NON-TARGETED ANALYSIS OF MUSHROOM-CONTAINING COFFEE PRODUCTS USING ION MOBILITY-HIGH RESOLUTION MASS SPECTROMETRY

Význam tématu

Stoupající zájem o funkční houby v potravinách a doplňcích stravy, zejména jejich protizánětlivé a kognitivní účinky, vede k širokému uplatnění v kávových výrobcích. Neurčovaný (non-targeted) přístup pomocí iontové mobility spojené s vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie umožňuje komplexní profilaci těchto složek pro ověření složení a zajištění kvality.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo srovnat chemické otisky tradiční instantní kávy, kávových směsí obohacených o výtažky z hub (chaga, cordyceps, lion’s mane) a kapslí s čistými houbovými extrakty. Analýza se zaměřila na detekci oligosacharidů a dalších vodou rozpustných markerů, které mohou diferencovat jednotlivé produkty.

Použitá metodika

Všechny vzorky byly připraveny rozpuštěním podle návodu výrobce, odstředěny a ředěny desetkrát vodou. Chromatografie proběhla na systému UPLC s kolonkou BEH C18AX a gradientem vody s 0,1% kyselinou formiovou vs. acetonitril s 0,1% kyselinou formiovou. Analyzovaná rampa:

• 0–3 min 100 % A
• 3–6 min lineární přechod na 25 % B
• 6–11 min na 98 % B
• 11–13,2 min návrat na 100 % A
• 13,2–17 min udržení 100 % A

Použitá instrumentace

Analýzy proběhly na hmotnostním spektrometru SYNAPT XS v režimu HDMSE, negativní ionizace, rozsah m/z 50–1200, doba skenu 0,15 s, IMS vlna 1000–550 m/s, kolizní energie 20–60 V. Data zpracována v Driftscope, UNIFI a multivariační analýzou v EZinfo.

Hlavní výsledky a diskuse

PCA ukázala jasné oddělení tradiční kávy, houbařských káv a čistých extraktů, přičemž replikáty byly vysoce reprodukovatelné. Klíčovými markery rozlišujícími vzorky byly:

• pozdně eluující oligosacharidy (hexaóza, pětaóza, heptaóza) v kávách s cordycepsem,
• disacharid trehalóza, jehož koncentrace se výrazně lišila mezi jednotlivými směsmi,
• tradiční káva oligosacharidy neobsahovala.

Trehalóza jako prebiotikum vykazovala proměnlivou odezvu bez zřejmé korelace ke konkrétní houbové složce, což naznačuje, že proces extrakce více ovlivňuje obsah než samotný druh houby.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje rychlý a komplexní profil polarických složek ve složitých matricích. Umožňuje:

• ověření autenticity a homogenity funkčních kávových směsí,
• detekci klíčových biomarkerů pro kontrolu jakosti,
• rozlišení mezi tradičními produkty a těmi s houbovými extrakty.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření aplikace o kvantitativní metody pro nejdůležitější oligosacharidy a disacharidy, integrace strojového učení pro predikci vlastností směsí, nasazení portabilních IMS-MS systémů pro průběžnou kontrolu výroby a rozvoj databází metabolit houbičových produktů.

Závěr

Iontová mobilita v kombinaci s vysokým rozlišením hmotnostní spektrometrie prokázala schopnost účinně profilovat a rozlišovat kávové produkty obohacené o houby. Studie odhalila význam oligosacharidů a trehalózy jako klíčových markerů a naznačila dominantní vliv extrakčního procesu na výsledný metabolický profil. Metoda přináší spolehlivý nástroj pro QA/QC v oblasti funkčních potravin.

Reference

1. Elsayed EA et al. Mushrooms: A potential source of anti-inflammatory compounds for medicinal applications. Mediators of Inflammation. 2014; Article ID 805841.
2. Ba DM et al. Mushroom intake and cognitive performance among US older adults: the NHANES 2011–2014. British Journal of Nutrition. 2022;128:2241.
3. Friedman M. Mushroom polysaccharides: chemistry and antiobesity, antidiabetes, anticancer, and antibiotic properties. Foods. 2016;5:80.
4. Aida F et al. Mushrooms as a potential source of prebiotics: a review. Trends in Food Science & Technology. 2009;20:567.
5. Vetter J. The mushroom glucans: molecules of high biological and medicinal importance. Foods. 2023;12:1009.