Analytical method development for carbohydrates from egg white products
Karjalainen, Maaret (2026)
Diplomityö
2026
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026061168064
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2026061168064
Tiivistelmä
The objective was the development of analytical methods for the determination of total carbohydrates and possible reducing sugars from egg white products, including products produced through precision fermentation. There was a need to find an option for phenol-sulfuric acid method that would be safer. There was no existing analytical method at Onego bio for determining reducing sugars from the egg white products. The aim was to develop a method for the determination of reducing sugars (free sugars and any di-/polysaccharides that can change into reducing sugars during cooking or storage).
A colorimetric assay for the determination of total carbohydrate quantity using thymol and sulfuric acid was developed to replace the existing phenol-sulfuric acid assay. Mannose, glucose and Bioalbumen® samples were used during method development. Pretreatment method using HCl and high temperature hydrolysis was developed for HPLC-RI determination of carbohydrates using Bioalbumen® and hen egg white as samples. Mannose and glucose were used for quantitation of monosaccharides. Series of reference chemicals were analysed with the HPLC-RI method to determine the elution pattern of carbohydrates and other relevant compounds.
The developed Thy-H2SO4 assays shows less deviation in the absorbance readings of most samples compared to the Phe-H2SO4 assay. The assay displays consistent results throughout the concentration range for analysed Bioalbumen® samples (RSD’s below 20%).
The developed hydrolysis method for HPLC-RI determination of carbohydrates gave promising results for different Bioalbumen® and EW samples. The hydrolysis conditions still need some optimisation to gain more certainty of the monosaccharide amounts in different samples, especially the hen EW samples with more complex matrix. Työn tavoitteena oli analyyttisten menetelmien kehitys kokonaishiilihydraattien ja mahdollisten pelkistävien sokereiden määrittämiseksi kananmunanvalkuaistuotteista, mukaan lukien täsmäfermentoinnilla valmistetut tuotteet. Menetelmäkehityksen tarkoituksena oli löytää turvallisempi vaihtoehto fenoli-rikkihappomenetelmälle sekä löytää esikäsittelymenetelmä pelkistävien sokereiden määrittämiseksi HPLC-RI laitteella.
Kolorimetrinen menetelmä kehitettiin hiilihydraattien kokonaismäärän mittaamiseksi tymolin ja rikkihapon avulla korvaamaan olemassa oleva fenoli-rikkihappomentelmä. Menetelmän kehittämisessä käytettiin mannoosi- ja glukoosikalibrointiliuoksia sekä Bioalbumen®-näytteitä. Hiilihydraattien HPLC-RI-määritykseen kehitettiin esikäsittelymenetelmä, jossa hyödynnettiin HCl:a ja korkean lämpötilan hydrolyysiä käyttäen Bioalbumen®- ja kananmunanvalkuaisjauheita näytteinä. Mannoosia ja glukoosia käytettiin monosakkaridien kvantifiointiin. Useita referenssiyhdisteitä analysoitiin HPLC-RI-menetelmällä hiilihydraattien ja muiden olennaisten yhdisteiden eluutiojärjestyksen määrittämiseksi. Kehitetyllä Thy-H2SO4-menetelmällä näytteiden absorbanssilukemissa on vähemmän variaatiota verrattuna Phe-H2SO4-menetelmällä saatuihin tuloksiin. Kehitetty menetelmä antaa yhdenmukaisia tuloksia analysoiduille Bioalbumen®-näytteille koko pitoisuusalueella (RSD alle 20 %).
Kehitetty hydrolyysimenetelmä hiilihydraattien HPLC-RI-määritykseen antoi lupaavia tuloksia eri Bioalbumen®- ja kananmunanvalkuais-näytteille. Hydrolyysiolosuhteita on vielä optimoitava, jotta monosakkaridimääristä eri näytteille, erityisesti monimutkaisemman matriisin omaaville kananmunanvalkuaisnäytteille, saadaan enemmän varmuutta.
A colorimetric assay for the determination of total carbohydrate quantity using thymol and sulfuric acid was developed to replace the existing phenol-sulfuric acid assay. Mannose, glucose and Bioalbumen® samples were used during method development. Pretreatment method using HCl and high temperature hydrolysis was developed for HPLC-RI determination of carbohydrates using Bioalbumen® and hen egg white as samples. Mannose and glucose were used for quantitation of monosaccharides. Series of reference chemicals were analysed with the HPLC-RI method to determine the elution pattern of carbohydrates and other relevant compounds.
The developed Thy-H2SO4 assays shows less deviation in the absorbance readings of most samples compared to the Phe-H2SO4 assay. The assay displays consistent results throughout the concentration range for analysed Bioalbumen® samples (RSD’s below 20%).
The developed hydrolysis method for HPLC-RI determination of carbohydrates gave promising results for different Bioalbumen® and EW samples. The hydrolysis conditions still need some optimisation to gain more certainty of the monosaccharide amounts in different samples, especially the hen EW samples with more complex matrix.
Kolorimetrinen menetelmä kehitettiin hiilihydraattien kokonaismäärän mittaamiseksi tymolin ja rikkihapon avulla korvaamaan olemassa oleva fenoli-rikkihappomentelmä. Menetelmän kehittämisessä käytettiin mannoosi- ja glukoosikalibrointiliuoksia sekä Bioalbumen®-näytteitä. Hiilihydraattien HPLC-RI-määritykseen kehitettiin esikäsittelymenetelmä, jossa hyödynnettiin HCl:a ja korkean lämpötilan hydrolyysiä käyttäen Bioalbumen®- ja kananmunanvalkuaisjauheita näytteinä. Mannoosia ja glukoosia käytettiin monosakkaridien kvantifiointiin. Useita referenssiyhdisteitä analysoitiin HPLC-RI-menetelmällä hiilihydraattien ja muiden olennaisten yhdisteiden eluutiojärjestyksen määrittämiseksi. Kehitetyllä Thy-H2SO4-menetelmällä näytteiden absorbanssilukemissa on vähemmän variaatiota verrattuna Phe-H2SO4-menetelmällä saatuihin tuloksiin. Kehitetty menetelmä antaa yhdenmukaisia tuloksia analysoiduille Bioalbumen®-näytteille koko pitoisuusalueella (RSD alle 20 %).
Kehitetty hydrolyysimenetelmä hiilihydraattien HPLC-RI-määritykseen antoi lupaavia tuloksia eri Bioalbumen®- ja kananmunanvalkuais-näytteille. Hydrolyysiolosuhteita on vielä optimoitava, jotta monosakkaridimääristä eri näytteille, erityisesti monimutkaisemman matriisin omaaville kananmunanvalkuaisnäytteille, saadaan enemmän varmuutta.