Food Metabolomics Analysis of Deterioration Characteristics of Alcoholic Drinks Using LC/MS/MS

Význam tématu

Food metabolomika představuje klíčový přístup pro objektivní hodnocení kvality potravin a nápojů díky komplexnímu mapování metabolitů. Umožňuje odhalit biochemické změny spojené s procesy stárnutí, oxidace či mikrobiální degradace, které nejsou vždy detekovatelné klasickými senzorickými analýzami. Tento obor nachází uplatnění v kontroly kvality, bezpečnosti potravin a vývoji funkčních složek.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem popsaného výzkumu bylo zkoumat charakteristiky zhoršování kvality alkoholických nápojů (japonské rýžové víno sake a bílé víno) při různých stresových skladovacích podmínkách. Studie využívá LC/MS/MS a multivariační statistiky (PCA, jednofaktorová ANOVA) k identifikaci hydrosolubilních metabolitů citlivých na poškození během přepravy a skladování.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly uchovávány ve čtyřech režimech:

• A: 2 týdny v chladničce ve tmě
• B: 2 týdny při pokojové teplotě a osvětlení
• C: 2 týdny v chladu + 24 h zahřívání na 50 °C ve tmě
• D: 2 týdny v chladu + 24 h třesení při pokojové teplotě ve tmě

Po odstředění a ředění byly analyzovány hydrosolubilní metabolity (aminokyseliny, organické kyseliny, nukleosidy a nukleotidy) standardní metodou ion-pairing free LC/MS/MS (Primary Metabolites Ver.2). Použitá instrumentace:

• Nexera X2 HPLC s reverzní fází
• LCMS-8060 (ESI v pozitivním i negativním módu, režim MRM)
• Mobilní fáze: 0,1 % kyselina formiová ve vodě a acetonitrilu, gradientní eluce
• Průtok 0,25 mL/min, objem injekce 3 µL
• Optimální teploty zdroje a plynové toky dle výrobce

Hlavní výsledky a diskuse

PCA neprokázala zřetelné oddělení vzorků ve skupinách. ANOVA však odhalila, že vzorky vystavené světlu a pokojové teplotě (režim B) vykazují významné změny ve vybraných metabolitických markerech:

• Metionin-sulfoxid: u všech třech nápojů výrazně zvýšená hladina v režimu B; indikátor oxidativní modifikace proteinu.
• Kyselina močová: u sake pokles v režimu B, u bílého vína stabilita díky přidanému siřičitanu; marker antioxidační spotřeby.
• Cystein: významný pokles pouze u sake č. 1 v režimu B; souvisí s tvorbou nežádoucího dimethyl trisulfidu (DMTS).
• Tryptofan a kynurenin (bílé víno): snížení tryptofanu a zvýšení kynureninu v režimu B (a částečně C); odraz metabolismu přes kynureninovou dráhu.

Přínosy a praktické využití metody

Metabolomická analýza LC/MS/MS umožňuje:

• Identifikovat citlivé markery oxidace a zhoršení kvality během transportu.
• Zajistit kontrolu a validaci podmínek skladování u QA/QC laboratoří.
• Predikovat trvanlivost a senzorické změny na základě biochemických dat.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje:

• Rozšíření na netargetované (untargeted) metabolomické přístupy pro objev nových markerů.
• Integrace s výsledky senzorických panelů a strojového učení pro prediktivní modely kvality.
• Aplikace na širší škálu potravin a nápojů včetně destilátů a fermentovaných produktů.

Závěr

Food metabolomika pomocí ion-pairing free LC/MS/MS prokázala schopnost odhalit klíčové biochemické změny v alkoholických nápojích pod vlivem světla a teploty. Studie identifikovala metionin-sulfoxid, kyselinu močovou, cystein, tryptofan a kynurenin jako významné markery oxidativních a degradačních procesů.

Reference

Žádné explicitní literární odkazy neuvedeny.