Melhore a Análise de Acrilamida em alimentos

Melhore a Análise de Acrilamida em alimentos

Melhore a análise de acrilamida em alimentos com uma coluna LC de longa duração e um padrão interno econômico

A acrilamida pode se formar nos alimentos quando os açúcares e o aminoácido asparagina reagem durante os processos de cozimento em alta temperatura, como fritar, assar, grelhar ou assar. Alimentos como batata frita / batata frita, assados ​​à base de grãos e café são exemplos de commodities que têm sido áreas focais para caracterizar a presença e concentração de acrilamida. A detecção de acrilamida em alimentos foi relatada pela primeira vez em 2002 pela Administração Nacional de Alimentos da Suécia e, desde então, os esforços globais têm crescido para entender melhor sua origem em alimentos para consumo humano e animal, a magnitude da contaminação em vários alimentos e os potenciais efeitos à saúde relacionados à exposição na dieta. A acrilamida é classificada como um produto químico muito perigoso, e grandes quantidades dele podem causar câncer em animais de laboratório (embora nenhuma ligação direta entre a exposição alimentar e o aumento da incidência de câncer em humanos tenha sido comprovada até o momento). Para proteger a saúde pública, os cientistas precisam de métodos de acrilamida mais eficientes que lhes permitam determinar com precisão as concentrações em alimentos e bebidas. Aqui, comparamos as abordagens típicas da análise de acrilamida em alimentos com um processo aprimorado usando uma coluna Allure Acrylamide e um padrão interno deuterado. Os benefícios incluem tempos de análise mais rápidos e períodos mais longos de processamento de amostra sem falhas de adequação do sistema. comparamos abordagens típicas de análise de acrilamida em alimentos com um processo aprimorado usando uma coluna Allure Acrylamide e um padrão interno deuterado. Os benefícios incluem tempos de análise mais rápidos e períodos mais longos de processamento de amostra sem falhas de adequação do sistema. comparamos abordagens típicas de análise de acrilamida em alimentos com um processo aprimorado usando uma coluna Allure Acrylamide e um padrão interno deuterado. Os benefícios incluem tempos de análise mais rápidos e períodos mais longos de processamento de amostra sem falhas de adequação do sistema.

Abordagem Analítica Atual

LC-MS / MS é a técnica escolhida

A análise precisa da acrilamida em matrizes de alimentos apresentou desafios técnicos. Inicialmente, separações por GC com técnicas de detecção de espectrometria de massa foram buscadas porque a acrilamida é um composto pequeno e relativamente volátil. No entanto, essas técnicas se baseavam na conversão da acrilamida em um derivado bromado, o que era uma etapa indesejável [1]. As técnicas de LC-MS / MS foram exploradas e agora são a ferramenta analítica mais comum usada na análise de acrilamida de rotina de amostras de alimentos. Os métodos LC-MS / MS ainda enfrentam obstáculos analíticos, mais notavelmente com a retenção seletiva de acrilamida e sua separação de compostos que são coextraídos das matrizes complexas normalmente estudadas.

Uso de colunas LC de carbono grafitado poroso (PGC)

A Europa formalizou um método para análise de acrilamida em alimentos - EN 16618: 2015 - e exige o uso de guarda LC e colunas analíticas que contêm carbono grafitado poroso (PGC), em parte devido à dificuldade de analisar a acrilamida usando o reverso mais tradicional mecanismos de retenção de fase (RP). As colunas PGC agora são comumente usadas na indústria porque podem reter a acrilamida o suficiente para separá-la dos componentes da matriz que podem ter sido coextraídos, mesmo após o procedimento de preparação de amostra do método EN relativamente rigoroso. A coluna PGC também é capaz de operar em fase móvel 100% aquosa, uma condição sob a qual muitas colunas RP passariam por um fenômeno conhecido como "orvalho", que resulta em perda de tempo de retenção e requer que a coluna seja regenerada por um processo demorado nivelado com fase móvel 100% orgânica.

