Off-favour Analysis in Food Using a Simple and Rapid SPME-GC/TQMS Method with Dedicated Off-favour Database

Význam tématu

Off-flavours představují nežádoucí pachové a chuťové odchylky, které snižují senzorickou kvalitu potravin a mohou indikovat mikrobiální nebo chemickou kontaminaci. Rychlá a univerzální detekce těchto sloučenin je klíčová pro zajištění bezpečnosti a konzistentní kvality potravinových produktů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout jednoduchou, automatizovanou a rychlou metodu pro identifikaci a semi-kvantifikaci off-flavour látek v různých typech potravinových vzorků. Metoda spočívá v kombinaci techniky SPME (solid phase micro-extraction) a GC/TQMS (plynové chromatografie s troj-kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem) s využitím dedikované databáze „Off-flavour Analyzer“.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda zahrnovala:

• SPME sampling: Vlákno Divinylbenzene/Carboxen/Polydimethylsiloxane (50/30 µm), inkubace 80 °C/5 min, extrakce 30 min při 250 rpm, desorpce 2 min při 270 °C.
• Autosampler: Shimadzu AOC-6000 s plně automatizovaným procesem vzorkování.
• GC podmínky: Kolona InertCap Pure-Wax (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm), split 1:5, nosný plyn helium při tlaku 83,5 kPa, program teploty 50 °C (5 min) → 10 °C/min do 250 °C (10 min).
• MS podmínky: Shimadzu GCMS-TQ8040, iontový zdroj 200 °C, provozní režimy Scan (m/z 42–500) a MRM s přednastavenými přechody z databáze off-flavour.

Hlavní výsledky a diskuse

Studie zahrnovala čtyři typy potravinových vzorků (vodní melounový džus, mléko, smetanový sýr, hlávkový salát) porovnané po skladování při 4 °C (kontrola) a při pokojové teplotě (3 dny). Pomocí MRM analýzy a MetaboAnalyst 3.0 byly stanoveny fold-change hodnoty:

• Vodní melounový džus: 34 zvýšených sloučenin, nejvýrazněji kyselina octová (fermentační produkt).
• Mléko: 31 sloučenin, převládají krátkořetězcové mastné kyseliny (butyrová, kapronová, kaprylová) a produkty rozkladu aminokyselin (dimethyl disulfid, indol).
• Smetanový sýr: 13 sloučenin, významný nárůst isobutyrové a isovalerové kyseliny (lipázami katalyzovaná hydrolýza triglyceridů).
• Hlávkový salát: 47 zvýšených a 8 snížených sloučenin, klíčové metabolity mikroorganismů (2-ethyl-1-hexanol, p-ethylguaiacol), fermentační produkty (ethylacetát, kyselina octová).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí vysokou flexibilitu pro různé fyzikální stavy vzorku (kapalné, polotuhé, pevné) a plnou automatizaci vzorkování. Umožňuje rychlé screeningové stanovení off-flavour markerů pro QA/QC v potravinářském průmyslu, výzkumné laboratoři i při vývoji nových produktů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření databáze o další off-flavour sloučeniny a nové matice potravin.
• Propojení s vysoko-rozlišovacími hmotnostními spektrometry pro přesnější identifikaci a kvantifikaci.
• Integrace strojového učení pro automatizovanou interpretaci dat a predikci spoilážních procesů.
• Online monitorování kvality potravin v průmyslových linkách.

Závěr

Předložená SPME-GC/TQMS metoda s dedikovanou off-flavour databází prokazuje vysokou účinnost a univerzálnost ve screeningové analýze nežádoucích pachových složek v různých potravinových vzorcích. Metoda umožňuje rychlou identifikaci a semi-kvantitativní hodnocení, což významně zjednodušuje monitoring kvality a studium mechanizmů spoiláže.

Reference

1. Ridgway K., Lalljie S.P.D, Smith R.M. Analysis of Food Taints and off-flavours – A review. Food Additives and Contaminants, 2009, 27(02):146-168.
2. Xia J., Wishart D.S. Using MetaboAnalyst 3.0 for Comprehensive Metabolomics Data Analysis. Current Protocols in Bioinformatics, 2016, 55:14.10.1-14.10.91.