Oznaczanie triglicerydów i wosków w produktach spożywczych przy użyciu chłodnego wtrysku na kolumnie i kolumny kapilarnej MET-Biodiesel
Wprowadzenie
Żywienie żywności (skład, zawartość tłuszczu, wymagania dotyczące etykietowania itp.) i chemia żywności (składniki, czystość, smaki i zapachy itp.) to dwa obszary badań w laboratorium żywności i napojów. Przykładami każdego z nich są:
- Pożądane dane żywieniowe obejmują zawartość trójglicerydów w różnych produktach spożywczych, dostarczając informacji uzupełniających skład kwasów tłuszczowych
- Analiza chemiczna żywności obejmuje charakterystykę zawartości wosku w oliwie z oliwek, wykorzystywaną do zapewnienia, że produkt nie jest zafałszowany
Obydwie te analizy można przeprowadzić za pomocą kapilarnej chromatografii gazowej (GC). Zbadano przydatność kolumny kapilarnej MET-Biodiesel do wykonywania obu tych zastosowań.
Kolumna MET-Biodiesel
Kapilarna kolumna GC Supelco MET-Biodiesel została zaprojektowana specjalnie do oznaczania wolnej i całkowitej gliceryny w próbkach biodiesla B100. Tabela 1 zawiera specyfikację kolumny. Kilka cech i zalet tej kolumny wskazuje, że jest ona również odpowiednia do analizy trójglicerydów i wosków w produktach spożywczych. Te cechy i zalety obejmują:
- Kolumna metalowa wytrzymuje lepiej niż topiona krzemionka, praktycznie eliminując pękanie kolumny
- Zintegrowana osłona chroni kolumnę analityczną, wydłużając jej żywotność dzięki szczelnemu połączeniu
- Zintegrowana osłona działa również jako szczelina retencyjna, minimalizując poszerzenie piku
- Zapewnia dobry kształt piku i rozdzielczość dla glicerydów
- Możliwość oddzielenia mono-, di- i triglicerydów (mono- i diglicerydy analizowane jako pochodne TMS)
- Krótka długość kolumny, pozwalająca na szybki czas analizy
- Praca w maksymalnej temperaturze 380 °C (izotermiczna) i 430 °C (programowana)
Naszym celem było uzyskanie akceptowalnej rozdzielczości w możliwie najkrótszym czasie. W celu zilustrowania wyników chromatograficznych, które można uzyskać za pomocą tej kolumny, przeprowadzono kilka analiz, z których każda wykorzystywała inną mieszaninę. Wszystkie separacje zostały wykonane przy użyciu chłodnego wtrysku na kolumnie, co poprawia odzyskiwanie substancji o wysokiej masie cząsteczkowej.
Triglicerydy
Triglicerydy (zwane również triacyloglicerolami, triacyloglicerolami lub TAG) są głównym składnikiem olejów roślinnych i tłuszczów zwierzęcych i stanowią większość tłuszczów trawionych przez ludzi. Są one ważne, ponieważ umożliwiają wchłanianie i transport witamin rozpuszczalnych w tłuszczach. Ponadto odgrywają rolę w metabolizmie (niewykorzystane nasycone lub jednonienasycone kwasy tłuszczowe są przechowywane przez organizm w postaci trójglicerydów). Jednak spożycie trójglicerydów powinno być monitorowane, ponieważ wysoki poziom trójglicerydów został powiązany ze zwiększonym ryzykiem chorób serca i udaru mózgu.
Większość naturalnych tłuszczów zawiera złożoną mieszaninę poszczególnych trójglicerydów. Dlatego do prawidłowej identyfikacji wymagane są wydajne kolumny kapilarne z możliwością zapewnienia dużej rozdzielczości. Trójglicerydy są dużymi związkami wymagającymi stosunkowo wysokiej temperatury końcowej pieca do elucji w rozsądnym czasie.
Trójglicerydy w maśle i smalcu
Przeprowadzono ekstrakcję i analizę triglicerydów w próbkach masła i smalcu, a uzyskane chromatogramy przedstawiono odpowiednio naRysunku 1 i Rysunku 2. Identyfikatory pików są zgodne z nomenklaturą, zgodnie z którą T## (liczba triglicerydów lub liczba triacylogliceroli) oznacza całkowitą liczbę atomów węgla w łańcuchach kwasów tłuszczowych, niezależnie od stopnia nasycenia lub położenia na szkielecie glicerolu. Na przykład T54 może oznaczać SSS, trigliceryd zawierający trzy kwasy stearynowe (C18:0). Może to być również SOS lub SSO, trójgliceryd zawierający dwa kwasy stearynowe (C18:0) i jeden kwas oleinowy (C18:1).
Rysunek 1.Trójglicerydy masła (28668-U)
Rysunek 2.Trójglicerydy smalcu (28668-U)
Metoda MET-Biodiesel, w połączeniu z chłodnym wtryskiem w kolumnie, szybkimi prędkościami przepływu gazu nośnego, szybkimi rampami temperatury pieca i wysokimi temperaturami końcowymi pieca, była w stanie zapewnić znaczną rozdzielczość dla obu zastosowań przy stosunkowo krótkim czasie pracy. Jak widać, profil trójglicerydów masła jest znacznie bardziej złożony niż profil smalcu. Różnice w profilu można przypisać faktowi, że produkty te pochodzą z różnych źródeł; masło jest przetwarzane z mleka krowiego lub śmietany, podczas gdy smalec jest wytapiany ze świńskich tkanek tłuszczowych.
