Food Metabolomics Analysis of Wines Using LCMS™-8060NX Triple Quadrupole Mass Spectrometer
Aplikace | 2020 | ShimadzuInstrumentace
Metabolomika potravin (food metabolomics) umožňuje komplexní profilaci nízkomolekulárních metabolitů, jako jsou aminokyseliny a organické kyseliny. Tato metoda nachází uplatnění při hodnocení kvality surovin a finálních produktů, sledování fermentačních procesů a odhalování rozdílů mezi výrobky z různých regionů nebo odrůd.
Cílem studie bylo porovnat metabolitové profily šesti vzorků červených vín různých odrůd a původu. Analýza zahrnovala:
Předúprava vzorků:
Chromatografie a hmotnostní spektrometrie:
Analýza krátkořetězcových mastných a organických kyselin pomocí PCA ukázala rozdíl mezi francouzskými víny (vyšší podíl vinné a sukcinové kyseliny) a ne-francouzskými (americká vína bohatá na kyselinu jablečnou; chilská a australská vína podobné profily).
Simultánní stanovení 97 hydroflických metabolitů vedlo k detekci 60 významných látek. PCA prokázala, že odrůda ovlivňuje zejména profily aminokyselin: Cabernet Sauvignon vyšší prolin a 4-hydroxyprolin, Merlot vyšší fenylalanin, leucin, lysin, Pinot Noir vyšší alanin.
Vyhodnocení poměru jablečné a mléčné kyseliny odhalilo průběh malolaktické fermentace – u většiny vín (Francie, Chile, Austrálie) dokončená fermentace (více mléčné kyseliny), u vína z USA nedokončená (více jablečné kyseliny).
Metoda nabízí:
Další rozvoj směřuje k rozšíření metod o nepolární metabolity a lipidy, integraci více „omics“ dat a využití strojového učení pro predikci senzorických vlastností. Standardizace protokolů a tvorba otevřených databází podpoří širší nasazení v průmyslové praxi a výzkumu.
Komplexní LC-MS/MS analýza krátkořetězcových kyselin a hydroflických metabolitů ve vínech prokázala svoji schopnost rozlišit vliv původu i odrůdy a sledovat fermentační procesy. Představená platforma představuje robustní nástroj pro potravinářskou kontrolu kvality a výzkum.
V původním dokumentu nebyly uvedeny konkrétní literární zdroje.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Metabolomika potravin (food metabolomics) umožňuje komplexní profilaci nízkomolekulárních metabolitů, jako jsou aminokyseliny a organické kyseliny. Tato metoda nachází uplatnění při hodnocení kvality surovin a finálních produktů, sledování fermentačních procesů a odhalování rozdílů mezi výrobky z různých regionů nebo odrůd.
Cíle a přehled studie
Cílem studie bylo porovnat metabolitové profily šesti vzorků červených vín různých odrůd a původu. Analýza zahrnovala:
- srovnání krátkořetězcových mastných a organických kyselin po derivatizaci 3-nitrofenylhydrazinem (3-NPH),
- simultánní stanovení hydroflických metabolitů (aminokyseliny, organické kyseliny, nukleotidy) bez iontové párovací činidlo,
- využití LCMS-8060NX ve spojení s UHPLC Nexera X3 pro citlivou a robustní analýzu.
Použitá metodika a instrumentace
Předúprava vzorků:
- Derivatizace vín pro krátkořetězcové kyseliny 3-NPH, pyridinem a karbodiimidem, 30 min při pokojové teplotě, následně ředění methanolem (5×),
- Pro hydroflické metabolity 100× ředění ultrapure vodou s 1 µmol/l MES jako interním standardem.
Chromatografie a hmotnostní spektrometrie:
- UHPLC Nexera X3 s kolonou Mastro C18 (150×2,0 mm, 3,0 µm) pro krátkořetězcové kyseliny; reverzní fáze pro primární metabolity,
- Gradientní eluce s 0,1 % kyselinou mravenčí ve vodě a v acetonitrilu, průtok 0,25–0,35 ml/min, objem injekce 3 µl,
- LCMS-8060NX v režimu ESI (pozitivní/negativní), MRM detekce, teploty rozhraní 250–400 °C, průtok sušicích plynů až 10 l/min,
- IonFocus Unit – soustředění a transport iontů, eliminace neutrálních částic, ~1,5× zvýšení citlivosti u ~90 % analyzovaných složek,
- Peakintelligence (LabSolutions Insight) pro AI podporované zpracování chromatografických špiček,
- SIMCA®16 pro multivariační analýzu (PCA).
Hlavní výsledky a diskuse
Analýza krátkořetězcových mastných a organických kyselin pomocí PCA ukázala rozdíl mezi francouzskými víny (vyšší podíl vinné a sukcinové kyseliny) a ne-francouzskými (americká vína bohatá na kyselinu jablečnou; chilská a australská vína podobné profily).
