Tendances récentes dans l'analyse des boissons - Vitamines

Sous l'impulsion de la pandémie mondiale de COVID-19, les consommateurs recherchent de plus en plus des aliments et des boissons qui soutiennent l'immunité et la santé. En conséquence, le marché mondial des boissons fonctionnelles devrait atteindre 158 milliards de dollars en 2023^.1 Les solutions HPLC et UPLC de Waters permettent de mettre en œuvre des méthodes de test fiables, précises et efficaces pour garantir que les boissons finies répondent aux spécifications des fabricants et aux allégations nutritionnelles des étiquettes.

Popularité des boissons fonctionnelles pour favoriser le bien-être et la santé immunitaire

Aujourd'hui, les fabricants d'aliments et de boissons doivent continuellement innover pour répondre à la demande croissante des consommateurs pour des produits qui soutiennent le style de vie et les objectifs de santé. Six consommateurs mondiaux sur dix choisissent des produits qui présentent des avantages pour la santé, le système immunitaire ou la forme physique.

Le marché des boissons fonctionnelles comprend une variété de boissons enrichies en vitamines et minéraux, y compris les eaux aromatisées, les boissons à base de plantes, les boissons à base de produits laitiers, les boissons pour sportifs et les boissons énergétiques. En particulier, les eaux aromatisées continuent de gagner en popularité et en diversité de produits, car les consommateurs soucieux de leur santé recherchent des alternatives à faible teneur en sucre ou sans sucre aux boissons pour sportifs, aux boissons énergétiques et aux sodas gazeux traditionnels.

Lorsque l'on enrichit des boissons avec des vitamines, des tests de laboratoire sont nécessaires dans un certain nombre de domaines, notamment :

• Développement de produits
• Assurer la stabilité des vitamines tout au long du cycle de vie du produit
• Confirmer que les produits finis répondent aux allégations de l'étiquette

Un étiquetage clair et précis est essentiel pour soutenir le choix des consommateurs et répondre aux exigences réglementaires, et les fabricants doivent avoir confiance dans les tests des vitamines, minéraux et autres ingrédients pertinents ajoutés.

Complexité et défis entourant les tests et l'analyse des vitamines

Les anciennes méthodes d'analyse des vitamines dans les aliments et les boissons se limitent à une petite série de vitamines, ce qui oblige à utiliser plusieurs méthodes d'analyse et à investir davantage dans des technologies d'analyse multiples et souvent différentes pour effectuer des analyses multivitaminiques. En conséquence, le personnel de laboratoire doit suivre une formation approfondie sur ces différentes méthodes et technologies.

L'analyse des vitamines présente de nombreux défis, notamment la stabilité des vitamines, qui peut être affectée par des facteurs tels que l'exposition à la lumière ou à la chaleur, ce qui peut avoir des répercussions sur la préparation et le stockage des normes d'étalonnage et des échantillons. Souvent, une boisson peut contenir des ingrédients supplémentaires qui peuvent interférer avec les méthodes d'analyse des vitamines, ce qui nécessite un haut degré de sélectivité analytique pour des analyses précises.

Dans une étude de cas, Improving standards for vitamin analysis using mass detection, le Dr Chandra d'Amway discute des avantages de l'introduction de la détection de masse, telle que le détecteur de masse ACQUITY QDa, dans les flux de travail de routine des tests de vitamines. Le Dr Chandra y fait état :

• La nécessité constante de rechercher de nouvelles technologies analytiques permettant d'améliorer la sélectivité et la détection des flux de travail analytiques pour les tests de routine des multivitamines.
• Le détecteur de masse ACQUITY QDa a permis d'harmoniser les méthodes d'analyse des vitamines d'Amway
• Le détecteur de masse ACQUITY QDa réduit aussi simultanément l'impact des coelutions provenant d'autres ingrédients du produit lors de la confirmation de concentrations plus faibles de vitamines, qui sont difficiles à mesurer avec la détection optique.

La flexibilité de l'HPLC permet une analyse précise de vitamines multiples et diverses.

La chromatographie liquide à haute performance (CLHP) est fréquemment utilisée pour mesurer la concentration de vitamines dans les boissons. La flexibilité offerte par l'ensemble des phases stationnaires des colonnes et des détecteurs en fait une technique utile pour l'analyse de plusieurs vitamines, dont la structure, les propriétés chimiques et les valeurs de concentration ajoutées sont diverses.

La chromatographie en phase inversée est la phase stationnaire typique des colonnes HPLC utilisée pour la séparation des vitamines hydrosolubles et liposolubles. Elle utilise de l'eau et du méthanol ou de l'acétonitrile comme phase mobile. Des additifs et des tampons tels que l'acide formique et le formiate d'ammonium sont souvent ajoutés pour améliorer la forme des pics, la rétention et la sélectivité. Certaines méthodes anciennes fonctionnant sur des colonnes de silice C18 utilisent des réactifs d'appariement d'ions pour améliorer la rétention et la sélectivité des vitamines hydrosolubles ciblées.

Les systèmes chimiques modernes à phase inversée tels que le système HSS T3 d'ACQUITY UPLC peuvent retenir et séparer plusieurs vitamines hydrosolubles sans avoir recours à des réactifs d'appariement des ions. La note d'application intitulée Rapid Analysis of 10 Water-soluble Vitamins, Caffeine, and Six Common Food Dyes Using ACQUITY UPLC with UV Detection (Analyse rapide de 10 vitamines hydrosolubles, de la caféine et de six colorants alimentaires courants à l'aide de la technologie ACQUITY UPLC avec détection UV) fournit un exemple de rétention et de séparation de plusieurs vitamines hydrosolubles sans utiliser de réactifs de pairage d'ions.

