Aroma and Metabolite Analysis Using GC-MS and LC-MS and Approach to Craft Beer Development
Aplikace | 2024 | ShimadzuInstrumentace
Analytické charakterizování aroma a metabolitů v pivu je klíčové pro objektivní hodnocení kvality a vývoje nových pivních produktů. Tradiční senzorické testy doplňuje vysoce citlivá chromatograficko-hmotnostní spektrometrie, která umožňuje kvantifikovat stovky sloučenin a odhalit vzájemné interakce aroma a metabolických drah.
Cílem studie bylo komplexně porovnat piva připravená se dvěma komerčními kvasinkovými kmeny (London Ale, American Ale) a dvěma kmeny divokých kvasinek. Analýza zahrnovala:
Pro aroma analýzu
Integrovaná GC-MS/LC-MS/LC-QTOF platforma poskytuje rozsáhlé informace o aroma i metabolomech, nahrazuje subjektivní senzoriku objektivními daty a umožňuje cílené úpravy receptur a fermentačních podmínek. Pomáhá optimalizovat výběr surovin i kvasinek pro nová pivní stylová provedení.
Studie demonstrovala, že kombinace GC-MS aroma analýzy, cílené GC-MS/LC-MS metabolomiky a necilené LC-QTOF analýzy nabízí ucelený pohled na aromatickou a metabolickou charakteristiku piva. Identifikovány byly klíčové aroma sloučeniny i metabolity ovlivňující fermentaci. Získaná data byla úspěšně využita pro společný vývoj nového belgického IPA piva KOCHO.
1) Multi-omics Analysis Package. Shimadzu Corp., 2024.
2) GC/MS and LC/MS Analysis of Metabolites in Hepatitis Model Mouse Serum. Application News, Shimadzu Corp., 2024.
3) Pretreatment Procedure Handbook for Metabolite Analysis. Shimadzu Corp., 2024.
GC/MSD, GC/MS/MS, HeadSpace, GC/SQ, GC/QQQ, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Analytické charakterizování aroma a metabolitů v pivu je klíčové pro objektivní hodnocení kvality a vývoje nových pivních produktů. Tradiční senzorické testy doplňuje vysoce citlivá chromatograficko-hmotnostní spektrometrie, která umožňuje kvantifikovat stovky sloučenin a odhalit vzájemné interakce aroma a metabolických drah.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie bylo komplexně porovnat piva připravená se dvěma komerčními kvasinkovými kmeny (London Ale, American Ale) a dvěma kmeny divokých kvasinek. Analýza zahrnovala:
- GC-MS aroma analýzu pomocí Smart Aroma Database
- cílenou metabolomiku s GC-MS a LC-MS využitím Smart Metabolites Database a Method Package for Primary Metabolites
- necílenou metabolomiku s LC-QTOF pro identifikaci neznámých sloučenin
Použitá instrumentace
Pro aroma analýzu
- HS-20 NX headspace sampler (trap-mode Tenax TA)
- GCMS-QP2020 NX (single-quadrupole GC-MS)
- GCMS-TQ8040 NX (triple-quadrupole GC-MS) s Smart Metabolites Database Ver. 2
- Nexera X3 + LCMS-8060NX (triple-quadrupole LC-MS) s Method Package for Primary Metabolites Ver. 3
- Nexera X3 + LCMS-9050 (quadrupole time-of-flight LC-MS)
- Signpost MS multivariate software a LabSolutions Insight Explore pro putativní identifikaci
Hlavní výsledky a diskuse
- Aroma PCA jasně oddělila piva s komerčními a divokými kvasinkami. Ve vzorku Wild Yeast 2 dominovaly p-vinylguaiacol, styren a beta-damascenon, což koresponduje se senzorickým vjemem pikatní, kořeněné vůně.
- Cílená GC-MS metabolomika detekovala 235 sloučenin (aminokyseliny, organické kyseliny, cukry). Volcano analýza ukázala pro Wild Yeast 2 vysoký obsah laktitolu a maltózy a nízký obsah izoleucinu a valinu.
- Cílená LC-MS metabolomika detekovala 104 látek (aminokyseliny, vitaminy, nukleobáze). Wild Yeast 2 vykazoval vyšší prolin a 2-aminobutyrát, nižší symetrický dimetylarginin ve srovnání s Wild Yeast 1.
