Wide-Target Analysis of Yogurt Using Triple Quadrupole LC-MS/MS

Význam tématu

Potravinová metabolomika umožňuje detailní mapování metabolitů, které ovlivňují chuť, kvalitu a funkčnost potravinových produktů. V případě jogurtu jsou tyto informace klíčové pro kontrolu kvality, vývoj nových receptur a sledování biologického složení během výroby a skladování.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit komplexní analytický workflow pro simultánní detekci primárních metabolitů v osmi komerčních vzorcích jogurtu. Analýza využila dvojí chromatografickou strategii (ion-pairing a non-ion-pairing) na triple quadrupole LC-MS/MS, následnou multivariační statistiku a vizualizaci metabolitických profilů.

Použitá metodika a instrumentace

Příprava vzorku:
Lyofilizace dobře promíchaného jogurtu, extrakce směsí ultrapure vody, methanolu a chloroformu, centrifugace, ultrafiltrace (MW 3000), koncentrování a redissolvace v 10 µM interním standardu (MES).

Analytické podmínky a instrumentace:

• Chromatografický systém: Shimadzu Nexera X3
• Hmotnostní spektrometr: Shimadzu LCMS-8060NX, režim MRM, ESI (negativní/pozitivní ionizace)
• Ion-pairing metoda: kolona Mastro2 C18, mobilní fáze 10 mM dipentylamin + 15 mM acetát/ voda (A) a methanol (B), gradient, 0,3 mL/min, 40 °C
• Non-ion-pairing metoda: kolona Shim-pack GIST PFPP, mobilní fáze 0,1 % formiát ve vodě (A) a 0,1 % formiát v acetonitrilu (B), gradient, 0,25 mL/min, 40 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Ion-pairing rozbor identifikoval 68 primárních metabolitů (hlavně sacharidové dráhy), non-ion-pairing 81 sloučenin (aminokyseliny, organické kyseliny, nukleové deriváty) a v souhrnu bylo zjištěno přes 110 unikátních metabolitů. Principální komponentová analýza (PCA) na poměrech vrcholových ploch vůči interním standardům odhalila jasné rozlišení jednotlivých jogurtů. Nejvýznamnější příspěvky k variabilitě v PC1 poskytovaly nukleotidové metabolity (UDP-glukóza, cytidin, GMP), v PC2 pak aminokyseliny (tyrosin, glutamát) a koenzymy (FAD).

Přínosy a praktické využití metody

Navržený workflow nabízí:

• Robustní kvantitativní analýzu stovek metabolitů v jediném běhu
• Rychlou statistickou interpretaci a vizualizaci dat pomocí balíčků Peakintelligence a Multi-omics Analysis Package
• Možnost aplikace v QA/QC, vývoji receptur a sledování stability mikrobiálního složení

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace multi-omics přístupů (lipidomika, proteomika) pro komplexní potravinové mapování
• Automatizace přípravy vzorků a AI-podporovaná analýza dat
• Rozšíření metodiky na jiné mléčné výrobky a sledování metabolitů mikrobiálních kultur

Závěr

Triple quadrupole LC-MS/MS v kombinaci se specializovanými softwarovými balíčky představuje účinný nástroj pro širokoplošnou analýzu primárních metabolitů v jogurtu, což přispívá k lepší kontrole kvality, inovacím v potravinářském výzkumu a optimalizaci výrobních procesů.