Une approche alternative à la chromatographie en phase inversée pour la rétention et la séparation des analytes polaires est l'utilisation de la chromatographie liquide à interaction hydrophile (HILIC), une technique HPLC souvent utilisée pour l'analyse des composés polaires. La note d'application intitulée ACQUITY UPLC Analysis of Water-Soluble Vitamins (analyse des vitamines hydrosolubles) fournit un exemple de séparation HILIC à l'aide de la colonne BEH Amide ACQUTY UPLC.

Lors de l'utilisation de la méthode HILIC pour l'analyse des vitamines dans les boissons, la dilution de l'échantillon avec un solvant organique tel que l'acétonitrile peut être nécessaire pour réduire la " force " du diluant d'injection de l'échantillon à base d'eau avec un solvant " plus faible " plus proche des conditions de départ de la phase mobile utilisée dans la méthode HILIC.

Comment l'UPLC permet d'améliorer l'efficacité, la productivité et la réduction des coûts des laboratoires.

Voici quelques objectifs communs lors de la modernisation des méthodes de test de vitamines existantes ou de la création d'une nouvelle méthode de test :

• Accélérer le délai d'exécution des échantillons
• Réduire le nombre de méthodes d'essai
• Réduire le coût de l'analyse
• Réduire la consommation de solvants et les déchets

L'utilisation de la chromatographie liquide à ultra haute performance (UPLC), qui utilise la technologie des colonnes de moins de 2 µm, permet aux laboratoires de transférer les méthodes actuelles ou de consolider les méthodes HPLC existantes pour atteindre les objectifs ci-dessus.

Une étude de cas, intitulée Manufacturer Reduces Vitamin QC Analysis Times by Up to 90%, traite des avantages pour le laboratoire et l'entreprise obtenus en remplaçant la technologie HPLC traditionnelle par la technologie UPLC H-Class d'ACQUITY. L'étude de cas souligne les avantages pour la productivité et l'efficacité du laboratoire, notamment :

• Consolidation des procédures d'essai en un nombre réduit de méthodes
• Une diminution de 90% du temps d'analyse
• Une diminution de 70 à 80 % de l'utilisation de solvants

En plus de l'utilisation de l'UPLC, pour augmenter encore la productivité, des techniques telles que la régénération de colonnes parallèles offrent une solution pour augmenter le débit et réduire le temps d'analyse. Un exemple d'application de la régénération de colonnes parallèles à une méthode d'analyse des vitamines est décrit dans la note d'application intitulée Increasing Sample Throughput Using Parallel Column Regeneration for the Analysis of Water Soluble Vitamins by Hydrophilic Interaction Liquid Chromatography (HILIC). Dans la régénération de colonnes parallèles, le segment de rééquilibrage est exclu du cycle d'injection, ce qui signifie que le temps d'analyse est raccourci, ce qui augmente la productivité tout en maintenant la séparation.

Amélioration de l'analyse des vitamines B grâce à la technologie de surface haute performance MaxPeak

De fortes interactions entre les surfaces métalliques des voies d'écoulement HPLC ou UPLC et certains analytes peuvent entraîner des formes de pics médiocres, une perte d'analyte, une réponse de pic incohérente et d'autres problèmes LC qui ont un impact sur la qualité des données et la fiabilité des méthodes.

Pour résoudre ces interactions, Waters a récemment lancé la solution ACQUITYTM Premier qui intègre les technologies de surface haute performance (HPS) MaxPeakTM. Le dossier d'application intitulé " Enhancing the LC-MS/MS Analysis of B-group Vitamins with MaxPeak High Performance Surface Technology" (Améliorer l'analyse LC-MS/MS des vitamines du groupe B avec la technologie de surface haute performance MaxPeak) met en évidence les améliorations apportées à l'analyse des vitamines B dans des domaines tels que :

• Forme du pic
• Pics de résidus
• Réponse aux pics
• Report de fonds

Protéger les marques grâce à des flux de travail normalisés et fiables pour l'analyse des boissons

Les solutions d'instrumentation et de services de Waters permettent aux laboratoires d'analyse des boissons de créer des méthodes d'analyse efficaces, soutenant ainsi les fabricants de boissons :

• Développer de nouveaux produits de boissons fonctionnelles pour répondre à l'évolution des préférences des consommateurs.
• S'assurer que les produits finis sont conformes aux allégations d'étiquetage concernant les vitamines ajoutées.
• Minimiser le surdosage d'ingrédients coûteux tels que les vitamines

En savoir plus sur les solutions de Waters pour l'analyse des boissons

1. Business Wire. (2021). Global Functional Beverages Market Opportunities and Strategies Report 2020-2030 - ResearchAndMarkets.com. https://www.businesswire.com/news/home/20210108005264/en/Global-Functional-Beverages-Market-Opportunities-and-Strategies-Report-2020-2030-ResearchAndMarkets.com

2. Innova Market Insights. (2020). Innova identifie les 10 principales tendances en matière d'aliments et de boissons pour accélérer l'innovation en 2021. https://www.innovamarketinsights.com/innova-identifies-top-10-food-and-beverage-trends-to-accelerate-innovation-in-2021/

3. Research and Markets. (2020) Electrolyte and Vitamin Water Market - Global Outlook and Forecast 2020-2025. https://www.researchandmarkets.com/reports/5130180/electrolyte-and-vitamin-water-market-global?w=4&utm_source=BW&utm_medium=PressRelease&utm_code=zlhnj7