Uso de padrões internos deuterados

A quantificação precisa é imprescindível, mas o processo de extração pode apresentar variações consideráveis, então o uso de padrões internos que são adicionados à amostra junto com o solvente de extração é recomendado pelo método EN. O método EN inclui o uso de padrões internos deuterados em vez dos padrões internos marcados com carbono que também têm sido comumente usados ​​para análise de acrilamida. Significativamente mais barato do que a acrilamida marcada com carbono, a acrilamida-d3 é uma escolha excelente e econômica para o padrão interno.

Requisitos do Método

O tempo necessário para a análise de acrilamida em alimentos de acordo com o método EN 16618: 2015 é de 8 minutos. Para atender aos requisitos de adequação do sistema, a acrilamida não deve eluir antes de 1,7 minutos, mas o tempo adicional gasto após a eluição da acrilamida é necessário para limpar a coluna de componentes da matriz que permaneceram no extrato da amostra, mesmo após o processo de preparação de amostra de SPE de duas etapas descrito em o método EN. Os componentes da matriz são fortemente retidos nas colunas PGC e, se não forem suficientemente purificados entre as análises, podem degradar o desempenho a ponto de falhar para atender ao requisito de adequação do sistema de tempo de retenção de 1,7 minuto.

Um retorno à retenção de fase reversa pode aumentar o rendimento da amostra

Conforme os laboratórios se aproximam do limite de adequação do sistema ao usar colunas PGC, eles se deparam com a escolha de conduzir o longo procedimento de regeneração da coluna na esperança de recuperar a capacidade de atender aos critérios de adequação do sistema ou ter que substituir a proteção atual, e possivelmente a coluna analítica. Ambas são propostas demoradas e caras que interrompem o processamento da amostra. Mudar para uma coluna Allure Acrylamide é uma alternativa melhor: a química de fase reversa proprietária incorpora um ligante polar exclusivo que retém a acrilamida, é compatível com condições 100% aquosas e oferece tempos de execução mais rápidos e vida útil mais longa do que as colunas PGC. O uso de uma coluna de proteção e coluna analítica Allure Acrylamide fornece o melhor equilíbrio entre reter acrilamida por tempo suficiente para atender ao requisito de adequação do sistema EN, embora não retenha compostos de matriz coextraídos tão fortemente que eles não possam ser lavados da coluna rapidamente entre as análises. Como resultado, os laboratórios que usam colunas Allure Acrylamide podem analisar mais amostras usando menos colunas - uma combinação poderosa de economia para qualquer laboratório de segurança alimentar. Os exemplos a seguir ilustram os benefícios do uso de uma coluna e proteção Allure Acrylamide, junto com um padrão interno deuterado, para laboratórios de segurança alimentar de alto rendimento.

Tempos de análise mais curtos

Como os compostos da matriz eluem rapidamente da coluna Allure Acrylamide, é capaz de se equilibrar e estar pronto para a próxima injeção mais rápido do que até mesmo uma coluna PGC executada em condições otimizadas. A Figura 1 mostra um exemplo de dois métodos diferentes para análise de acrilamida em alimentos (batata frita, neste caso), um com uma coluna Allure Acrylamide e outro com uma coluna PGC representativa. O método da coluna PGC foi ainda mais otimizado a partir do método EN, encurtando o tempo de análise de 8 para 7 minutos, ao mesmo tempo em que fornece a limpeza da coluna ideal e o tempo de equilíbrio. Qualquer lavagem posterior não proporcionou nenhum benefício significativo para a vida útil da coluna. A análise de acrilamida na coluna Allure Acrylamide atendeu ao requisito do método de retenção de 1,7 minutos com boa separação dos componentes da matriz, mas com tempos de equilíbrio muito mais curtos.

Figura 1 : Os laboratórios podem aumentar o rendimento da amostra usando uma coluna Allure Acrylamide porque muito menos tempo de equilíbrio é necessário em comparação com uma coluna PGC, mesmo com uma matriz complexa como batatas fritas.

