Comprehensive Analysis of Primary and Secondary Metabolites in Citrus Fruits Using an Automated Method Changeover UHPLC System and LC/MS/MS System [LCMS-8050]

Význam tématu

Metabolomická analýza poskytuje komplexní pohled na primární a sekundární metabolity v potravinách, což je klíčové pro hodnocení jejich nutričních, senzorických a funkčních vlastností. V potravinářském a agrárním výzkumu umožňuje detailní profilování, které podporuje šlechtění, zpracování a vývoj hodnotných produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a demonstrativně aplikovat automatizovanou LC/MS/MS metodu pro simultánní kvantifikaci hlavních organických kyselin, aminokyselin, cukrů, flavonoidů a karotenoidů v sedmi druzích citrusových plodů. Analýza zároveň srovnala metabolitický profil dužniny a slupky a rozdíly mezi odrůdami.

Použitá instrumentace

• UHPLC Nexera (Shimadzu)
• Triple quadrupolární hmotnostní spektrometr LCMS-8050 (Shimadzu)
• Kolony: Discovery HS F5-3, Inertsil ODS-4, Asahipak NH2P-50 2D
• Automatizace přechodu až mezi osmi mobilními fázemi a šesti kolonami
• ESI ionizace (+/–) v režimu MRM

Použitá metodika

Vzorky dužniny a slupky sedmi citrusových plodů byly homogenizovány, extrahovány vodno-etanolovým a hexanovým extraktem a frakcionovány. Následně byly analyzovány ve třech chromatografických režimech optimalizovaných pro organické kyseliny a aminokyseliny, cukry a flavonoidy, resp. karotenoidy.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrační křivky pokrývaly široké koncentrační rozsahy (1 µg/L až 10 000 µg/L).
• PCA diskriminovala dužninu a slupku: slupka bohatá na flavonoidy, dužnina na karotenoidy a cukry.
• Cukerné spektrum bylo v obou matricích podobné co do celkového množství, avšak s odlišným poměrem glukózy, fruktózy a sacharózy.
• Obsah flavonoidů ve slupce byl přibližně 5× vyšší než v dužnině, karotenoidů více než 30×.
• Hybridní odrůdy mikan a rodičovské plody vykazovaly nejvyšší koncentrace β-cryptoxanthinu a β-karotenu.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená metoda umožňuje rychlou, citlivou a komplexní analýzu klíčových metabolitů v potravinách. Je vhodná pro kontrolu kvality surovin, vývoj funkčních potravin, standardizaci produktů a selekci v šlechtitelských programech.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na další potravinové matice a třídy metabolitů
• Integrace s dalšími omickými daty a bioinformatickými přístupy
• Vyšší úroveň automatizace a throughput
• Využití v průmyslovém QA/QC a plant breeding programech
• Nasazení umělé inteligence pro pokročilé datové analýzy

Závěr

Automatizovaná LC/MS/MS metoda s přechodem mezi třemi chromatografickými režimy prokázala schopnost robustně a komplexně stanovit primární i sekundární metabolity v citrusových plodech. Rozdíly mezi dužninou a slupkou i mezi jednotlivými odrůdami poskytují cenné poznatky pro potravinářský výzkum, šlechtění a vývoj nových produktů.

Reference

• Shimadzu Corporation, Application No. C132, First Edition: Jul. 2016