Simultánní stanovení 97 hydroflických metabolitů vedlo k detekci 60 významných látek. PCA prokázala, že odrůda ovlivňuje zejména profily aminokyselin: Cabernet Sauvignon vyšší prolin a 4-hydroxyprolin, Merlot vyšší fenylalanin, leucin, lysin, Pinot Noir vyšší alanin.
Vyhodnocení poměru jablečné a mléčné kyseliny odhalilo průběh malolaktické fermentace – u většiny vín (Francie, Chile, Austrálie) dokončená fermentace (více mléčné kyseliny), u vína z USA nedokončená (více jablečné kyseliny).
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí:
- rychlou a citlivou charakterizaci vín a dalších potravinářských vzorků,
- možnost sledovat kvalitu a původ surovin na základě metabolitového otisku,
- optimalizaci výrobních a fermentačních procesů pro cílené vlastnosti produktu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Další rozvoj směřuje k rozšíření metod o nepolární metabolity a lipidy, integraci více „omics“ dat a využití strojového učení pro predikci senzorických vlastností. Standardizace protokolů a tvorba otevřených databází podpoří širší nasazení v průmyslové praxi a výzkumu.
Závěr
Komplexní LC-MS/MS analýza krátkořetězcových kyselin a hydroflických metabolitů ve vínech prokázala svoji schopnost rozlišit vliv původu i odrůdy a sledovat fermentační procesy. Představená platforma představuje robustní nástroj pro potravinářskou kontrolu kvality a výzkum.
Reference
V původním dokumentu nebyly uvedeny konkrétní literární zdroje.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Widely targeted metabolomics of hydrophilic compounds in wine using two LC-MS/MS methods: Comparison of different types and producing regions
2020|Shimadzu|Postery
MP-421 Widely targeted metabolomics of hydrophilic compounds in wine using two LC-MS/MS methods: Comparison of different types and producing regions Yasuko Yamada1, Takanari Hattori2, Jun Watanabe2, Junko Iida2 1 Shimadzu Techno-Research, Inc.,. 1, Nishinokyo-Shimoaicho, Nakagyo-ku, Kyoto, 604-8436 Japan. 2 Shimadzu…
Klíčová slova
wine, winesauvignon, sauvignoncabernet, cabernetionfocus, ionfocuswines, winesfrance, francemerlot, merlotchile, chilemetabolomics, metabolomicsunit, unitvarieties, varietiesgrape, grapefermentation, fermentationacids, acidsfocus
Widely targeted metabolomics of hydrophilic compounds in wine using two LC-MS/MS methods: Comparison of different types and producing regions
2020|Shimadzu|Postery
Widely targeted metabolomics of hydrophilic compounds in wine using two LC-MS/MS methods: Comparison of different types and producing regions Yasuko Yamada1, Takanari Hattori2, Jun Watanabe2, Junko Iida2 Eberhardt Kuhn3 1 Shimadzu Techno-Research, Inc., Kyoto, Japan; 2 Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan;…
Klíčová slova
wine, winesauvignon, sauvignoncabernet, cabernetionfocus, ionfocuswines, winesfrance, francemerlot, merlotchile, chilemetabolomics, metabolomicsunit, unitvarieties, varietiesgrape, grapefermentation, fermentationacids, acidsmalolactic
Metabolome Analysis of Hydrophilic Metabolites in Saliva Using LCMS™-8060NX Triple Quadrupole Mass Spectrometer
2017|Shimadzu|Aplikace
Application News No. C233 LC-MS Metabolome Analysis of Hydrophilic Metabolites in Saliva Using LCMS™-8060NX Triple Quadrupole Mass Spectrometer The human mouth harbors as many as 9 billion bacteria of around 700 species that produce shortchain fatty acids similar to enteric…
Klíčová slova
acid, acidsaliva, salivaionfocus, ionfocusmetabolome, metabolomeacids, acidsmetabolites, metabolitesfatty, fattychain, chainshort, shortanalysis, analysispeak, peakpeakintelligence, peakintelligencebacteria, bacteriasuccinic, succinicrate
Analysis of Wines Using LCMS™-8060NX Triple Quadrupole Mass Spectrometer (Part 2)
2021|Shimadzu|Aplikace
Application News No. C238 Liquid Chromatography Mass Spectrometry Food Metabolomics Analysis of Wines Using LCMS™-8060NX Triple Quadrupole Mass Spectrometer (Part 2) Metabolomics is a scientific field in which the differences in multiple sample groups are clarified by comprehensively analyzing low…
Klíčová slova
wine, winenonalcoholic, nonalcoholicwines, winestable, tablequality, qualitymetabolomics, metabolomicslactic, lacticionfocus, ionfocusadulterated, adulteratedfood, foodfermentation, fermentationmixture, mixtureacid, acidbetween, betweenexpelling