Analysis of Grape Volatiles by Solid Phase Microextraction and Comprehensive Two-Dimensional Gas Chromatography with Time-of-Flight Mass Spectrometry (GCxGC-TOFMS)

Význam tématu

Volatilní složení hroznů přímo ovlivňuje charakter, aroma a kvalitu výsledného vína. Detailní znalost těchto sloučenin umožňuje lépe porozumět odrůdovým znakům, optimalizovat technologii výroby vína a zajistit konzistentní senzorické vlastnosti.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo porovnat profil těkavých látek ve zralých bobulích odrůd Fernão Pires (bílá) a Baga (červená) z portugalské apelace Bairrada. Studie využívá kombinaci pevné fáze mikroextrakce (SPME) pro izolaci hlavy nad vzorkem a dvoudimenzionální plynové chromatografie se spektrometrií TOFMS (GCxGC-TOFMS) pro maximální separaci a identifikaci sloučenin.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky: 50 g mražených hroznů rozemletých se 8 g NaCl, 40 °C, 1 h míchání.
SPME: vláknovina Carbowax/divinylbenzen (65 µm), sorpce 1 h v hlavě nad vzorkem.
GCxGC: Agilent 6890N s LECO modulátorem, primární kolona Equity-5 (60 m×0,25 mm×1 µm), sekundární Supelcowax (2,5 m×0,1 mm×0,1 µm), helia 1 ml/min.
Oven program: primární 40 °C→260 °C, sekundární 45 °C→265 °C, modulace 4 s.
TOFMS: LECO Pegasus 4D, EI 70 eV, rozsah 33–350 u, 125 spekter/s, analýza v ChromaTOF.

Hlavní výsledky a diskuse

Po automatizovaném vyhledání špiček (S/N>500) bylo detekováno 1562 signálů, po odstranění šumu a kolony bleedu zůstalo 301 sloučenin (match factor>850). Identifikovány byly alkanes, alkoholy, aldehydy, ketony, estery, kyseliny, laktony, fenoly, terpeny i seskviterpeny. Porovnání konturových map odhalilo tematické kvantitativní rozdíly mezi odrůdami, přičemž některé monoterpeny a jejich deriváty (např. myrcen, linalool, nerol oxide) se v červené odrůdě objevily ve vyšších/nebo nižších koncentracích.
GCxGC se osvědčila při rozlišení kritických koelucí: příklady nerol-oxide/2-nonenal a 1-chlorooktan/2-decen-1-ol ukázaly, že druhá dimenze efektivně odděluje sloučeniny rozdílné polarity.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká separační kapacita umožňuje detailní profilaci komplexních vzorků.
• SPME-GCxGC-TOFMS minimalizuje přípravu a zkracuje čas analýzy bez ztráty citlivosti.
• Metoda vhodná pro enologický výzkum, kontrolu kvality a vývoj aroma profilů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další vývoj může směřovat k integraci s chemometrickými nástroji pro rychlé odrůdové klasifikace, využití pokročilých vláken SPME pro širší rozsah látek, a aplikaci v monitoringu vinic v reálném čase.

Závěr

Kombinace hlavo-space SPME a GCxGC-TOFMS poskytuje robustní a velmi výkonný přístup pro analýzu těkavých látek ve vinných surovinách. Metoda prokázala schopnost rozlišit a identifikovat stovky sloučenin, čímž podporuje pokročilé studium aroma charakteristik odrůd.

Reference

• Wilson S. et al., 1986
• Rocha S. M. et al., 2000