Chapter 1 Analytical examples of food additives
Acidulants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Antioxidants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Preservatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Artificial sweeteners . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Colorants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Flavors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Vanillin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Bitter compounds: hesperidin and naringenin . . . . . . . 14
Chapter 2 Analytical examples of residues and
contaminants
Residues of chemotherapeutics and antiparasitic drugs . . 16
Tetracyclines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Fumonisins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Mycotoxins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Bisphenol A diglydidyl-ether (BADGE) . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Pesticides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Carbamates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Glyphosate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Chapter 3 Analytical examples of natural
components
Inorganic anions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Lipids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Triglycerides and hydroperoxides in oils . . . . . . . . . . . 35
Triglycerides in olive oil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Fatty acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Carbohydrates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Vitamins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Water-soluble vitamins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Fat-soluble vitamins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Analysis of tocopherols on normal-phase column . . . . 46
Biogenic amines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Amino acids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Peptides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Part One
The HPLC Approach
Chapter 4 Separation in the liquid phase
Separation mechanisms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Reversed-phase materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Ion-exchange materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Size-exclusion gels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Adsorption media . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
The advent of narrow-bore columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
Influence of column temperature on separation . . . . . 60
Chapter 5 Sample preparation
Sample preparation steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Solids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Ultrasonic bath liquid extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
Steam distillation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Supercritical fluid extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Liquids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Liquid-liquid extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Solid-phase extraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Gel permeation chromatography . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Guard columns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Chapter 6 Injection techniques
Characteristics of a good sample introduction device . . . 70
Manual injectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Automated injectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
Autosampler with sample pretreatment capabilities . . . . 72
Derivatization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Chapter 7 Mobile phase pumps and degassers
Characteristics of a modern HPLC pump . . . . . . . . . . . . . . 76
Flow ranges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Gradient elution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Gradient formation at high pressure . . . . . . . . . . . . . . . 77
Gradient formation at low pressure . . . . . . . . . . . . . . . 77
Part Two
The Equipment Basics
Pump designs for gradient operation . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Low-pressure gradient Agilent 1100 Series pump . . . . 78
High-pressure gradient Agilent 1100 Series pump . . . . 80
Degassing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Helium degassing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Vacuum degassing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Chapter 8 Detectors
Analytical parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Limit of detection and limit of quantification . . . . . . . 87
Selectivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
Linearity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Qualitative information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
UV detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Diode array detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Three dimensions of data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
Fluorescence detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Cut-off filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Signal/spectral mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Online spectral measurements and
multi signal acquisition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Multisignal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
Electrochemical detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Electrode materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Flow cell aspects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
Automation features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Mass spectrometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
API interfaces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Refractive index detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
Chapter 9 Derivatization chemistries
Addition of UV-visible chromophores . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Addition of a fluorescent tag . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Precolumn or postcolumn? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Automatic derivatization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Chapter 10 Data collection and evaluation techniques
Strip chart recorders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Integrators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
Personal computers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Local area networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
Networked data systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Chapter 11 Factors that determine performance in HPLC
Limit of detection and limit of quantification . . . . . . . . . 121
Accuracy and precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Qualitative information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
