Application of Metabolomics Techniques using LC/MS and GC/MS Profiling Analysis of Green Tea Leaves

Význam tématu

Metabolomika je klíčová pro rozpoznání komplexních změn v malých molekulách biologického původu. Aplikace LC/MS a GC/MS umožňuje široké spektrum detekce od nízkopolárních až po vysoce polární látky v potravinách, farmaceutickém výzkumu či klinické diagnostice.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl demonstrovat metodiku profilování metabolitů v listech zeleného čaje pomocí kombinace ultra rychlé LC/MS a GC/MS. Zkoumalo se devět vzorků čajových lístků vysoké kvality s cílem identifikovat sloučeniny korelující s hodnocením kvality a vytvořit prediktivní model.

Použitá metodika a instrumentace

• Extrahování metabolitů z mrazem drcených čajových listů sekvenční směsí voda/methanol/chloroform.
• Derivatizace vzorků pro GC/MS: methoxylace a silylace.
• LC/MS: Prominence UFLC spojená s LCMS-IT-TOF v režimu MSn s ESI přepínáním polarity.
• GC/MS: GCMS-QP2010 Plus s EI jonizací, použití Shimadzu metabolitní databáze a NIST knihovny.
• Statistická analýza: hlavně PCA v SIMCA-P pro výběr klíčových markerů kvality.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýzou LC/MS bylo rozlišeno deset katechinů a alkaloidů během 10 minut. GC/MS detekovalo přes sto signálů, z toho bylo identifikováno 71 sacharidů, aminokyselin a organických kyselin. PCA vyzdvihla organické kyseliny a polyfenoly jako hlavní faktory kvality a odhalila dosud neznámý marker Peak X. Podle MSn analýzy a databázového vyhledávání byla Peak X přiřazena ke sloučenině theogallin.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a citlivá identifikace širokého spektra metabolitů.
• Možnost postavit kvantitativní a kvalitativní modely pro hodnocení surovin.
• Profiling neznámých látek pomocí vysoké přesnosti hmotnostních měření a MSn.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s genomikou a proteomikou pro komplexní multiomické studie.
• Rozšíření databází a automatizovaná interpretace neznámých sloučenin.
• Využití umělé inteligence pro predikci funkčních vlastností metabolitů.

Závěr

Ukázali jsme, jak kombinace ultra rychlé LC/MS a GC/MS poskytuje účinný nástroj pro detailní profilování metabolitů v zeleném čaji. Metoda umožňuje odhalit klíčové složky kvality a nabízí cestu k prediktivní kontrole surovin v potravinářském průmyslu.

Reference

1. Fukusaki E Possibilities and Technological Obstacles in Metabolomics Biotechnology 2006 84 231 234
2. Pongsuwan W Fukusaki E Bamba T Yonetani T Yamahara T Kobayashi A Prediction of Japanese Green Tea Ranking by Gas Chromatography Mass Spectrometry Based Hydrophilic Metabolite Fingerprinting J Agric Food Chem 2007 55 231 236