Food Metabolomics Analysis of Deterioration Characteristics of Alcoholic Drinks Using LC/MS/MS

Význam tématu

Food metabolomics představuje moderní přístup k hodnocení kvality potravinových produktů na základě komplexní analýzy metabolitů. U alkoholických nápojů umožňuje odhalit biochemické změny související s jejich stářením a nesprávným skladováním, které nelze vždy zachytit tradičními smyslovými testy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo využít beziontové LC/MS/MS pro monitorování změn hydrosolubilních metabolitů (aminokyseliny, organické kyseliny, nukleosidy) v japonském saké (dva typy) a bílém víně při simulaci nepříznivých skladovacích a dopravních podmínek. Analýza byla doplněna multivariačními statistickými metodami (PCA, jedno­faktorová ANOVA) pro identifikaci metabolitů ovlivněných jednotlivými podmínkami.

Použitá metodika a instrumentace

Analytická metoda vycházela z balíčku LC/MS/MS Method Package for Primary Metabolites Ver. 2 s kapalinovou chromatografií Nexera X2 a troj­kvadrupólovým detektorem LCMS-8060.

• Kolona: reverzní fáze
• Mobilní fáze: 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě / 0,1 % kyselina mravenčí v acetonitrilu
• Gradientní eluce, průtok 0,25 mL/min, injekce 3 µL
• ESI v pozitivním i negativním módu, MRM
• Teploty: DL 250 °C, blokový ohřev 400 °C, interface 300 °C

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza PCA neukázala zřetelné skupinové odchylky, avšak ANOVA prokázala, že skladování při pokojové teplotě a světle (podmínka B) způsobilo statisticky významné změny několika metabolitů:

• Růst hladiny methionin sulfoxidu ve všech testovaných vzorcích – potenciální marker oxidace bílkovin.
• Snížení cysteinu jen v saké bez přidaného destilátu – souvislost s tvorbou malodorního dimethyl trisulfidu.
• Snížení močové kyseliny v saké – ukazuje vliv oxidace při nedostatku antioxidačního sulfitu.
• Ve vzorcích bílého vína zvýšení kynureninu a pokles tryptofanu – odpovídá aktivaci kynureninové dráhy.

Ostatní urychlené podmínky (krátkodobé zahřátí, vibrace) nevykazovaly významný dopad na hydrosolubilní složky.

Přínosy a praktické využití metody

Metabolomická analýza umožňuje:

• Objektivní sledování kvality nápojů při přepravě a skladování.
• Identifikaci biomarkerů oxidace a zkázy.
• Porovnání vlivu různých obalových a dopravních podmínek.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může zahrnovat integraci metabolomických dat s chemometrickými modely pro predikci senzorických vlastností a vývoj online monitorovacích systémů pro sledování kvality během dopravy. V budoucnu lze také kombinovat LC/MS/MS s NMR a dalšími hyphenovanými technikami pro širší profilaci metabolitů.

Závěr

Studie demonstrovala, že beziontová LC/MS/MS metodika společně s multivariantní analýzou spolehlivě odhaluje metabolické změny způsobené nedostatečnými skladovacími podmínkami. Methionin sulfoxid a další popsané složky mohou sloužit jako indikátory oxidativního poškození alkoholických nápojů.

Reference

• Shimadzu Corporation. Application News No. C203, First Edition Nov. 2019.