An LC-Orbitrap-MS Based Non-targeted Metabolomics Approach for Investigation of Honey Adulteration

Význam tématu

Honey představuje vysoce hodnotný přírodní produkt využívaný jak v potravinářství, tak v medicíně díky svým antioxidačním, antimikrobiálním a protizánětlivým účinkům. Vysoká cena a omezená produkce však vedou k častým podvodům s přidáváním levných sladidel (kukuřičný sirup, invertní sirup apod.), což ohrožuje kvalitu, spotřebitele i důvěru v trh. Nezávislý screening širokého spektra metabolitů nabízí nástroj pro účinnou detekci falšování.

Cíle a přehled studie / článku

Publikace popisuje vývoj netargetované metabolomické metody kombinující chromatografii v reverzní fázi a HILIC s vysoko­rozlišovacím Orbitrap MS s cílem současně detekovat a identifikovat oligosacharidy, polysacharidy, polyfenoly a další přírodní sloučeniny v medu. Klíčovým cílem bylo prokázat schopnost metody rozlišit autentický a adulterovaný med pomocí chemického profilu.

Použitá metodika a instrumentace

Všech šest komerčních vzorků medu bylo připraveno jednoduchou dilucí (dilute-and-shoot) bez složitých extrakcí. Chromatografické oddělení probíhalo na systémech Thermo Scientific Vanquish Flex UHPLC dvěma metodami:

• Reverzní fáze (Accucore aQ kolona 100×2,1 mm, 2,6 μm; gradient voda/methanol s 0,1 % HCOOH)
• HILIC (Accucore amide 150×4,6 mm, 2,6 μm; gradient voda/acetonitril)

Řízené přepínání polarity (+/–) a vysoké rozlišení full MS (R=240 000) s datově závislou ddMS2 akvizicí (R=15 000, stepped NCE 10/30/55) prováděl Orbitrap Exploris 240. Pro zpracování dat sloužil software Thermo Scientific Compound Discoverer, který využívá výběr píků, zarovnání, full scan MS a MS/MS srovnání s online databázemi ChemSpider a mzCloud.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda detekovala přes 200 metabolitů s přesností hmotnostního měření pod 5 ppm. Pomocí HILIC bylo identifikováno 97 látek (zejména oligo- a polysacharidy), reverzní fáze přinesla detekci 75 sloučenin v pozitivním a 46 v negativním módu včetně polyfenolů. Negativní ionizace projevila čtyřnásobně vyšší citlivost pro naringenin. Vysoké rozlišení udrželo více než 15 snímků na chromatografický vrchol, což zajišťuje přesné kvantitativní porovnání. Statistická analýza (PCA) ve Compound Discoverer jasně oddělila čtyři vzorky s nadměrnými přídavky cukrů od dvou autentických vzorků zvýšenými hladinami maltohexaosy (DP6) a maltododekasaosy (DP16).

Přínosy a praktické využití metody

Navržený workflow umožňuje rychlý screening medu bez dodatečných referenčních standardů nebo složité přípravy vzorku. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality, forenzní analýzu potravin a zpětné dolování dat pro objevení nových markerů adulterace. Flexibilní přepínání polarity zvyšuje laborární produktivitu a výtěžnost informací.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření knihoven metabolitů a integrace s umělou inteligencí pro automatickou klasifikaci vzorků
• Metabolomické databáze zaměřené na potravinářskou autentifikaci
• Široké nasazení v QA/QC potravinářských podniků a regulačních orgánech
• Vývoj kvantitativních netargetovaných metod a validace vůči standardním protokolům

Závěr

Netargetovaná metabolomická metoda založená na kombinaci reverzní fáze a HILIC v par s ultravysoce rozlišovacím Orbitrap MS poskytuje silný nástroj pro detekci podvodů v medu. Metoda dosahuje vysoké citlivosti, širokého metabolitického pokrytí a spolehlivé diferenciace vzorků, což ji činí vhodnou pro rutinní laboratorní kontroly.

Reference

1. Bing Du et al. J. Agric. Food Chem. 63 (2015) 6614–6623
2. SANTE 11312/2021: Analytical quality control and method validation procedures for pesticide residues analysis in food and feed
3. Saeed Samarghandian, Tahereh Farkhondeh, Fariborz Samini; Pharmacogn. Res. 9(2) (2017) 121–127
4. Noori S. Al-Waili et al.; The Scientific World Journal 11 (2011) 766–787