Eau ultra-pure pour l'analyse des aliments et des boissons par chromatographie ionique
Aperçu de la section
- Analyse des sucres dans le cadre de la sécurité alimentaire et du contrôle de l'authenticité des aliments
- Avantages de la chromatographie ionique pour l'analyse des aliments et des boissons
- Rôle de l'eau en chromatographie ionique (IC)
- Adéquation de l'eau ultrapure pour l'analyse par IC des aliments et des boissons
- Avantages de l'utilisation de l'eau ultrapure Milli-Q® pour l'analyse par IC des aliments et des boissons
- Produits associés
Avec la mondialisation de l'approvisionnement alimentaire, la sécurité et la qualité des aliments sont devenues des préoccupations majeures tant pour les consommateurs que pour les organismes de réglementation. Les sucres et les acides organiques, par exemple, influencent les propriétés organoleptiques de nombreux produits. Ils doivent être identifiés et analysés dans les matières premières et tout au long du processus de production, jusqu'au contrôle qualité final et à l'étiquetage nutritionnel. De plus, l'analyse de la composition en sucres des aliments et l'identification des additifs constituent un moyen utile d'évaluer l'authenticité des aliments et de détecter toute falsification.
Avantages de la chromatographie ionique pour l'analyse des aliments et des boissons
L'un des principaux défis liés aux analyses des aliments et des boissons consiste à détecter des traces d'analytes dans des matrices complexes. La chromatographie ionique (CI) est de plus en plus utilisée dans les laboratoires d'assurance qualité/contrôle qualité (AQ/CQ) des aliments et des boissons, car il s'agit d'une méthode analytique polyvalente et sensible qui permet l'analyse simultanée d'un large éventail de composés. La CI simplifie les analyses en permettant la quantification de plusieurs composants en un seul cycle. Cette technique peut également améliorer l'efficacité des laboratoires grâce à la préparation automatisée des échantillons en ligne. En réduisant au minimum les interventions manuelles dans des processus tels que la dialyse, la filtration et la dilution, l'analyse par IC rationalise les flux de travail et réduit le risque d'erreur. En conséquence, la chromatographie ionique s'impose comme une méthode robuste et fiable pour le contrôle qualité des aliments et des boissons, ce qui en fait un outil essentiel pour les professionnels du secteur.
Rôle de l'eau en chromatographie ionique (CI)
L'eau est un réactif crucial dans le flux de travail de la CI, car elle est nécessaire à de nombreuses étapes, notamment la préparation des échantillons, des étalons, des blancs et des éluants. Pour garantir une analyse par CI précise et fiable, l'eau utilisée doit être de la plus haute qualité et exempte des analytes d'intérêt. Tout contaminant présent dans l'eau peut avoir un impact sur les résultats et doit être évité.
Adéquation de l'eau ultra-pure pour l'analyse par chromatographie ionique (CI) des aliments et des boissons
Cette étude examine l'adéquation de l'eau ultrapure obtenue à partir d'un système de purification d'eau ultrapure Milli-Q® IQ 7000 pour l'analyse par chromatographie ionique (CI) des sucres et des petits acides organiques couramment évalués dans les laboratoires d'analyse des aliments et des boissons.
Quantification des sucres dans l'eau ultrapure
Les sucres sont importants pour la nutrition humaine et doivent être analysés pour l'étiquetage nutritionnel et le contrôle de la qualité des produits. Le lactose fait l'objet d'une surveillance attentive dans de nombreux produits, en particulier ceux qui se prétendent sans lactose. Les sucres sont également de bons indicateurs de la saveur des boissons, telles que la bière ou le café.
La chromatographie par échange d'anions haute performance avec détection ampérométrique pulsée (HPAE-PAD) est une méthode de chromatographie ionique (CI) de plus en plus utilisée qui permet la quantification directe et sensible d'une large gamme de glucides à des concentrations nanomolaires sans nécessiter de dérivatisation.1,2
Pour obtenir des résultats fiables, cohérents et précis, il est nécessaire d'utiliser une eau exempte des analytes d'intérêt. À l'aide de la HPAE-PAD, de l'eau ultrapure fraîchement produite par le système Milli-Q® IQ 7000 a été analysée pour détecter la présence de monosaccharides courants (fructose, glucose) et de disaccharides (saccharose, maltose, lactose). Le tableau 1 montre que l'eau ultrapure contenait moins que la limite de quantification de la méthode (1 mg/L) pour chacun des sucres. Cette eau est donc adaptée à la préparation des échantillons et des éluants, ainsi qu'à la préparation des étalons pour les analyses de sucres.
Quantification des petits acides organiques dans l'eau ultra-pure
Les petits acides organiques influencent le goût et l'arôme des aliments et des boissons. Ces acides peuvent être présents à l'état naturel ou ajoutés afin de renforcer l'acidité d'un produit, de stabiliser le pH ou d'agir comme conservateur. Les acides tartrique, citrique et malique font l'objet d'une surveillance étroite dans le vin, la bière et les jus de fruits. Ils possèdent des propriétés organoleptiques et constituent de bons indicateurs de qualité. L'acétate et le lactate, en revanche, sont souvent utilisés comme indicateurs d'altération microbiologique, par exemple dans les jus de fruits. Dans les boissons gazeuses, le citrate et le malate sont surveillés car ils agissent comme acidifiants ou exhausteurs de goût.