PicosConc.
(ng / mL)
Precursorprodutos
1Acrilamida-d3 (IS)20075,158,1
2AcrilamidaEndógeno72,155,1
Comparação: Acrilamida extraída de chips de batata em uma coluna de acrilamida Allure vs. uma coluna de carbono grafitado poroso
LC_FS0532
ColunaVer notas
Temp .:22 ° C
AmostraAcrilamida-d3
Diluente:Água
Inj. Vol .:10 µL
Na fase móvelA. 0,001% de ácido fórmico em água, B. 0,001% de ácido fórmico em acetonitrila
Fluxo:0,4 mL / min
DetectorMS / MS
Modo Ion:ESI +
Modo:MRM
InstrumentoHPLC
NotasExtraído de acordo com EN 16618: 2015 Pesou

2,0 g de batatas fritas homogeneizadas em um tubo de centrífuga de 50 mL. Adicionou-se 40 mL de água seguido da adição de padrão interno. Agitado manualmente por 30 segundos, por vórtice por 15 segundos e, em seguida, em um agitador mecânico por 60 minutos ajustado para agitação máxima de extração de amostra. Centrifugado em centrífuga refrigerada a 10 ° C, 3600 xg por 20 min. Retirou a camada aquosa após centrifugação, tomando cuidado para evitar a camada superior, a camada de gordura ou os sólidos na parte inferior do tubo. Colocado o extrato aquoso em recipiente apropriado.

Para limpeza, o primeiro cartucho SPE (coluna SPE multimodo com propriedades apolares, SAX e SCX, 1000 mg / 6 mL) foi condicionado com 3 mL de metanol e alíquotas de 2 x 6 mL de água. Passou 10 mL do extrato aquoso através da coluna e o eluato coletado. Para a próxima etapa de limpeza, o segundo cartucho SPE (coluna SPE poliestireno reticulado / poli-DVB, 500 mg / 6 mL) foi condicionado com 5 mL de metanol e 5 mL de água. O eluato da etapa anterior passou inteiramente pela coluna. Enxágue o cartucho carregado uma vez com 4 mL de água e descarte o solvente de enxágue. Eluiu a acrilamida com 2 mL de metanol a 60% em água. Recolheu a amostra e transferiu para um tubo de evaporação. Colocar o tubo em um evaporador a uma temperatura não superior a 40 ° C para remover o metanol. Evaporado até que o volume final fosse 0,5-0. 8 mL usando um fluxo suave de nitrogênio. Transferiu a amostra final para um frasco de amostrador automático e foi analisada por LC-MS / MS.

Detalhes da coluna
A. Coluna Allure Acrylamide : coluna analítica de 5 μm, 50 mm x 2,1 mm ID (cat. # 9167552) com cartucho de proteção de 5 μm, 10 mm x 2,1 mm ID (cat. # 916750212).
B. Coluna de carbono grafitado poroso : coluna analítica de 5 μm, 50 mm x 2,1 mm ID com cartucho de proteção de 5 μm, 10 mm x 2,1 mm ID.

Gradientes de fase móvel (% B)
A. Coluna Allure Acrylamida : 0,00 min (0%), 1,00 min (0%), 2,00 min (90%), 2,01 min (0%), 5,50 min (0%), fluxo = 0,4 mL / min.
B. Coluna de carbono grafitado poroso : 0,00 min (0%), 1,70 min (0%), 2,70 min (90%), 2,71 min (0%), 7,00 min (0%), fluxo = 0,4 mL / min.


Vida útil mais longa da coluna

A Figura 2 ilustra a extrema estabilidade do tempo de retenção de acrilamida alcançada com a coluna Allure Acrylamide em comparação com uma coluna PGC representativa, que mostra perda de retenção quase imediatamente e, por fim, falha no requisito de tempo de retenção de 1,7 minutos após 475 injeções de uma amostra de café, extraída e limpa de acordo com a EN 16618: 2015. Em contraste, mesmo após 1000 injeções, o desempenho do Allure Acrylamide permanece estável e pronto para a próxima injeção. A Figura 3 mostra como a cromatografia permanece inalterada da primeira à milésima injeção na coluna Allure Acrylamide. Sua capacidade de eluir compostos de matriz coextraídos em vez de retê-los fortemente é a chave para seu desempenho extremamente estável ao longo de centenas e centenas de injeções de matriz repetidas com pouca ou nenhuma manutenção da coluna.

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