Food Safety Applications NotebookEnvironmental Contaminants - Environmental Contaminants

Význam tématu

Biogenní aminy představují skupinu biologicky aktivních sloučenin vznikajících dekarboxylací aminokyselin. V potravinách (ovoce, zelenina, čokoláda) mohou signalizovat jak svěžest, tak nežádoucí mikrobiální aktivity a nést riziko nežádoucích účinků (histaminový syndrom, migrény, hypertenze). Spolehlivá stanovení těchto amines jsou klíčová pro zajištění bezpečnosti potravin a pro kontrolu kvality při výrobě a distribuci.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo ověřit univerzální analytickou metodu pro stanovení biogenních aminů v netradičních maticích (kiwi, špenát, čokoláda) bez nutnosti složitého chemického značení. Použit byl polymerní kationex IonPac CS18 a trojí detekce: potlačená vodivost, integrovaná pulzní amperometrie (IPAD) a UV absorbance (276 nm) pro potvrzení aromatických aminů (tyramin).

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (ovoce, zelenina, čokoláda) byly homogenizovány a extrahovány kyselinou metansulfonovou nebo trichloroctovou, poté centrifugovány a filtrovány. Eluent metansulfonová kyselina (3–45 mM) byl generován on-line pomocí modulu Eluent Generator. Chromatografické separace probíhala na IonPac CS18 (2 × 250 mm) s IonPac CG18 předkolonou. Po separaci byla část eluátu vedena na potlačený vodivostní detektor (CSRS ULTRA II, externí voda), část na elektrochemickou buňku pro IPAD (konvenční Au elektroda, integrovaný pulzní režim), část na UV detektor (276 nm) pro potvrzení tyraminu.

Použitá instrumentace

• Dionex ICS-3000: DP Dual Pump, DC Detector/Chromatography Module
• Eluent Generator s kartridží EGC II MSA
• IonPac CS18 Analytical Column (2 × 250 mm), CG18 Guard (2 × 50 mm)
• Suppressor CSRS ULTRA II (2 mm, externí vodní režim)
• Electrochemical cell (pH/Ag/AgCl refereční elektroda, Au pracovní elektroda)
• AD25 UV/Vis detektor s 10 mm kyvetou
• Chromeleon 6.7 pro řízení systému a zpracování dat

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala:

• Linearity r2 > 0,997 pro všechny aminy.
• Detekční limity 3–80 μg/L (potlačená vodivost), 20–400 μg/L (IPAD), 110 μg/L (UV tyramin).
• Intradenní přesnost ret. časů < 0,1 % (potlačená vodivost), < 0,3 % (IPAD), < 0,2 % (UV); ploch RSD < 1,3 % (potlačená vodivost), < 2,9 % (IPAD).
• Kiwi a špenát obsahovaly zejména spermidin a putrescin v řádech desítek mg/kg, histamin pod LOD.
• Čokoláda obsahovala tyramin a kadaverin na úrovni jednotek mg/kg, potvrzeno UV detekcí.
• Spolehlivost potvrzena spárováním detekcí: potlačená vodivost + IPAD + UV pro aromatické aminy.

Přínosy a praktické využití metody

• Žádné chemické značení: zkrácené doby analýzy a nižší riziko chyb.
• Univerzální postup pro různé typy potravin (ovoce, zelenina, čokoláda, maso, mléčné výrobky).
• Vysoká citlivost a selektivita potlačené vodivosti pro většinu aminů.
• IPAD rozšířené detekční možnosti o aminy bez náboje po potlačení.
• UV přidává selektivitu pro aromatické aminy (tyramin).

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření sledovaných analyz na polyaminy v dalších pekařských a mořských produktech.
• Integrace s hmotnostní spektrometrií (IC-MS) pro potvrzení neznámých interferentů.
• Automatizované on-line vzorkování a příprava pro rutinní kontrolu kvality.
• Vývoj miniaturizovaných systémů pro rychlé testování in situ.

Závěr

Popsaná metoda využívá kombinaci IonPac CS18, potlačené vodivosti, IPAD a UV detekce pro efektivní stanovení biogenních aminů ve vybraných maticích. Metoda nabízí vysokou citlivost, spolehlivost a univerzálnost bez potřeby derivatizace, a je vhodná pro rutinní analýzy v potravinářském průmyslu.

Reference

1. Rey M.; Pohl C. Novel Cation-Exchange Column for the Separation of Hydrophobic and/or Polyvalent Amines. J. Chromatogr. A, 2003, 997, 199–206.
2. Clarke A.P.; Jandik P.; Rocklin R.D.; Liu Y.; Avdalovic N. Integrated Amperometry Waveform for Direct, Sensitive Detection of Amino Acids and Amino Sugars Following Anion-Exchange Chromatography. Anal. Chem., 1999, 71, 2774–2781.
3. Hoekstra J.C.; Johnson D.C. Comparison of Potential-Time Waveforms for Detection of Biogenic Amines in Complex Mixtures Following Separation by Liquid Chromatography. Anal. Chem., 1998, 70, 83–88.
4. Draisci R.; Giannetti L.; Boria P.; Lucentini L.; Palleschi L.; Cavalli S. Improved Ion Chromatography-IPAD Method for Evaluation of Biogenic Amines in Food of Vegetable or Animal Origin and in Fermented Foods. J. Chromatogr. A, 1998, 798, 109–116.
5. Pastore P.; Favaro G.; Badocco D.; Tapparo A.; Cavalli S.; Saccani G. Determination of Biogenic Amines in Chocolate by Ion Chromatographic Separation and Pulsed Integrated Amperometric Detection. J. Chromatogr. A, 2005, 1098, 111–115.