Glicerydy w oleju palmowym
Skład mono-, di- i triglicerydów olejów roślinnych może być stosowany jako miara jakości i czystości. Jeśli olej jest zafałszowany olejem gorszej jakości, wzorce piku i / lub proporcje nie będą zgodne z danymi historycznymi, potencjalnie wykraczając poza dopuszczalne limity kontrolne.
Ponieważ mono- i diglicerydy mają aktywne hydroksylowe grupy funkcyjne, muszą być derywatyzowane przed analizą, aby zminimalizować adsorpcję analitu, zmniejszając w ten sposób ogonowanie piku. Ekstrakt oleju palmowego analizowano na MET-Biodiesel po przekształceniu mono- i diglicerydów w pochodne TMS. Jak pokazano na Rysunku 3, di- i triglicerydy zostały rozdzielone bez nakładania się między grupami. Dodatkowo, kształt piku trójglicerydów wskazuje na dobrą obojętność kolumny.
Rysunek 3.Glicerydy oleju palmowego (28668-U)
Nomenklatura identyfikatorów pików triglicerydów jest taka sama, jak omówiona wcześniej. Identyfikatory pików diglicerydów są zgodne z nomenklaturą, zgodnie z którą DAG## (liczba diacylogliceroli) oznacza całkowitą liczbę atomów węgla w łańcuchach kwasów tłuszczowych, niezależnie od stopnia nasycenia. Następnie 1:2 i 1:3 oznaczają pozycję podstawienia kwasu tłuszczowego na glicerolu. Na przykład DAG36 1:2 ma kwasy tłuszczowe zarówno w pierwszej, jak i drugiej pozycji na szkielecie glicerolu, podczas gdy DAG36 1:3 ma kwasy tłuszczowe zarówno w pierwszej, jak i trzeciej pozycji.
Oliwa z oliwek
Oliwa z oliwek jest bogata w tłuszcze jednonienasycone, w szczególności kwas oleinowy. Jest to interesujące, ponieważ dieta z wyższym udziałem tłuszczów jednonienasyconych wiąże się ze zmniejszeniem ryzyka choroby wieńcowej serca, ze względu na korzystny wpływ na regulację cholesterolu i utlenianie cholesterolu LDL, a także pomaga budować zdrowszą równowagę między tłuszczami omega 3 i omega 6. Dlatego pożądane jest zastępowanie oliwy z oliwek innymi produktami spożywczymi, gdy tylko jest to możliwe.
Oliwa z oliwek jest używana na całym świecie, zwłaszcza w krajach otaczających Morze Śródziemne. Jakość oliwy z oliwek, na którą wpływa źródło oliwek, a także sposób jej przetwarzania, określa, do czego można ją najlepiej wykorzystać. Możliwe zastosowania różnych gatunków oliwy z oliwek przedstawiono w tabeli 2.
Oliwa z oliwek jest regulowana w dużej części świata, aby zniechęcić do etykietowania olejów niższej jakości jako olejów wyższej jakości. W związku z tym przeprowadzane są szczegółowe prace analityczne w celu pełnego scharakteryzowania oliwy. Może to obejmować oznaczanie wolnych kwasów tłuszczowych, wskaźnika nadtlenkowego, zawartości wosków, zawartości steroli, erytrodiolu i uvaolu, nasyconych kwasów tłuszczowych w pozycji 2 triglicerydów, analizy spektrofotometrycznej, składu kwasów tłuszczowych, lotnych rozpuszczalników chlorowcowanych, właściwości organoleptycznych, stigmastadienów, zawartości triglicerydów i zawartości alkoholu alifatycznego.
Woski oliwy z oliwek
Jedną z regulowanych cech oliwy z oliwek jest zawartość wosków, wskaźnik zarówno jakości, jak i czystości. Ponieważ zawartość wosku różni się w zależności od różnych kategorii olejów jadalnych, porównanie wzorów pików i proporcji ze znanymi referencjami i specyfikacjami może określić, czy oliwa z oliwek została zafałszowana gorszym olejem.
Ponieważ niektóre z tych związków wosku mogą mieć wysokie temperatury wrzenia, pożądana jest analiza GC przy użyciu kolumny z limitem wysokiej temperatury. Pozwala to na elucję wszystkich analitów w rozsądnym czasie z dobrym kształtem piku. Rysunek 4 przedstawia chromatogram uzyskany z analizy oliwy z oliwek na kolumnie MET-Biodiesel. Zastosowanie końcowej temperatury pieca 350 °C pomaga uzyskać ostre piki, umożliwiając łatwe i dokładne porównanie wzoru piku i proporcji ze znanymi referencjami.
Rysunek 4.Woski z oliwy z oliwek (28668-U)
Wnioski
Kolumna kapilarna MET-Biodiesel jest odpowiednim wyborem dla analityków, którzy pracują nad separacją triglicerydów i/lub wosków, gdzie wymagane są wysokie temperatury kolumny. Obojętność kolumny, wysoka stabilność termiczna i niski wyciek zapewniają dobry kształt piku i rozdzielczość dla ocenianych analitów. Jak wykazano, kolumna ta może być wykorzystana do osiągnięcia optymalnych wyników dla tych zastosowań.
Referencje
Zaloguj się lub utwórz konto, aby kontynuować.
Nie masz konta użytkownika?