Widely-targeted Metabolomic profiling for wines by LC-MS/MS and GC-MS/MS measurement

Význam tématu

Metabolomické profilování vín umožňuje detailní analýzu primárních metabolitů, které významně ovlivňují chuť, kvalitu a senzorické vlastnosti vín. Tento přístup přináší objektivní, kvantitativní data nad tradičními senzorickými testy.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo vyvinout a ověřit široce cílenou metodiku kombinující LC-MS/MS a GC-MS/MS pro simultánní analýzu čtyř vzorků červeného vína z různých odrůd (Pinot Noir, Cabernet Sauvignon) a lokalit (USA, Austrálie). Dále se aplikovala statistická analýza (PCA, HCA) pro diferenciaci a klasifikaci vzorků podle metabolického profilu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorek vína (0,2 mL) byl po přidání interního standardu filtrován (MWCO 3 kDa). Pro LC-MS/MS část byl použit systém Nexera s kolonkou Discovery HS F5 (150×2,1 mm, 3 μm), mobilní fáze 0,1 % kyseliny formiové ve vodě/acetonitrilu, gradientní eluce, kolona 40 °C, inj. objem 3 μL. Detekce na LCMS-8060 v režimu MRM, ionizace ESI (+/–), zdrojové teploty 250–400 °C. Pro GC-MS/MS analýzu byla použit GCMS-TQ8040 s kolonkou BPX-5 (30 m × 0,25 mm × 0,25 μm), program teplot od 60 do 330 °C, split 30:1, inj. objem 1 μL, MRM režim, iontový zdroj 200 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

LC-MS/MS detekovalo 97 primárních metabolitů (aminokyseliny, organické kyseliny, nukleotidové sloučeniny). PCA a HCA úspěšně oddělily vzorek Cabernet Sauvignon (USA) od ostatních díky nižšímu obsahu aminokyselin, zejména prolinu, který se po fermentaci hromadí. GC-MS/MS analýza více než 300 sloučenin potvrdila obdobnou diferenciaci. Výsledky naznačují vliv odrůdy, geografického původu a průběhu fermentace na chemický profil vína.

Přínosy a praktické využití metody

Metodika umožňuje komplexní sledování klíčových metabolitů ve víně pro kontrolu kvality, ověřování odrůdové autenticity a optimalizaci výrobních postupů. Kombinace dvou hmotnostních spektrometrů rozšiřuje chemické pokrytí a zvyšuje spolehlivost analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze očekávat rozšíření metodiky o analýzu dalších tříd sloučenin, zejména aromatických a těkavých látek, a integraci s dalšími omickými daty. Díky strojovému učení a pokročilé statistice bude možné vyvíjet prediktivní modely kvality vína a jeho stárnutí.

Závěr

Široce cílené metabolomické profilování kombinující LC-MS/MS a GC-MS/MS doplněné multivariační analýzou se ukázalo jako účinný nástroj pro rozlišení a charakterizaci vín. Metoda odhalila klíčové komponenty ovlivňující senzorické vlastnosti a může sloužit ke zlepšení kontroly kvality a autentizace výrobků.

Reference

Shuichi Kawana, Takero Sakai, Tsuyoshi Nakanishi, Atsushi Ogiwara (2017) Widely-targeted Metabolomic profiling for wines by LC-MS/MS and GC-MS/MS measurement. ASMS 2017, WP-183. Shimadzu Corporation; Reifycs Inc.