Using HS-SPME and GC/Triple Quadrupole MS for High Throughput Analysis of Haloanisoles in Wines at Sub-ng/L Levels

Význam tématu

Aroma haloanisolů, zejména 2,4,6-trichloroanisolu (TCA) a příbuzných sloučenin, je hlavní příčinou korekčního kazu ve vínu, známého jako cork taint.
I v nízkých koncentracích v řádu ng/L způsobují tyto sloučeniny zatuchlé pachy, vedoucí k výrazným ekonomickým ztrátám v odvětví vinařství.
Pro udržení kvality vína je nezbytné citlivé a rychlé stanovení těchto kontaminantů pod detekčními limity čichu.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout automatizovanou a vysoce výkonnou metodu pro kvantifikaci TCA, TeCA, PCA a TBA ve víně,
využívající HS-SPME s izotopovými interními standardy a detekcí na GC s trojčinným kvadrupólem (QQQ MS/MS).
Metoda měla dosahovat limit kvantifikace pod 1 ng/L a zkrátit dobu analýzy pro rutinní kontrolu kvality.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek: 10 mL vína s přídavkem interních standardů ([2H5]-TCA, [13C6]-PCA, [2H5]-TBA).
Předextrakční agitace: 5 minut při 40 °C a 500 rpm. Extrakce: 100 µm PDMS SPME vlákno v hlavě vzduchové fáze 10 minut při 250 rpm.
Desorpce vlákna: 280 °C po dobu GC běhu (11 minut).
Instrumentace:

• GC: Agilent 7890A s kolonkou DB-5 (30 m × 0,25 mm, 0,25 µm).
• Autosampler: Gerstel MPS2.
• MS/MS: Agilent 7000B Triple Quadrupole s ionizací EI a režimem MRM.

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické charakteristiky ve vzorovém víně:

• Lineární rozsah 0,1–50 ng/L (R ≥ 0,999).
• LOQ pro TCA 0,5 ng/L; TeCA 0,1 ng/L; PCA 0,25 ng/L; TBA 1,0 ng/L – pod prahovými hodnotami čichu.

Recovery a opakovatelnost:

• Recoverie 90–110 %, RSD < 10 % napříč odrůdami bílých i červených vín.

Analýza komerčně vadných vzorků ukázala, že TCA je převažující kontaminant s koncentracemi od 2,3 do 9,9 ng/L,
ostatní haloanisoly byly detekovány v hodnotách až o řád nižších.

Přínosy a praktické využití metody

• Automatizované HS-SPME minimalizuje manuální zásahy.
• Doba extrakce 10 minut a celkový běh GC 11 minut zajišťují vysokou průchodnost vzorků.
• Citlivost metody umožňuje detekci pod senzorickými prahy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Online integrace vzorkování a monitorování kvality vína v reálném čase.
• Zkracování doby analýzy a přenosné GC-MS systémy pro in situ testování.
• Rozšíření metodiky na další halogenované kontaminanty v potravinách a nápojích.

Závěr

Navržená metoda HS-SPME-GC-QQQ MS/MS nabízí rychlou, citlivou a reprodukovatelnou analýzu haloanisolů ve vínech pod prahové hodnoty senzorických limitů, což je klíčové pro rutinní sledování kvality a prevenci korkového kazu.

Reference

1. Hjelmeland AK, Collins TS, Miles JL, Wylie PL, Mitchell AE, Ebeler SE. Determination of 2,4,6-Trichloroanisole and 2,4,6-Tribromoanisole in Wine Using Microextraction in Packed Syringe and Gas Chromatography-Mass Spectrometry. Am J Enol Viticult. 63:494-499, 2012.
2. Evans TJ, Butzke CE, Ebeler SE. Analysis of 2,4,6-trichloroanisole in wines using solid-phase microextraction coupled to gas chromatography-mass spectrometry. J Chromatogr A. 786:293-298, 1997.
3. Fischer C, Fischer U. Analysis of cork taint in wine and cork material at olfactory subthreshold levels by solid phase microextraction. J Agric Food Chem. 45:1995-1997, 1997.
4. Collins TS, Hjelmeland A, Ebeler SE. Analysis of haloanisoles in corks and wines. In Recent Advances in Analysis of Food and Flavors; Toth S, Mussinan CJ, eds. American Chemical Society; pp.109-127, 2012.