCMS-IT-TOF pro kvantifikaci aflatoxinů, karotenoidů a triglyceridů.
• Automatizace derivatizace: SIL-30AC, UF-Amino Station pro aminokyseliny a biogenní aminy s vysokou reprodukovatelností.
• Sumární parametry: TOC/TN analyzátory pro stanovení organického uhlíku a dusíku.
• Supercritical Fluid Extraction/Chromatography: Nexera UC SFE-SFC-MS pro online extrakci a analýzu 510 pesticidů v potravinách.

Hlavní výsledky a diskuse

• Metody GC-BID dosahují sledování plynů na úrovni jednotek ppm s vysokou citlivostí a rozlišením.
• UHPLC metody rozlišují klíčové složky v komplexních matricích (např. glykozidy stévie, polyfenoly v čokoládě, aminokyseliny v mléčných výrobcích) za minutové časy, nízké RSD (< 5 %) a vynikající linearity (R² > 0,999).
• 2D-LC separace umožňují paralelní rozdělení stovek složek podle polarity a chemické struktury (např. víno, oleje, triglyceridy, karotenoidy).
• LC-MS/MS kvantifikace aflatoxinů a reziduí pesticidů dosahuje detekčních limitů na úrovni desítek ng/kg až ppb.
• Online SFE-SFC-MS automatizuje extrakci a analýzu reziduí v potravinách, eliminuje manuální kroky a zvyšuje průchodnost až 48 vzorků najednou.

Přínosy a praktické využití metody

• Zkrácení doby analýzy díky UHPLC, přímým detekčním technikám a automatizaci derivatizace.
• Vysoká kvalita dat ve vysoce regulovaných prostředích (FDA 21 CFR Part 11, GLP).
• Flexibilita pro širokou škálu matic: suroviny, nápoje, doplňky stravy i krmná aditiva.
• Možnost simultánního sledování stovek cílových látek v potravinářském průmyslu.
• Minimalizace rizika lidské chyby a snížení nároků na přípravné práce vzorku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj multidimenzionálních technik (LC×LC, GC×GC) s hyphenovanými detektory (HRMS, Orbitrap).
• Implementace umělé inteligence a strojového učení pro interpretaci velkých dat a prediktivní modelování kvality potravin.
• Rozšíření přístupu k on-line a in-situ monitoringu procesů výroby potravin (Process Analytical Technology – PAT).
• Vývoj miniaturizovaných, senzitivních detektorů a přenosných systémů pro kontrolu kvality v terénu.

Závěr

Prezentované techniky pokrývají klíčové potřeby v potravinářské a zemědělské analytice. Kombinace rychlých chromatografických metod, pokročilé hmotnostní spektrometrie a automatizačních funkcí vede k robustnímu, vysoce průchodnému řešení pro QA/QC laboratoře a výzkumná pracoviště.