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.
Materiały
Referencje
Zaloguj się lub utwórz konto, aby kontynuować.
Nie masz konta użytkownika?