Nous avons analysé de l'eau ultrapure fraîchement produite et distribuée par un système d'eau Milli-Q® IQ 7000 afin de détecter la présence des acides organiques susmentionnés par chromatographie en phase liquide (CL) avec détection de conductivité supprimée. Le tableau 2 montre que l'eau ultrapure ne contenait pas de concentrations ioniques mesurables d'acide citrique, malique, tartrique ou lactique, comme l'a déterminé un laboratoire indépendant. Les teneurs en acide acétique et formique ont été mesurées en interne après préconcentration. Les résultats ont montré que leurs concentrations ioniques étaient également inférieures à la limite de quantification (LOQ) de la méthode. L'eau ultrapure provenant d'un système Milli-Q® IQ 7000 est donc adaptée à la préparation d'échantillons et à l'analyse des acides organiques dans les aliments et les boissons par chromatographie ionique (CI).
Section expérimentale : Instrumentation et méthodologie
Échantillons testés
Eau ultra-pure provenant d'un système de purification d'eau Milli-Q® IQ 7000 (résistivité : 18,2 MΩ.cm à 25 °C, COT < 5 ppb) équipé d’un filtre final de 0,22 µm (Millipak®) et alimenté par un système de prétraitement par électrodéionisation (EDI) Elix® similaire au système d’eau pure Milli-Q® IX.
Analyse des sucres
- Le glucose, le fructose, le saccharose, le maltose et le lactose ont été analysés par un laboratoire indépendant accrédité (COFRAC).
- Instrument : Thermo Scientific Dionex™ ICS-5000+
- Colonne analytique : CarboPac™ PA1, 4 x 250 mm
- Éluant : gradient de NaOH (A : 50 mM de NaOH et B : 100 mM de NaOH, tous deux préparés avec de l'eau provenant d'un système d'eau ultrapure Milli-Q®)
- Détection : Amperométrie pulsée
Analyse des petits acides organiques
1. Les acides citrique, malique, tartrique et lactique ont été analysés par un laboratoire indépendant accrédité (COFRAC).
- Instrument : Thermo Scientific Dionex™ ICS-5000+
- Colonne analytique : IonPac™ AS 11-HC
- Éluant : gradient de NaOH de 1 à 60 mM (solutions de NaOH préparées avec de l'eau provenant d'un système d'eau ultrapure Milli-Q®)
- Détection : conductivité supprimée
2. Les acides acétique et formique ont été analysés (après préconcentration) dans nos laboratoires de R&D.
- Instrument : Thermo Scientific Dionex™ ICS-3000
- Colonnes : Concentrateur d'anions : IonPac™ UTAC-ULP1 5 x 23 mm ; Colonne de garde : IonPac™ AG19 2 x 50 mm ; Colonne analytique : IonPac™ AS19 2 x 250 mm
- Volume des échantillons : 100 ml
- Étalons : étalons TraceCERT®
- Éluant : gradient de KOH : 1 à 35 mM de KOH de 0 à 20 min ; 35 mM de 20 à 25 min ; 35 à 1 mM de 25 à 25,1 min ; 1 mM de 25,1 à 30 min. Source d'éluant : EG40 avec cartouche KOH et eau ultra-pure par alimentation directe à partir d'un système de purification d'eau ICW-3000™ ; Débit : 0,25 mL/min
- Détection : conductivité supprimée ; suppresseur d'éluant : ASRS® Ultra II 2 mm
Avantages de l'utilisation de l'eau ultrapure Milli-Q® pour l'analyse par IC des aliments et des boissons
Le système Milli-Q® IQ 7000 produit de l'eau ultra-pure adaptée à la chromatographie ionique.
Lors de l'analyse d'aliments ou de boissons, il convient d'utiliser des réactifs de haute qualité tout au long du processus analytique, depuis la préparation des étalons et des échantillons jusqu'à l'analyse, car la présence de contaminants peut fausser les résultats. Dans cette étude, il a été démontré que l'eau ultra-pure distribuée par un système d'eau de laboratoire Milli-Q® IQ 7000 était effectivement exempte des sucres et acides organiques couramment analysés, ce qui rend cette eau idéale pour l'analyse par chromatographie ionique (CI) d'échantillons d'aliments et de boissons.
L'eau ultrapure est également exempte d'autres contaminants, tels que les ions inorganiques, les bactéries et les particules, susceptibles d'affecter les performances de l'instrument d'analyse lui-même. Les fabricants d'instruments ont observé que la technique chromatographique HPAE-PAD est plus sensible à certains contaminants de l'eau que d'autres techniques d'analyse.3 Par exemple, si l'éluant est préparé à partir d'eau contaminée par des bactéries, des signaux de fond élevés peuvent réduire les aires des pics des analytes d'intérêt. De plus, des pics supplémentaires peuvent apparaître si cette eau est utilisée pour préparer les échantillons destinés à cette méthode. C'est pourquoi, lors du prélèvement d'eau ultra-pure à partir d'un système d'eau ultra-pure Milli-Q®, l'utilisation du filtre final Millipak® de 0,22 μm est fortement recommandée pour éliminer ces contaminants critiques.
Cette étude démontre que l'eau ultra-pure fraîchement produite par un système de purification d'eau Milli-Q® IQ 7000 est adaptée à l'analyse par chromatographie en phase liquide (CPL) des sucres et des petits acides organiques. Un système de purification d'eau ultrapure Milli-Q® IQ 7000 peut être alimenté par un système d'eau pure Milli-Q® IX. Il est également possible d'utiliser le système tout-en-un Milli-Q® IQ 7003/05/10/15 pour eau pure et ultrapure, qui distribue également de l'eau ultrapure adaptée à l'analyse par chromatographie ionique en utilisant l'eau du robinet comme source d'alimentation.