- Nečílená LC-QTOF analýza identifikovala 4309 iontových stop. Pomocí PCA a následného workflow (určení přesné hmotnosti, ChemSpider, fragmentní atribuce) byl nalezen neznámý marker komerčních piv – ferulová kyselina.
Přínosy a praktické využití metody
Integrovaná GC-MS/LC-MS/LC-QTOF platforma poskytuje rozsáhlé informace o aroma i metabolomech, nahrazuje subjektivní senzoriku objektivními daty a umožňuje cílené úpravy receptur a fermentačních podmínek. Pomáhá optimalizovat výběr surovin i kvasinek pro nová pivní stylová provedení.
Budoucí trendy a možnosti využití
- Prohloubení multiomické integrace dat a mapování metabolických drah.
- Využití umělé inteligence pro predikci senzorických vlastností na základě analytických profilů.
- Rozšíření workflow do dalších potravinářských a biotechnologických odvětví.
- Nasazení vysokorozlišujícího QTOF a orbitrap instrumentace pro hlavně nalezení stopových neznámých markerů.
Závěr
Studie demonstrovala, že kombinace GC-MS aroma analýzy, cílené GC-MS/LC-MS metabolomiky a necilené LC-QTOF analýzy nabízí ucelený pohled na aromatickou a metabolickou charakteristiku piva. Identifikovány byly klíčové aroma sloučeniny i metabolity ovlivňující fermentaci. Získaná data byla úspěšně využita pro společný vývoj nového belgického IPA piva KOCHO.
Reference
1) Multi-omics Analysis Package. Shimadzu Corp., 2024.
2) GC/MS and LC/MS Analysis of Metabolites in Hepatitis Model Mouse Serum. Application News, Shimadzu Corp., 2024.
3) Pretreatment Procedure Handbook for Metabolite Analysis. Shimadzu Corp., 2024.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Analytical Solutions for Food Development
2025|Shimadzu|Brožury a specifikace
C10G-E108 Analytical Solutions for Food Development List of Products by Purpose of Analysis Food Texture Texture Analyzer X-Ray CT System Moisture Analyzer Differential Scanning Calorimeter (DSC) Color Dynamic Particle Image Analysis System Particle Size Analyzer UV-VIS Spectrophotometer (UV-Vis) Fragrance/Aroma Gas…
Klíčová slova
flavor, flavortexture, texturetest, testanalysis, analysisaroma, aromabenefits, benefitschromatograph, chromatographfood, foodcomponents, componentsevaluation, evaluationamino, aminoparticle, particleacids, acidsspectrophotometer, spectrophotometercolor
Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis
2017|Shimadzu|Brožury a specifikace
Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis C10G-E049 Analytical and Testing Instruments for Beer Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis World Map of Shimadzu Sales, Service, Manufacturing, and R&D Facilities Sales and Service Manufacturing R&D Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis…
Klíčová slova
beer, beershimadzu, shimadzuanalysis, analysisbrewing, brewingtesting, testingtotal, totalsupport, supportacids, acidsmalt, maltinstruments, instrumentsalcohol, alcoholibu, ibucolor, colororganic, organicethanol
Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis
2017|Shimadzu|Příručky
Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis C10G-E049 Analytical and Testing Instruments for Beer Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis World Map of Shimadzu Sales, Service, Manufacturing, and R&D Facilities Sales and Service Manufacturing R&D Shimadzu’s Total Support for Beer Analysis…
Klíčová slova
beer, beershimadzu, shimadzuanalysis, analysisbrewing, brewingtesting, testingtotal, totalsupport, supportacids, acidsmalt, maltinstruments, instrumentsalcohol, alcoholibu, ibucolor, colororganic, organicethanol
Selection Guide Metabolite Analysis - Metabolomics Product Portfolio
2019|Shimadzu|Brožury a specifikace
C146-E280D Selection Guide Metabolite Analysis Metabolomics Product Portfolio Expanding Metabolomics Metabolomics refers to an array of techniques used to comprehensively detect and analyze various metabolites formed in vivo during biological activity. The qualitative and quantitative changes in metabolites reflect the…
Klíčová slova
acid, acidsba, sbametabolites, metabolitesdatabase, databasepackage, packageacids, acidsmetabolomics, metabolomicsphospholipid, phospholipidanalysis, analysisamino, aminomediators, mediatorsmonophosphate, monophosphatecooh, coohmrm, mrmlcms