UHPLC/MS Profiling of Nonvolatiles in Whiskeys Using the Agilent 6530 Accurate-Mass Q-TOF LC/MS and Mass Profiler Professional

Význam tématu

Analýza nevolatilních složek whiskey má klíčový význam pro ochranu před padělky, optimalizaci výrobních procesů a zajištění konzistentní kvality nápoje. Pokročilé profily chemického složení přispívají k lepšímu porozumění vlivu surovin, výroby a zrání na výsledné organoleptické vlastnosti whiskey.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout nontargetovaný postup pro profilování nevolatilních látek v amerických whiskey (bourbon, rye, Tennessee a další) pomocí UHPLC spojené s přesnou hmotnostní spektrometrií Q-TOF a následnou multivariační statistickou analýzou. Studie zahrnovala 63 komerčních vzorků rozdílného typu, producenta i stáří.

Použitá instrumentace

• UHPLC: Agilent 1290 Infinity LC System
• Hmotnostní spektrometrie: Agilent 6530 Accurate-Mass Q-TOF LC/MS
• Software pro zpracování dat: MassHunter Qualitative Analysis, Mass Profiler Professional (MPP) verze 12.6.1
• Spectral library: Agilent Metlin Personal Compound Database and Library verze 5.0

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza nevedla k žádné úpravě vzorků a probíhala přímo na 12minutových chromatogramech. Po prvotní extrakci se nález přibližně 7600 molekul snížil na 40 klíčových markerů pomocí filtrů přítomnosti v replikátech, minimální intenzity a statistické významnosti (ANOVA, p<0,05). Multivariační PCA umožnila:

• Částečnou separaci bourbonů, rye a Tennessee whiskey na základě intenzit markerů.
• Vymezení bourbonů od různých producentů, přičemž vzorky producenta č. 4 byly jednoznačně odlišné.
• Rozlišení whiskey podle stáří: pod 4 roky se odlišily od starších, zatímco kategorie 4–8 let se překrývala se vzorky nad 8 let.

Identifikace markerů odhalila, že mladší whiskey obsahují převážně kratší mastné kyseliny (C8–C12) a aldehydy jako koniferaldehyd, zatímco u starších dominuje dřevo související fenolická chemie (syringaldehyd, elagická kyselina), dlouhé mastné kyseliny (C18–C20) a vanilin.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou, reprodukovatelnou a citlivou analýzu velkého počtu vzorků bez složité předúpravy. Výsledky mohou sloužit pro:

• Ověření pravosti a původu whiskey.
• Kontinuální sledování kvality výrobních šarží.
• Optimalizaci procesu zrání a výběru sudů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat rozšíření databáze spekter pro různé destiláty, integraci strojového učení pro pokročilé klasifikátory, implementaci rychlých screeningových metod v provozních laboratořích a využití miniaturizovaných hmotnostních analyzátorů pro případné nasazení v terénu.

Závěr

Nontargetovaná analýza UHPLC-Q-TOF ve spojení s multivariačním zpracováním dat poskytuje robustní nástroj pro komplexní profilování whiskey. Identifikované markery umožňují rozlišení typů, producentů i stáří, což přispívá k ochraně značky, zlepšení kvality a odhalení podvodných praktik.

Reference

1. Collins T. S., Zweigenbaum J., Ebeler S. E. Profiling of novolatiles in whiskeys using ultra high pressure liquid chromatography quadrupole time-of-flight mass spectrometry UHPLC-QTOF MS. Food Chemistry 163 (2014) 186–196.
2. MacNamara K., Dabrowska D., Baden M., Helle N. Advances in the ageing chemistry of distilled spirits distilled in oak barrels. LC/GC 14 (2011) 6–22.