Non-Targeted Analysis of Metabolites in Beverages Using LCMS-9030

Význam tématu

Metabolomika představuje klíčový nástroj pro komplexní charakterizaci nízkomolekulárních látek v biologických systémech a potravinách. Nezacílená analýza metabolitů umožňuje odhalit neznámé složky a poskytuje objektivní hodnocení chuti, kvality a nutriční hodnoty potravinářských vzorků.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo demonstrovat využití systému LCMS-9030 v kombinaci s multivariační analýzou pro nezacílenou identifikaci a srovnání metabolomů šesti druhů pivních a pivu podobných nápojů, včetně nealkoholických variant.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly před analýzou odplyněny a ředěny 10× ultrapure vodou. Analýzu realizovala sestava:

• Nexera X3 UHPLC: reverzní fázová kolona, teplota 40 °C, gradientní eluce s 0,1 % kyselinou mravenčí ve vodě (solvent A) a v acetonitrilu (solvent B), průtok 0,25 mL/min.
• LCMS-9030 (QTOF): ESI pozitivní, režim Data Dependent Acquisition, nastavení plynů (nebulizační 3 L/min, sušící 10 L/min, ohřívací 10 L/min), rozhraní 300 °C, DL 250 °C, blokový ohřev 400 °C, CID 230 kPa.
• Softwarové nástroje: Signpost MS pro extrakci 1698 iontových stop a multivariační analýzu (PCA), LabSolutions Insight Explore pro predikci a potvrzení neznámých látek pomocí Exact Mass Database a referenčních standardů.

Hlavní výsledky a diskuse

PCA ukázala jasné shlukování vzorků podle typu a výrobního postupu: lagerová, svrchně kvašená a nealkoholická piva vznikající fermentací tvořila jeden cluster, nízkopivní a některé nealkoholické vzorky druhý, a sójový nápoj se odlišil výrazněji. Charakteristické metabolity zahrnovaly:

• Aminokyseliny (prolin, tyrosin, arginin, tryptofan) a nukleotidy (guanosin) v pivech a fermentovaných nealko variantách.
• Alkaloid hordenin z ječmene přítomný ve fermentovaných vzorcích.
• Antioxidant kyselina askorbová ve vzorcích nízkopivních a některých nealko pivech.
• Emulgátory (tributyl citrát, triethyl citrát) a umami složka glutamát v nízkopivních vzorcích.
• Izoflavony (genistein, glycitein) v sójovém nápoji.

Přínosy a praktické využití metody

Prezentovaná metodika umožňuje rychlou a objektivní nezacílenou analýzu potravinářských vzorků, identifikaci klíčových a neznámých metabolitů a porovnání metabolických profilů pro účely QA/QC, vývoje nových produktů a nutričního hodnocení.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace pokročilých databází a rozšíření spektrálních knihoven pro zvýšení spolehlivosti identifikace.
• Využití umělé inteligence a strojového učení pro automatizovanou klasifikaci vzorků a predikci vlastností.
• Rozšíření aplikací na další potravinářské, farmaceutické a environmentální matriče.

Závěr

Studie potvrdila, že LCMS-9030 v kombinaci se softwarovým zpracováním umožňuje efektivní nezacílenou analýzu metabolitů v nápojích. Metabolické profily úzce odrážejí suroviny a technologii výroby, což podporuje využitelnost metody pro komplexní hodnocení kvality potravin.